Batterie-Management von Li-Ion-Zellen
Fehlerüberwachung in nicht optimal ausgelegten Systemen
Fortsetzung des Artikels von Teil 5
Eingänge für eine grobe Temperaturmessung
Zudem wird der Hochspannungs- Multiplexer zum Verbinden mit den Zellen geprüft. Bei einem Fehler im Adress-Decoder für die Schalter könnte es passieren, dass einige Zellen gar nicht, andere dagegen wiederholt gemessen werden. Im ersteren Fall könnten fehlerhafte Zellen unentdeckt bleiben. Weitere Multiplexer-Fehler wie etwa das gleichzeitige Selektieren mehrerer Zellen oder Kurzschlüsse zwischen den Schaltereingängen könnten dazu führen, dass auf mindestens einem Zelleneingangs-Kanal eine Über- oder Unterspannung gemeldet wird. Der Selbsttest gewährleistet somit, dass jede Zelle gemessen und anderenfalls ein Fehler gemeldet wird. Die vierte Selbsttest-Funktion prüft, ob irgendwelche Verbindungen unterbrochen sind. Hierfür wird jede Zelle durch Anlegen einer Stromsenke von 100 μA überprüft. Im Fall einer Leitungsunterbrechung zieht die Stromsenke die Eingangsspannung des A/DWandlers für diese Zelle nach unten – das Messen der nächsten Zelle oberhalb der Leitungsunterbrechung ergibt eine Überspannung, die entsprechend gemeldet wird. Diese periodischen Selbsttests tragen zum zuverlässigen Betrieb des Systems bei. Außerdem wächst durch Prüfung desjenigen Bausteins, der die Tests durchführt, das Vertrauen in den einwandfreien Betriebszustand.
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Eingänge für eine grobe Temperaturmessung
Die Betriebstemperatur von Lithium- Ionen-Zellen liefert wichtige Aussagen über den Ladezustand. Batterie- Management-Bausteine nehmen daher präzise Temperaturmessungen vor. Der LTC6801 verfügt dagegen über zwei Grobtemperatur-Eingänge. „Grob“ sind die Messungen insofern, als die an den Temperatur-Pins liegenden Spannungen lediglich mit einem Grenzwert von Uref/2 bzw. 1,5 V verglichen werden. Eine Eingangsspannung über 1,5 V wird als „in Ordnung“ gewertet, eine Spannung unterhalb dieses Wertes dagegen als Fehler. Kombiniert man Temperatursensoren wie z.B. Thermistoren zusammen mit anderen Widerständen zu einem Spannungsteiler (siehe Bild 5), lässt sich eine einfache Überspannungs- und Unterspannungs- Erkennung konfigurieren. Verlässt die Umgebungstemperatur oder die Temperatur an einem bestimmten Punkt den zulässigen Bereich, wird der Takt am Statusausgang auf die gleiche Weise gestoppt wie bei einer fehlerhaften Zellenspannung.
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