LTC: Akkustapel-Monitor für elektrische Fahrzeuge und Reservebatteriesysteme

Mit dem LTC6802 hat Linear Technology einen hochintegrierten Multizellen-Akku-Monitor vorgestellt, der bis zu zwölf einzelne Akkuzellen überwachen kann. Kaskadiert lässt sich damit eine Akku-Kette kontrollieren, wie sie beispielsweise in elektrischen Fahrzeugen vorkommen.

Das Design des ICs ermöglicht es, mehrere LTC6802 in Serie zu schalten, um jede Zelle in einer langen Kette von kaskadierten Akkus einzeln zu über­wachen; hierfür werden keinerlei Opto­koppler oder sonstige Isolatoren benöti­gt. Große Akkustapel ermög­lichen hoch­leis­tungs­fähige, wiederaufladbare Stromquellen, wie sie beispiels­weise für Elektro- und Hybridfahrzeuge, Roller, Golfwagen, Rollstühle, Gabelstapler, Roboter, trag­bare medi­zi­nische Geräte und unterbrechungsfreie Strom­ver­sor­gungen (UPS) benö­tigt werden.

Lithium-Ion-Akkus sind durch ihre über­legene Energiedichte für solche Anwen­dungen die Stromquelle der Wahl. Die Ent­wick­lung eines großen, hoch­zuver­lässigen und langlebigen Li-Ion-Akkustapels ist jedoch eine hoch­komplexe Aufgaben­stel­lung. Li-Ion-Zellen sind empfindlich gegen Überladung oder Tiefentladung. Deshalb muss jede einzelne Zelle in einem Stapel sorg­fältig überwacht werden.

Der LTC6802 ermög­licht es, alle Zellenspan­nungen schnell und genau zu messen – selbst bei einer Gesamtspan­nung des Stapels von über 1000V.   Die maxi­male Mess­unsicher­heit über den Tempe­ratur­bereich von –40 °C bis 85 °C ist mit weniger als 0,25 Prozent spezi­fi­ziert. Alle Zellen eines Stapels können inner­halb von nur 13 ms gemessen werden. Jede Zelle wird auf Unter- und Über­spannung überwacht. Überladene Zellen können mithilfe eines MOSFET-Schalters entladen werden. Der LTC6802 kommuniziert über eine serielle 1-MHz-Schnitt­stelle und bietet Tem­pe­ra­tursensor-Eingänge, GPIO-Anschlüsse und eine Präzi­sionsspannungsreferenz.

Der LTC6802 ist ober­flächen­montier­bar und nur 8mm x 12mm groß, kostet knapp 10 Dollar pro Einheit bei Abnahme von 1000 Stück und wird demnächst in Produk­tions­stück­zahlen verfüg­bar sein.