Überwachungs- und Schutz-IC für Li-Ion-Batterien

Der AD8280 von Analog Devices.

Mit dem Modell AD8280 bringt Analog Devices (ADI) einen IC zum Schutz und zur Überwachung von bis zu sechs Zellen einer Lithium-Ionen-Batterie auf den Markt.

Lithium-Ionen-Batterien sind ein effizienter Energiespeicher Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Batterien in Lithium-Ionen-Technologie können aus vielen einzelnen Zellen bestehen und Spannungen von mehreren Hundert Volt liefern. Gegenüber Batterien, die bisher in Hochvolt-Anwendungen eingesetzt wurden, müssen Lithium-Ionen-Zellen genau überwacht werden. Nur so lässt sich ein sicherer Betrieb, eine höhere Leistungsfähigkeit sowie eine längere Batterielebensdauer erreichen.

»Obwohl sich die Qualität bei der Herstellung von Batterien verbessert hat, spielt der Schutz vor Überspannung und Übertemperatur in Automotive-Anwendungen dennoch eine äußerst wichtige Rolle«, erklärt Steve Sockolov, Director, Precision Signal Processing Group bei ADI. Überwachungs- und Schutzsysteme für Li-Ion-Batterien verlangen deshalb vier Hauptbauteile: Einen Baustein zur Spannungs- und Temperaturmessung, der die Batteriezellen überwacht und für gleichmäßige Ladungen sorgt, einen Baustein zur Strommessung, der den Strom durch die Batteriezellen überwacht, Isolatoren, die die Messsignale über die Hochvolt-Strecke zur Batterie-Management-Einheit bringen und einen Sicherheitsmonitor wie den AD8280, der es ermöglicht, ausfallsichere Schaltkreise und eine sicheren Umgebung für Anwender bereitzustellen.

Der AD8280 kann sechs Zellenspannungen und zwei Temperatureingänge überwachen. Dabei wird der IC komplett von der Batterieanordnung versorgt und bietet wahlweise ein gemeinsames oder drei separate Alarmsignale bei folgenden Situationen: Überspannung, Übertemperatur oder Unterspannung. Darüber hinaus verfügt der Baustein über eine umfassende Selbsttest-Funktion (entsprechend ISO26262 und IEC61508), einen großen, kontinuierlichen Bereich an Schwellwert-Einstellungen, flexible Sicherheitsüberwachungs-Konfigurationen, eine Daisy-Chain-Option für die Kommunikation, die die Notwendigkeit für Isolatoren zwischen Hochvolt-Zellmodulen minimiert sowie eine Stromsparfunktion. Zudem erfüllt der AD8280 die AEC-Q100- und EMI-Standards. Der Schutz-IC wird derzeit bemustert, befindet sich im 48-poligen LQFP und kostet bei 1.000-er Stückzahlen 3,49 Dollar pro Stück.