Circuito di monitoraggio dello stack di batterie ad alta tensione di seconda generazione per veicoli ibridi/elettrici

Linear Technology presenta l’LTC6803, un circuito per il monitoraggio di batterie ad alta tensione di seconda generazione per veicoli ibridi/elettrici (HEV), veicoli elettrici (EV) e altri sistemi alimentati a batteria ad alte prestazioni e tensione elevata. Nello specifico si tratta di un circuito integrato (IC) completo per la misurazione della batteria che include un convertitore ADC a 12 bit, un riferimento di tensione altamente preciso, un multiplexer di ingresso ad alta tensione e un’interfaccia seriale. Ogni LTC6803 può misurare fino a 12 singole celle di batteria in serie. Il design proprietario del dispositivo consente di impilare più LTC6803 in serie senza optoaccoppiatori o isolatori, garantendo così un monitoraggio preciso della tensione di ogni cella in lunghe stringhe di batterie collegate in serie. Sviluppato sulla base dell’LTC6802 presentato a settembre 2008, l’LTC6803 presenta le stesse funzionalità e la medesima piedinatura della versione precedente, ma offre alcuni significativi miglioramenti a livello di prestazioni.

L’LTC6803 garantisce un errore di misurazione totale massimo inferiore allo 0,25% con temperature da -40°C a 125°C. Inoltre, offre un range esteso di misurazione delle celle che va da -300 mV a 5 V, consentendo così il monitoraggio di numerosi tipi di supercondensatori e di batterie con strutture chimiche diverse. Per ogni cella vengono monitorate le condizioni di sottotensione e sovratensione; un MOSFET associato consente di scaricare le celle sovraccariche. Ulteriori funzionalità sono fornite da un regolatore on-board da 5 V, da un sensore di temperatura, da linee GPIO e dagli ingressi del termistore.

Erik Soule, vice presidente per i sistemi di condizionamento dei segnali, ha commentato: “Dopo due anni di presenza nel settore con la nostra famiglia di prodotti per il monitoraggio dello stack di batterie, siamo lieti di presentare ai nostri clienti l’LTC6803 – un’evoluzione della versione precedente. I produttori di auto e altri clienti di tutto il mondo hanno adottato i dispositivi di monitoraggio dello stack di batterie per la loro affidabilità: siamo quindi certi che con questa aggiunta forniremo prestazioni ottimali per la nuova generazione di veicoli HEV ed EV“.
“L’LTC6803 soddisfa i requisiti degli stack di batteria ad alte prestazioni e di precisione“, ha dichiarato Mike Kultgen, design manager di Linear Technology. Kultgen ha anche aggiunto: “Inoltre, assicura un funzionamento sicuro e affidabile all’interno di ambienti automotive complessi”.
In caso di conservazione a lungo termine di battery pack, la corrente consumata dal BMS integrato può potenzialmente sbilanciare le celle. L’LTC6803 risolve questo problema introducendo una modalità in standby che consuma meno di 12 µA. Inoltre, l’ingresso di potenza dell’LTC6803 è isolato dallo stack: in questo modo, l’LTC6803 preleva corrente da una fonte indipendente. Se si utilizza questo ingresso per l’alimentazione, il prelievo di corrente sul pacco batterie si riduce a meno di 1 µA.
L’LTC6803 è progettato per superare i requisiti ambientali, di affidabilità e di sicurezza tipici delle applicazioni automotive e industriali.  Il dispositivo supporta il funzionamento a temperature da -40°C a 125°C ed è compatibile con sistemi conformi allo standard ISO 26262 (ASIL). Grazie a una serie di test automatici, evita potenziali condizioni di errore legate alla latenza. Per soddisfare lo standard ISO 26262, l’LTC6803 include un riferimento di tensione ridondante, circuiti di test a logica estensiva, funzionalità di rilevamento di cavi interrotti e un timer watchdog per il fail-safe.  L’LTC6803 è progettato per supportare tensioni fino a 75 V, garantendo oltre il 20% di margine di sovratensione per una stringa completa di 12 celle. L’interfaccia seriale a 1 MHz include funzionalità di controllo degli errori sul pacchetto ed è specifica per il funzionamento in condizioni di rumore e con elevate correnti transitorie.

Riepilogo delle caratteristiche: LTC6803

• Misurazione di fino a 12 celle di batterie in serie
• Architettura in stack per il monitoraggio delle batterie ad alta tensione
• Range di misurazione delle celle compreso tra -0,3 V e 5 V, con supporto di diversi tipi di supercondensatori e batterie con strutture chimiche diverse
• Errore di misurazione totale massimo dello 0,25%
• Convertitore Delta-Sigma con filtro antirumore integrato
• Bilanciamento passivo delle celle:
  • MOSFET integrati per il bilanciamento delle celle
  • MOSFET di bilanciamento esterni
• Sensore di temperatura e ingressi del termistore integrati
• Interfaccia seriale da 1 MHz con controllo degli errori del pacchetto
• Corrente di alimentazione in modalità standby di 12 μA
• Alimentazione indipendente con prelievo di corrente sul pacchetto di 1 µA
• Compatibilità con i sistemi conformi allo standard ISO 26262
• Massima sicurezza grazie alla connessione casuale delle celle
• Test automatici integrati
• Rilevamento degli errori associati a cavi interrotti
• Elevata immunità EMI
• AEC-Q100
• Funzionamento a temperature comprese tra -40°C e 125°C
• Package SSOP a 4 conduttori

L’LTC6803 è offerto in un package compatto da 8 x 12 mm ed è ideale per il montaggio su superficie. I prezzi partono da $9,95 cad. per 1.000 pezzi.
www.linear.com/product/LTC6803-1