Texas Instruments hat den Batterie-Monitor und -Balancer BQ79616-Q1 vorgestellt. Er soll Automobilentwicklern dabei helfen, systemseitige Störgrößen auszufiltern, die Zellenspannung und die Temperatur von Batterien zu messen und diese Informationen zuverlässig an den jeweiligen Mikrocontroller (MCU) weiterzuleiten. Dabei werden die Sicherheitsvorgaben für die Batterie eingehalten und gleichzeitig die Reichweite des Fahrzeugs sowohl für leitungsgebundene als auch drahtlose Batteriemanagement-Systeme erhöht.
Der BQ79616-Q1 ist laut Hersteller der erste Baustein der Industrie mit einem patentierten „Wake-up-at-fault“-Feature. In Verbindung mit dem SPI/UART-Kommunikations-Interface BQ79600-Q1 ist eine vollständige Abschaltung des Systems möglich, wenn das Fahrzeug geparkt oder abgeschaltet wird. Ingenieure können so sparsam mit der Batterieenergie umgehen, das Cell-Balancing verbessern und die Sicherheitsanforderungen erfüllen.
Maximierung des Aktionsradius
Der neue Batterie-Monitor und -Balancer ist das erste Produkt einer zur nächsten Generation gehörenden Familie von Batterie-Monitor und -Balancer-Bausteinen von TI. Diese unterstützen die präzise Überwachung verschiedener Batteriechemien, darunter auch Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4).
Automobilherstellern wird dadurch eine präzisere Bestimmung des Lade- und Betriebszustands der Batterie ermöglicht, was sich kostensenkend auswirkt. Der integrierte digitale Tiefpassfilter und der A/D-Wandler des BQ79616-Q1 sollen dabei die Signalmessgenauigkeit optimieren, sodass sich die Zellenspannung mit einem Fehler von weniger als 2 mV bestimmen lässt.
Unkompliziertere ASIL-D-Zertifizierung
Der BQ79616-Q1 erfüllt die auf der Bauteilebene geltenden Anforderungen der Norm ISO 26262 und unterstützt die ASIL-D-Konformität für die Spannungs- und Temperaturmessung und die Kommunikation. Dies verringert die Zahl der benötigten Bauelemente ebenso wie den Softwareaufwand. Mit der nach Herstellerangaben industrieweit kürzesten Zeit zur Feststellung von Batteriefehlern (100 ms in 400-V-Systemen) schafft der Monitor und Balancer die Voraussetzungen für mehr Systemzuverlässigkeit und Batteriesicherheit.
Überzeugen soll die Neuentwicklung auch durch robuste EMV-Eigenschaften: So kommt sie mit den rauen, durch hohes Störaufkommen geprägten Einsatzbedingungen in HEVs und EVs zurecht, ohne die Zuverlässigkeit der Daisy-Chain-Kommunikation zu schmälern. Mit seinem Pin Rating verkraftet der Baustein außerdem hohe Spannungsspitzen sowie Hot-Plug-Ereignisse, während sich durch das autonome Cell-Balancing das Wärmemanagement vereinfacht.
Nur eine Kommunikationsschnittstelle
Die Monitor- und Balancer-Familie bietet mehrere Kanaloptionen in einem Gehäuse. Das sorgt für Pinkompatibilität und eine Wiederverwendung der etablierten Software.
Außerdem ist in den BQ79616-Q1 ein Bus-Bar-Measurement integriert, sodass Entwicklern eine maximale Kanalnutzung für unterschiedliche Kombinationen verschiedener Batteriemodulgrößen möglich ist. Wenn sie den neuen Baustein in Kombination mit dem BQ79600-Q1 einsetzen, können sie ihr Batteriemanagement-System als geschlossenen Kreis mit nur einer Kommunikationsschnittstelle konfigurieren und den Bauteileaufwand dadurch weiter verringern.
Gehäuse, Verfügbarkeit und Preise
Der 16-kanalige BQ79616-Q1 im 10 mm x 10 mm großen 64-Pin-Gehäuse der Bauart HTQFP (Thermally Enhanced Thin Quad Flat Package) ist ab sofort bei TI erhätllich. Die Preise beginnen bei 6,90 US-Dollar (ab 1.000 Stück). Das Evaluierungsmodul BQ79616-Q1EVM gibt es ebenfalls auf TI.com zum Preis von 399 US-Dollar.
Der BQ79600-Q1 im TSSOP-16-Gehäuse (Thin Shrink Small-Outline Package) wird ebenfalls angeboten, in Produktionsstückzahlen zu Preisen ab 4 US-Dollar (ab 1.000 Stück). Voraussichtlich ab dem ersten Quartal 2021 soll es weitere neue Batterie-Monitor- und -Balancer-Bausteine mit zwölf beziehungsweise 14 Kanälen geben.
