Batterie-Management-IC LT8584 Aktiver Balancierer mit Telemetrie-Schnittstelle

Der LT8584 integriert die für einen Ladungsausgleich der Zellen einen HV-Akkus erforderlich Bauteile, einschließlich eines 50-V-/6-A-MOSFET-Schalters.
Der LT8584 integriert die für einen Ladungsausgleich der Zellen einen HV-Akkus erforderlich Bauteile, einschließlich eines 50-V-/6-A-MOSFET-Schalters.

Aus zahlreichen Zellen bestehende Akku-Packs finden sich in Elektro- und Hybridfahrzeugen. Sind die Zellen in Reihe geschaltet, begrenzt die Zelle mit der geringsten Kapazität die Laufzeit des Akku-Packs. Abhilfe schafft hier ein Ladungsausgleich zwischen den Zellen.

Die Linear Technology Corporation präsentiert mit ihrem Baustein LT8584 einen monolithischen DC/DC-Schaltregler in Sperrwandler-Topologie, der für einen aktiven Ladungsausgleich der Zellen in einem HV-Akku konzipiert wurde. Da bei einer Reihenschaltung von Akku-Zellen die Zelle mit der geringsten Ladung die verfügbare Kapazität begrenzt, ist für eine optimale Nutzung der Gesamtkapazität eine Ladungsausgleichsschaltung erforderlich. Diese Schaltung wird häufig als passive Variante ausgeführt; dabei wird den Zellen mit größerer Kapazität so viel Ladung entzogen, bis sie den Ladungszustand der schwächsten Zelle erreicht haben.

Der Baustein LT8584 hingegen verteilt während des Entladevorgangs die Ladung der Zellen mit höherer Ladung (d.h. höherer Spannung) auf die schwächeren Zellen. Damit können diese Zellen länger Energie liefern und es können nach Angaben des Herstellers bis zu 96 % der Kapazität des Akku-Packs ausgeschöpft werden.

Integrierter MOSFET mit 6A und 50 V

Der für das aktive "Load Balancing" erforderliche 6-A-MOSFET, der an 50 V betrieben werden kann, ist in den Baustein integriert. Dabei lässt sich durch das spezielle, galvanisch getrennte Design die Ladung von einer beliebigen Zelle des Akku-Stacks zu einer anderen Zelle übertragen; der mittlere Entladestrom beträgt dabei 2,5 A; die Ladung lässt sich aber auch einer externen 12-V-Batterie übertragen. Der Baustein bezieht seine Versorgungsenergie aus der Zelle, die er entlädt; damit entfallen komplizierte Vorspannungsschaltungen. Über den Anschluss "Enable" kann der LT8584 in Schaltungen mit der Zellenspannungsüberwachungs-ICs aus der Baureihe LTC680x. kombiniert werden. In Verbindung mit diesem Baustein lassen sich die Betriebsdaten der Spannungswandler an einen übergeordneten Mikroprozessor übertragen.