Balanceakt im Akku-Pack Ausgleich der Ladungen - Überwachung der Zellen

Ein Referenzdesign für Pedelec-Akku-Packs, basierend auf zwei Mixed-Signal-ICs des Typs AS8505, überwacht den Ladevorgang und sorgt durch Ladungsausgleich für einen gleichmäßigen Ladezustand der 14 Lithium-Ionen-Zellen.
Ein Referenzdesign für Pedelec-Akku-Packs, basierend auf zwei Mixed-Signal-ICs des Typs AS8505, überwacht den Ladevorgang und sorgt durch Ladungsausgleich für einen gleichmäßigen Ladezustand der 14 Lithium-Ionen-Zellen.

Das Referenzdesign eines Management-Systems für einen Lithium-Ionen-Akku-Pack, speziell für den Betrieb von Pedelecs, bewerkstelligt Ladungsausgleich und Spannungsüberwachung ohne Controller.

Der österreichische Halbleiterhersteller ams ein Referenzdesign für das Management eines Pedelec-Akku-Packs herausgebracht, das die 14 Lithium-Ionen-Zellen eines 48-V-Akku-Packs überwachen kann. Das Design nutzt dafür zwei Mixed-Signal-ICs des Typs "AS8506" und kommt mit einigen wenigen externen Bauelementen aus. Dabei überwacht ein ICs die Temperaturen und Klemmenspannungen von sieben Zellen und übernimmt den Ladungsausgleich zwischen den Zellen. Der Baustein übernimmt zudem für die überwachten sieben Zellen die Funktionen des Über- und Unterspannungsschutzes sowie der Übertemperaturabschaltung. Ein Datenaustausch mit einem übergeordneten Mikrocontroller ist nicht erforderlich, das Referenzdesign bewältigt diese Aufgaben autonom. Wird ein entsprechender Zustand detektiert, dann wird ein Interrupt direkt an den Motorsteuerungs-Mikrocontroller des Pedelecs ausgegeben, der ann die Sicherheitsabschaltung auslöst.

Konfiguration durch den Anwender

Allerdings wird auf die digitale Komponente nicht verzichtet: Die Funktionen können vom Anwender laut Herstellerangabe "schnell und einfach" konfiguriert werden, die Konfigurationsdaten werden in einem internen OTP-Speicher (One Time Programmable) abgelegt. Der AS8506 integriert zudem die für den Ladungsausgleich benötigten MOSFETs. Wärhend des Ladevorgangs werden die Klemmenspannungen sämtlicher Zellen mit einer vom Anwender programmierbaren Referenzspannung verglichen. Die Zellen, deren Klemmenspannung den vorgegebenen Wert übersteigt, werden über den MOSFET soweit entladen, bis alle Zellen die Schwellenspannung erreicht haben: Der Akku-Pack ist dann voll geladen.

Das Referenzdesign wird nach Auskunft des Herstellers in Serie produziert und kostet 9,10 Euro bei Abnahme von 1.000 Stück.