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Infineons Rolle im EU-Projekt Cobra

Minimalinvasive Sensorik für kobaltfreie Batterien

20. Mai 2021, 12:58 Uhr | Ute Häußler

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Wie wird die Kommunikation für smarte Sensoren designt?

Welche Optionen haben sich für die smarte Kommunikation der Sensoren herauskristallisiert?

Um Kosten, Gewicht und Komplexität des Batteriesystems niedrig zu halten, benötigen smarte Sensoren ein sehr fortschrittliches Kommunikationssystem. Das ermöglicht zusätzlich auch Modularität und Flexibilität in der Herstellung. Durch einen weitgehend „drahtlosen“ Ansatz kann die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Batteriesystems verbessert werden.

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Konnte schon ein favorisierter Übertragungsweg gewählt werden? Welches sind die ausschlaggebenden Argumente?

Für eine drahtlose Kommunikation bieten sich für Batteriesysteme insbesondere zwei Ansätze an: einerseits eine rein optische Kommunikation und andererseits die sogenannte Power Line Communication (PLC). Bei der werden die Kommunikationssignale als Frequenzmodulation über die ohnehin schon vorhandenen Zuleitungen zu den Polen der Batterie geführt. Im Rahmen von Cobra liegt der Fokus auf der optischen Kommunikation. Für sie spricht vor allem die Robustheit, die Vermeidung von zusätzlichen Kabeln und der Ausschluss von Problemen mit galvanischer Entkopplung und EMV. PLC wird als zusätzliche Option betrachtet, herausfordernd ist hier aber insbesondere die Abhängigkeit vom Hochfrequenzverhalten der Zelle und von anderen Komponenten sowie der Aufwand, EMV-Probleme zu vermeiden.

Was sind die Entwicklungsschwerpunkte hier und die Herausforderungen?

Bei der optischen Kommunikation wird vor allem eine platzsparende und trotzdem sicher funktionierende Integration in das Batteriesystem im Vordergrund stehen. Herausfordernd sind hierbei insbesondere Alterung und Verschmutzung der optischen Komponenten sowie das Erreichen der notwendigen Datenrate. Bei PLC müssen die Beiträge zu EMV-Problemen in der Wechselwirkung mit anderen Komponenten noch im Detail betrachtet werden. Dazu ist im Prinzip eine Charakterisierung des Hochfrequenzverhaltens des gesamten Batteriesystems notwendig. Des Weiteren muss der Stromverbrauch des Transmitters optimiert werden.

Welche R&D-Abteilungen sind bei Ihnen eingebunden und welche Technologien werden im Projekt verwendet?

Bei Infineon ist die Division Automotive eingebunden, und hier die R&D-Abteilungen der Bereiche „Power Integration & Supply“ und „Sense & Control“ sowie „System Engineering“. Anknüpfungspunkte bei den Technologien gibt es bei EIS an die TLExxxx-Familie und für die Drucksensorik an die KPxxx-Familie.