Chip überwacht den Zustand der Akkugesundheit

Nick Flaherty berichtet, dass Texas Instruments (TI) einen 26-Kanal-Batteriemanagement-Chip mit elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) entwickelt hat, um den Gesundheitszustand der Batterie zu überwachen.

„Ein Problem ist das Fehlen von Einblicken in die Batteriezelle, und Ingenieure haben lange Zeit damit zu kämpfen, solche Einblicke zu erlangen“, sagte Wenjia Liu, Vizepräsidentin und Generalmanagerin für Batteriemanagementsysteme bei TI.

„Erst in jüngster Zeit ist EIS praktikabel geworden“, fuhr sie fort. „Es sendet kleine Ströme bei verschiedenen Frequenzen, um die Reaktion der Zelle zu messen. Man kann EIS als das EKG des Akkus betrachten, das frühere Erkenntnisse und Prognosen ermöglicht.“

Der BQ79826Z-Q1-Batteriemonitor bestimmt den Ladezustand von bis zu 26 Zellen mit einer Genauigkeit von 2 mV über den gesamten Temperaturbereich von -40 bis +125 °C sowie bei einer Zellspannung von 0 bis 5,5 V.

„Die EIS-Funktion erkennt potenzielle Defekte direkt im Inneren der Zelle und ist das erste 26-Kanal-Gerät in dieser Branche“, sagte Brian Burk, Systems Engineer für Batterieprodukte bei TI. „Dadurch wird eine genauere Schätzung des Ladezustands sowie eine Echtzeit-Diagnose ermöglicht. Es handelt sich dabei um eine neue Innovation für unser BMS-Portfolio, die Ingenieuren ermöglicht, die Anzahl der Temperatursensoren zu reduzieren und durch prädiktive Diagnosen genauere Temperaturwerte aus dem Inneren der Zelle zu erhalten. Zudem wird der interne Spannungsdruck in den Zellen früher erkannt, um das Risiko eines thermischen Austritts frühzeitig zu identifizieren.“

Wenn ein Pack 100 bis 200 Zellen aufweisen kann, ist das 26-Kanal-Gerät stapelbar für bis zu 128 Zellen und ermöglicht erhebliche Einsparungen bei den Monitoren sowie den dazugehörigen Komponenten in sowohl 400- als auch 800-V-Anlagen. Integrierte Transistoren sorgen für eine passive Ausgleichsfunktion der Zellen bis zu 300 mA.

„Wir haben außerdem den Rausch um das Zehnfache verringert, um die Signale messen zu können. Insgesamt ist unser Chip somit viel genauer“, sagte Burk.

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