Linear Technology Batteriemanagementsysteme für Hybrid- und Elektrofahrzeuge verbessern

Der LTC6803 von Linear Technology ist ein Hochspannungs-Batterieüberwachungs-IC für Hybrid-/Elektrofahrzeuge (HEVs), Elektrofahrzeuge (EVs) und sonstige Hochspannungs-/Hochleistungsbatteriesysteme.

Der LTC6803 ist eine komplette, integrierte Batterie-Messschaltung einschließlich 12-Bit-A/D-Wandler, Präzisionsspannungsreferenz, Hochspannungs-Eingangsmultiplexer und serieller Schnittstelle. Jeder LTC6803 kann bis zu 12, in Serie geschaltete Batteriezellen überwachen. Das proprietäre Design dieses ICs ermöglicht es, mehrere LTC6803-Chips in Serie zu schalten, um jede Zelle in einer langen Kette von kaskadierten Batterien einzeln zu überwachen; hierfür werden keinerlei Optokoppler oder sonstige Isolatoren benötigt.

Der LTC6803 ist der Nachfolger des LTC6802, der bereits im September 2008 auf den Markt kam. Er bietet die gleiche Funktionalität und das gleiche Anschlussbild wie sein Vorgänger, ist dabei aber wesentlich leistungsfähiger.

Der maximale Gesamtmessfehler des LTC6803 über den Temperaturbereich von -40 bis +125 °C liegt unter 0,25 % (garantierter Wert). Der LTC6803 bietet einen erweiterten Zellenspannungs-Messbereich von -300 mV bis 5 V und ermöglicht dadurch die Überwachung von zahlreichen Batterietypen und Supercaps. Jede Zelle wird auf Unter- und Überspannung überwacht. Überladene Zellen können mithilfe eines MOSFETs entladen werden. Darüber hinaus enthält das IC einen 5-V-Regler, einen Temperatursensor, GPIOs und Thermistor-Eingänge.

Die Stromaufnahme des integrierten BMS kann im Laufe der Zeit zu einer ungleichmäßigen Entladung der Zellen führen. Der LTC6803 entschärft dieses Problem durch einen Standby-Modus mit einer Stromaufnahme von weniger als 12 µA. Zudem ist der Betriebsspannungseingang des LTC6803 gegenüber dem Batteriestapel isoliert; dadurch ist es möglich, den LTC6803 durch eine unabhängige Spannungsquelle zu speisen. In diesem Fall verringert sich die Belastung der zu überwachenden Batterie auf weniger als 1 µA.

Der LTC6803 übertrifft die hohen Umwelt-, Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanforderungen automobiler und industrieller Anwendungen. Das IC ist für den Betriebstemperaturbereich von -40 bis +125 °C voll spezifiziert. Es ist für ISO-26262- (ASIL) konforme Systeme konzipiert und verfügt über leistungsfähige Selbsttestfunktionen, die sicherstellen, dass keine latenten Fehler vorhanden sind. Um die Anforderungen dieses Standards erfüllen zu können, enthält der LTC6803 eine redundante Spannungsreferenz, eine umfangreiche Logik-Testschaltung, eine Schaltung zur Erkennung von Leitungsunterbrechungen und einen Watchdog-Timer für eigensichere Designs. Der LTC6803 ist für Spannungen bis 75 V ausgelegt, bei einem Stapel aus 12 Zellen bedeutet das eine Überspannungsreserve von über 20 Prozent. Die serielle, mit 1 MHz getaktete Schnittstelle arbeitet mit Paketfehlererkennung und funktioniert auch unter der Einwirkung von starkem Rauschen und Transienten.

Der LTC6803 sitzt in einem 8 mm x 12mm großen SMT-Gehäuse und kostet 9,95 Dollar pro Stück bei Abnahme von 1000 Stück. Muster, Demoboards und das Datenblatt können unter www.linear.com/product/LTC6803-1 angefordert werden.