EON
ews
n.
575
-
maggio
2014
22
A
ttualit
Á
digitali sigma delta
con filtro antirumo-
re integrato di 3º
ordine.
In un’applicazione
ideale, uno stack
di batterie sareb-
be diviso in moduli
più piccoli, distribu-
iti in tutto il veicolo
per consentire una
migliore flessibilità
progettuale e distri-
buzione del peso.
La sfida è rappre-
sentata dal fatto che
i moduli devono comunicare
dati di misurazione sensibili
in un ambiente fisicamente
difficile e caratterizzato da ru-
more elettrico. Il CAN-bus, in
origine, fu progettato per for-
nire comunicazioni robuste in
ambienti automotive difficili,
ma le esigenze di produzione
di dati grezzi del BMS e i costi
dei componenti hanno impe-
dito di adottarlo per i veicoli
elettrici e per i veicoli ibridi
elettrici. Per questa ragione,
Linear Technology ha creato
l’interfaccia isoSPI per offrire
comunicazioni robuste a bas-
so costo con cavi lunghi fino
a 100m. L’interfaccia isoSPI
integrata nell’LTC6804 e il CI
di interfaccia di comunicazio-
ne isoSPI LTC6820 che lo af-
fianca funzionano unitamente
a piccoli trasformatori simili a
quelli usati nelle reti Ethernet
e a un doppino bilanciato, for-
nendo fino a 1Mbps di veloci-
tà dei dati senza i costi asso-
ciati al CAN-bus. L’interfaccia
isoSPI è stata concepita per
una trasmissione esente da
errori anche se sottoposta ai
rigori di prove di interferen-
za con iniezione di corrente
nel cablaggio (bulk current
injection BCI). In pratica, in
Linear Technology è stato
dimostrato il livello di presta-
zione massimo rispetto a BCI
estreme a 200 mA, replicato
poi presso diverse aziende di
primo piano del settore au-
tomotive, qualificando piena-
mente i collegamenti isoSPI
per il cablaggio dello chassis.
La sicurezza è una priori-
tà per i produttori di veicoli
elettrici.
Con il crescente impiego dei
componenti elettronici nelle
automobili è aumentata l’at-
tenzione dedicata all’impatto
del loro funzionamento sulla
sicurezza.
Linear Technology è da anni
fornitore di grandi aziende
del comparto automotive ed
è sempre attenta a migliorare
i suoi ottimi standard di quali-
tà e affidabilità. Inoltre, i pro-
gettisti dello stack di batterie
contano sui fabbricanti di CI
per la rivelazione completa
dei guasti. Un monitoraggio
delle batterie, progettato per
la sicurezza automobilistica,
deve rispondere alla norma
ISO26262 e comprendere
circuiti ridondanti, autotest,
timer watchdog e rivelazione
con correzione di errori di co-
municazione.
Poiché i veicoli elettrici e i vei-
coli ibridi elettrici sono sem-
pre più popolari, i progettisti
di sistemi con stack di bat-
terie lavorano nell’intento di
continuare a migliorare co-
sto, prestazioni e sicurezza.
Riconoscendo il ruolo chiave
che il CI di monitoraggio delle
batterie svolge in ognuno di
questi ambiti, i progettisti di
automobili si serviranno di CI
che offrano i più elevati livelli
di precisione, robustezza e ri-
velazione dei guasti.
C
hi progetta questi sistemi
affronta importanti sfide in
termini di costi, flessibilità
progettuale, affidabilità e du-
rata del gruppo batterie e si-
curezza.
Il sistema di gestione delle
batterie (BMS) svolge un ruo-
lo determinante per la capa-
cità dello stack di batterie di
soddisfare ciascuna di que-
ste sfide nella progettazione.
Al centro del BMS si trova un
circuito integrato (CI) di mo-
nitoraggio delle batterie. Que-
sto CI misura le tensioni delle
singole celle, permettendo di
stabilire lo stato di carica e la
salute dello stack.
Le caratteristiche più critiche
di un CI di monitoraggio delle
batterie sono la precisione, la
robustezza dei dati e la rileva-
bilità dei guasti per garantire
la sicurezza. La precisione
del CI di monitoraggio influi-
sce direttamente su costo del
sistema, affidabilità e durata
del gruppo batterie.
Ogni cella ha una
capacità limitata che
occorre gestire con
attenzione. Sovrac-
caricarla può com-
portare problemi di
sicurezza e affidabili-
tà, mentre scaricarla
troppo può influire
sulla durata della cel-
la. Un CI di monito-
raggio meno preciso
richiede al progettista
del sistema “bande di
guardia” più ampie
per la protezione contro so-
vratensioni e sottotensioni,
limitando di conseguenza la
quantità di capacità totale di-
sponibile per il veicolo. Un CI
di monitoraggio caratterizzato
da una precisione superiore
consente di sfruttare meglio
la capacità totale di ciascuna
cella, riducendo il costo glo-
bale del sistema con
stack di batterie.
Per ottenere la mi-
gliore precisione nel
tempo e in condizio-
ni operative difficili,
si serve di un riferi-
mento di tensione
Zener subsuperficia-
le nel CI di monito-
raggio delle batterie
LTC6804 (Fig. 1). Ne
deriva la garanzia
di un errore totale
di misurazione della
tensione delle celle inferio-
re a 1,2 mV. Per mantenere
misurazioni della massima
precisione in presenza di ru-
more elettrico e transienti da
inverter, attuatori, commuta-
tori, relè e così via, LTC6804
utilizza convertitori analogici
Sfide nella gestione delle batterie
per
veicoli ibridi/elettrici
I progressi tecnologici delle batterie hanno di recente
consentito alcune delle più interessanti innovazioni
sul mercato automobilistico, dando origine a nuove
generazioni di veicoli elettrici (EV) e di veicoli ibridi
elettrici (HEV). Stanno inoltre emergendo nuove
applicazioni, come i sistemi di accumulo dell’energia
(ESS), che potrebbero rivoluzionare il modo di
produrre, distribuire e accumulare l’energia
B
rian
B
lack
Brian Black,
product
marketing
manager, Signal
Conditioning
Products
di Linear
Technology Corp.
