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Trend Guide Stromversorgung & Power Management 2020 www markttechnik de Power Devices Schukat_1-6_TSC_07_2019_TG06 pdf S 1 Format 72 00 x 143 00 mm 23 Jun 2020 12 56 42 Anzeige gründung »Auch wenn im Batteriemanagement eine stetige Weiterentwicklung notwendig ist ist es auch wichtig Bausteine auf den Markt zu bringen die flexibel genug sind um mit den meisten Marktanforderungen Schritt halten zu können denn nur dann kommen Skaleneffekte zum Tragen die wiederum wichtig sind um die Kosten von Elektrofahrzeugen auf dasselbe Niveau wie von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zu bringen « Darüber hinaus betonen alle Hersteller einen Punkt Die Genauigkeit der Messungen sei von entscheidender Bedeutung Den Grund dafür erklärt Niall Lyne Vice President of Automotive Power & Video Business Division von Renesas Electronics »Je genauer die SOCund SOH-Berechnungen sind desto besser kann die Batterie genutzt werden Das heißt desto genauer sind die Reichweiteninformationen und umso besser kann die Leistung der Batterie über ihre gesamte Lebensdauer aufrechterhalten werden « Wobei nicht alles von den BMS-ICs abhängt denn Lyne fügt noch hinzu dass neben der Messgenauigkeit des Batteriemanagement-IC auch die Algorithmen entscheidend sind die zur Modellierung der Batterie über ihre Lebensdauer verwendet werden beides muss also gut sein Flexibilität und Skalierbarkeit »Der Halbleiterhersteller steht vor der Herausforderung mit möglichst wenig Bausteinvarianten effiziente und skalierbare Lösungen anbieten zu können« so Bröckelmann weiter Analog Devices ADI beispielsweise bietet BMS-Bausteine mit 6 12 15 und 18 Eingängen zur Spannungsmessung an Dazu kommen Temperatureingänge Ausgänge zur Steuerung der Ladungsbilanzierung Treiber für eine isolierte Daisy-Chain-Schnittstelle und vielfältige Diagnosefunktionen zur Unterstützung von ASIL-Anforderungen bis zu ASIL-D Über eine schnelle ISO-SPI-Schnittstelle können die Spannungsmessungen mit einem externen Strommessbaustein wie dem LTC2949 synchronisiert werden um z Bden Innenwiderstand einer Batterie genau zu berechnen Dies sei ein wichtiger Parameter für die BatterieAlgorithmen mit denen SOC SOH und SOF State of Function Leistungsfähigkeit der Batterie sprich Ladezustand relativ zur Kapazität für die Gesamtbatterie ermittelt werden Aus Bröckelmanns Sicht zeichnen sich die ADI-Bausteine bereits heute dadurch aus dass sie über die Lebenszeit die genausten Messergebnisse liefern können und fügt hinzu »Zukünftige Bausteingenerationen von Analog Devices werden den Abstand zum Wettbewerb bei den real erzielbaren Genauigkeiten noch erhöhen und den Aufwand und damit die Kosten für externe Beschaltungen weiter verringern « Und Niall Lyne erklärt in Hinblick auf das Portfolio von Renesas dass sich »die BMS-ICs nach Kanalzahl Messgenauigkeit und Safety Level unterscheiden« ein Punkt der aber auch für die anderen Hersteller gilt Konsolidierung auf 48-Vund HV-Batterien Dr Clemens Müller Director Application Management in der Automotive Division von Infineon Technologies bestätigt zwar ebenfalls die Vielzahl von Anwendungen »angefangen bei Mildhybrid und 48 Vbis hin zu Vollhybrid Plugin-Hybrid oder vollelektrisch « Allerdings ist seiner Meinung nach eine Konsolidierung auf 48-Vund HV-Batterien HV Hochvolt 400 V 800 Verkennbar Beide Produktkategorien basieren heute auf Lithium-Ionen-Zellen Müller weiter »Die Li-Ionen-Technik bietet heute die beste Kombination aus Leistungsdichte Herstellbarkeit und Kosten « Bei den HV-Batterien ist aus Müllers Sicht ein Trend hin zu größeren Batteriemodulen mit höheren Zellenzahlen erkennbar aber auch hin zu flexibleren und skalierbaren Batteriearchitekturen Dies wiederum wirkt sich auf die Anzahl der Messkanäle und die zugrunde liegenden Konnektivitätskonzepte sowohl innerhalb als auch zwischen den Batteriemodulen aus Müller betont dass flexible und sehr robuste Kommunikationsverbindungen mit hohem Durchsatz und niedrigen Latenzzeiten wichtig sind um die erfassten Sensordaten aus den verschiedenen Messkanälen an den integrierten Batterie-Controller weiterzuleiten der die wichtigen Indikatoren wie SOC SOH oder SOF ermittelt Müller »Die Ermittlung dieser Parameter basiert auf hochgenauen Messungen von Spannungen Strömen und Temperaturen Auf Batterieebene muss eine Genauigkeit von unter 1 Prozent für diese Indikatoren eingehalten werden « Alle betonen höchste Genauigkeit Die meisten der derzeit verfügbaren BMS-ICs überwachen die Spannung messen die Temperatur bieten ein gewisses Maß an funktionaler Sicherheit und verfügen über eine DaisyChain-Kommunikationsmöglichkeit Für Ciaramelletti besteht dennoch ein großer Unterschied zwischen den verschiedenen ICs und zwar hinsichtlich der Leistungsfähigkeit Uwe Bröckelmann Analog Devices Was das ADI-Portfolio auf dem Markt besonders auszeichnet ist die hochgenaue integrierte Spannungsreferenz Damit erzielen die Bausteine über die Lebenszeit die genausten Messergebnisse