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Batterie-Management von Li-Ion-Zellen

Fehlerüberwachung in nicht optimal ausgelegten Systemen

18. Mai 2010, 14:49 Uhr | Von Tim Regan

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Fehler im Überwachungsbaustein

Dass sich die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems durch eine redundante Überwachung verbessern lässt, steht außer Frage. Wie aber lässt sich die einwandfreie Funktion des Überwachungsbausteins selbst sicherstellen, um nicht-detektierbare Ausfallarten zu unterbinden? Zu diesem Zweck ist der LTC6801 mit einer eingebauten, automatischen Selbsttestfunktion ausgestattet. Der 17 ms lange Selbsttest lässt sich gezielt anstoßen, wird aber nach jeweils 1024 Zellentest-Zyklen auch automatisch durchgeführt. In Bild 2 ist zu sehen, wie sich der LTC6802-1 beschalten lässt, um den Selbsttest auszulösen. Ein spezieller Ausgangs-Pin zeigt an, ob der Baustein alle Tests bestanden hat, ohne den Ausgangs-Takt zum Signalisieren des Zellenstatus zu unterbrechen. Im Zuge des Selbsttests werden vier Hauptfunktionen geprüft.

Einer der Tests verifiziert, ob A/D-Wandler, Spannungsreferenz und Komparator einwandfrei arbeiten. Hierfür wird eine zweite interne Spannungsreferenz dreimal gemessen. Bei der ersten Messung wird die Referenzspannung mit zwei Grenzwerten verglichen, die ein schmales Fenster bilden. Hierbei darf der Soll-Bereich nicht verlassen werden. Als nächstes wird die obere Grenzspannung auf einen Wert reduziert, der knapp unter der Soll-Spannung liegt. Daraufhin sollte der Komparator eine Überspannung signalisieren. Zum Abschluss wird die untere Grenzspannung auf einen Wert knapp über der Soll-Spannung eingestellt und überprüft, ob eine Unterspannung gemeldet wird. Hierdurch besteht Gewissheit, dass der analoge Teil des A/D-Wandlers einwandfrei arbeitet. Zudem lassen sich somit die Grenzwerte präzise verstellen. Auch der digitale Abschnitt des A/D-Wandlers ist im Testumfang enthalten. An den Wandler werden dazu zwei Prüfsignale gelegt, die am digitalen Ausgang Muster generieren, die jedes Bit abwechselnd auf die Stati 0 und 1 legen. Die entsprechenden 12-bit-Ausgangs- Codes lauten 0xAAA bzw. 0x555. Auf diese Weise lässt sich überprüfen, dass keines der Ausgangs-Bits im Status 0 oder 1 blockiert ist.