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47 2025 www markttechnik de Kommunikation und Sicherheitsisolierung Aufgrund der Sicherheitsbedenken bei hohen Batteriepack-Spannungen ist es vorgeschrieben dass die Kommunikationsverbindung zwischen dem BMS-Controller und den einzelnen Batterieüberwachungs-ICs eine galvanische ohmsche Trennung aufweist Einige Messund Überwachungs-ICs bieten diese Isolierung direkt viele jedoch nicht Um diese Anforderung in Systemen zu erfüllen bei denen die Isolation kein integraler Bestandteil der Schaltung ist bietet Analog Devices den einkanaligen ADBMS6821 Abbildung 5 links und den zweikanaligen ADBMS6822 an Diese pinkompatiblen AEC-Q100-qualifizierten ICs ermöglichen eine bidirektionale isoSPI-Kommunikation und stellen dadurch die galvanische Trennung der Komponenten über jeweils ein einziges verdrilltes Adernpaar pro Datenverbindung sicher Abbildung 5 rechts Im Betrieb codiert jeder Transceiver logische Zustände in Signale die über die Isolationsbarriere an einen anderen Transceiver übertragen werden Die empfangende Komponente decodiert die übermittelten Signale und versetzt den Peripheriebus in die entsprechenden Logikzustände Der Transceiver fungiert als Brücke zwischen dem SPI-Port des BMS-Mikrocontrollers und den isoSPI-Ports der einzelnen Batteriepack-Monitore Er übersetzt Standard-SPI-Signale CS SCK PICO und POCI in Impulse die bidirektional über verdrillte Kabel gesendet werden können Die Bausteine unterstützen Datenraten von 2 Mbit s und Kabellängen von bis zu 100 m bei sehr geringer Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen EMI und sehr geringen Emissionen Je nach erforderlicher Spannungsfestigkeit verfügbarem Platz gesetzlichen Vorschriften und anderen technischen Faktoren kann der Entwickler für die Isolationsbarriere entweder Kondensatoren oder Transformatoren verwenden Ein weiterer Vorteil besteht darin dass die Transceiver mit anderen fortschrittlichen Stack-Monitor-Lösungen der ADBMS-Familie von Analog Devices kombiniert werden können Dadurch ist eine Überwachung von Zellspannungen und Sensoren auch bei ausgeschaltetem BMS-Controller möglich was zu einem energiesparenden Zellenüberwachungsdesign LPCM führt Bild 6 Als Dual-SPIzu-2-DrahtisoSPI-Adapter erleichtert das EVAL-ADBMS6822DEC die Entwicklung und Evaluierung einer isolierten Verbindung zwischen dem BMS-Prozessor und den einzelnen Zellüberwachungskomponenten Wie bei anderen BMS-Komponenten steht auch hier ein Evaluierungsboard zur Verfügung das Entwicklern ermöglicht die Funktionen zu untersuchen zu testen und zu verifizieren Für diese Transceiver ist ein voll funktionsfähiges Evaluierungsboard das EVAL-ADBMS6822DEC Abbildung 6 erhältlich Es fungiert als dualer SPIzu-2-DrahtisoSPI-Adapter und ist mit dem zweikanaligen ADBMS6822 ausgestattet es kann aber auch mit dem einkanaligen ADBMS6821 verwendet werden Mit diesem Evaluierungsboard können mehrere ADBMS68xx-Batteriemonitore über Daisy-Chain-Verbindungen miteinander verbunden werden Das Board verfügt außerdem über einen umkehrbaren isoSPI-Port der einen redundanten Kommunikationspfad zu den Peripherieeinheiten ermöglicht Die Leiterplatte die Bauteile und die Steckverbinder sind für eine geringe EMI-Empfindlichkeit und -Emission optimiert Fazit Ein korrektes effektives und effizientes Management von Batteriepacks mit einer großen Anzahl von Akkuzellen und entsprechend hohen Spannungen ist eine komplexe Aufgabe mit vielen konstruktiven Feinheiten Optimierte anwendungsspezifische ICs von Analog Devices bieten eine Vielzahl von Lösungen um die erforderlichen technischen und regulatorischen Anforderungen zu erfüllen st ■ ZETTLER electronics GmbH Junkersstr 3 82178 Puchheim Tel +49 0 89 800 97-0 www ZETTLERelectronics com office@ZETTLERelectronics com A ZETTLER GROUP DIVISION MAGNETICS ZPI30SXX00WN-0SF • 30 Watt PCB module • 90 - 305 VAC voltage range • free of organic silicone • free of phosphorus Anzeige