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- ELETTRONICA OGGI 448 - SETTEMBRE 2015
di forma. Tuttavia, questa modularità richiede che il bus
di dati tra vari gruppi di batterie presenti isolamento
galvanico (nessun percorso resistivo), affinché guasti in
un gruppo non influiscano sul resto del sistema né ge-
nerino alte tensioni sul bus. Inoltre, i cavi che collegano i
vari gruppi devono tollerare livelli elevati di interferenza
elettromagnetica.
Un bus di dati isolato su doppino twistato è una solu-
zione fattibile per conseguire questi obiettivi con una
configurazione compatta ed economica. Ecco che
l’LTC6804 offre un bus di interconnessione SPI isolato
detto “isoSPI”, che codifica i segnali per il clock, l’ingres-
so dati e la selezione del chip in impulsi differenti, che
vengono quindi accoppiati attraverso un trasformatore
a un componente robusto, affidabile e con isolamento
comprovato (Fig. 5). I dispositivi presenti sul bus posso-
no essere collegati in serie, il che riduce notevolmente il
diametro dei cavi e consente sistemi modulari per gran-
di gruppi di batterie ad alta tensione, pur mantenendo
elevata velocità di trasmissione dei dati e bassa suscet-
tività all’interferenza elettromagnetica (Fig. 6).
Linear Technology ha eseguito anche prove BCI (Bulk
Current Injection) su LTC6804, consistenti nell’accop-
piare 100 mA di energia a radiofrequenza (RF) ai cavi
della batteria, con una spazzolata in frequenza della
portante RF da 1 MHz a 400 MHz e con modulazione
AM a 1 kHz sulla portante.
Il filtro digitale di LTC6804 è stato programmato per una
frequenza di taglio di 1,7 kHz e sono stati aggiunti an-
che un induttore in ferrite e un filtro RC esterni. Si è così
ottenuto un errore nella lettura di tensione minore di 2
mV nell’intera spazzolata RF.
Una serie di funzioni di autotest rende l’LTC6804 anco-
ra più idoneo per applicazioni BMS, come la rilevazio-
ne di cavi aperti, un secondo riferimento interno per il
clock del convertitore A/D, un autotest del multiplexer e
anche misure di tensione dell’alimentatore interno.
Il dispositivo è stato ingegnerizzato per sistemi
che devono essere conformi alle norme ISO 26262
e IEC 61508.
Per tirare le somme, considerando che le batterie
non sono dispositivi “semplici” sotto nessun aspet-
to del loro funzionamento né delle caratteristiche
prestazionali, e occorre sia regolarne con atten-
zione la carica sia monitorarne tensione, corren-
te, temperatura e scarica. All’aumentare dei livelli
di potenza, il progetto di un sistema, efficiente e
sicuro, diventa sempre più difficile, così che un
BMS multicella richiede di capire e risolvere molti
problemi tipici in cui la sicurezza è anch’essa un
requisito importante.
Il progetto di un sistema funzionale ed efficace
richiede un’architettura modulare, strutturata,
la cui configurazione generale si appoggi a basi
solide costituite da componenti ottimizzati come
LTC6804.
In combinazione con un sofisticato software di
acquisizione e controllo dati sicuro, si ottiene un
BMS affidabile e dalle prestazioni elevate che ri-
chiede intervento minimo da parte dell’operatore
e in grado di funzionare autonomamente per anni
e anni.
n
linear technology
Fig. 4 – Il circuito integrato di monitoraggio batteria
multicella LTC6804 di Linear Technology Corp. esegue mi-
sure precise su celle di batterie collegate in serie, il punto
iniziale di un’efficace implementazione di un BMS
Fig. 5 – LTC6804 supporta un’interfaccia SPI isolata
che può essere collegata in serie per schiere più gran-
di; si ottiene così un’interconnessione robusta, resi-
stente all’interferenza elettromagnetica, che inoltre
riduce al minimo i requisiti sul cablaggio e il numero
di isolatori
Fig. 6 – I risultati delle prove
condotte su LTC6804 e sull’in-
terfaccia isoSPI non hanno
mostrato errori correlati ai dati
nonostante 200 mA di energia
RF applicata, con l’interfaccia
isoSPI funzionante a un’inten-
sità del segnale di 20 mA