Renesas annuncia la quarta generazione degli integrati per gestione delle batterie agli ioni di litio (Li-ion), ora in grado di offrire la migliore accuratezza del mercato. Il ISL78714 offre la lettura della tensione delle celle e della temperatura del pacco batterie fino a 14 celle, gestendo inoltre il bilanciamento delle celle e fornendo una completa diagnostica dell’intero sistema. Tutte questa funzionalità permettono di massimizzare la durata delle batterie e quindi di ottenere una maggiore percorrenza dei veicoli elettrici ed ibridi (HEV/MHEV/PHEV/BEV).
Niall Lyne, Senior Director della divisione “Product Marketing and Applications, Automotive Mixed-Signal/Power and Video” di Renesas Electronics Corporation sottolinea che “la nostra partnership con il team Mahindra Racing ci ha permesso di progettare e realizzare un completo sistema di gestione delle batterie al litio andando ad integrare al meglio le funzionalità avanzate del ISL78714 e del microcontrollore RH850 e questo ha portato alla vittoria il team Mahindra nelle gare della Formula E. Anche grazie a questa importante collaborazione, il nuovo ISL78714 permette di realizzare sistemi di gestione delle batterie al litio con la più alta accuratezza e velocità di acquisizione delle grandezze elettriche, il che garantisce una migliore e più tempestiva gestione di eventuali problematiche.”
Il singolo ISL78714 monitora e bilancia un massimo di 14 celle con una accuratezza di ±2mV in tutto il range di temperatura automotive ed, insieme ai convertitori a 14 bit ed a tutta la catena di acquisizione integrata all’interno del dispositivo, permette agli ingegneri di sviluppare algoritmi di controllo che si basano su misure estremamente accurate ed affidabili. Sono inoltre a disposizione sei ingressi per la misura di temperatura (due dei quali in condivisione con i GPIO) e per le funzionalità più importanti e critiche sono inclusi tutti i meccanismi di “fault detection” e diagnostica.
Il ISL78714 soddisfa i più stringenti requisiti di affidabilità e prestazioni richiesti dai pacchi batterie di tutte le tipologie di veicoli elettrici, inclusi gli HEV/PHEV e le funzionalità di safety permettono di soddisfare quanto prescritto nella normativa ISO 26262 raggiungendo il livello ASIL D. Il ISL78714 monitora e legge sovratensioni, sottotensioni, temperatura, eventuali disconnessioni e lo stato di 112 celle in meno di 10ms e di 70 celle in 6.5ms.
Questo può essere realizzato grazie alla possibilità di connettere in “daisy-chain” più ISL78714 fino ad arrivare a 420 celle (30 integrati): questa connessione proprietaria garantisce la migliore reiezione dei transienti e prestazioni EMC/EMI migliori di quelle richieste dagli standard automotive. La connessione “daisy-chain” dell’ISL78714 richiede un semplice isolamento basato su condensatori a basso costo o su trasformatori ed, utilizzando un semplice cavo a 2 fili, è possibile connettere più pacchi batterie senza che problematiche di “hot plug” o elevati transitori di tensione provochino dei malfunzionamenti. Inoltre un sistema di “watchdog” integrato spegne il dispositivo nel caso in cui la sua comunicazione con il processore master venga a mancare.
Principali caratteristiche del ISL78714
- Monitora e gestisce fino a 14 celle con una accuratezza di misura di ±2mV
- Comunicazione “dasy-chain” a 1Mbps su 2 fili usando isolamento induttivo o capacitivo
- Lettura differenziale fino a ±5V per poter monitorare anche “fuel cell” o “bus bar” già esistenti
- Accuratezza a livello di scheda di ±6mV @ ±6σ garantita per 15 anni
- Diagnostica per verifica delle letture delle tensioni e delle temperature delle celle
- Qualifica AEC-Q100 Grade-2 con intervallo di temperatura da -40°C a +105°C
È disponibile il “reference design” per un “battery management system” (BMS) per la gestione e bilanciamento di 70 celle, che include cinque ISL78714 ed una MCU RH850/P1M. Il setup ed il data logging avvengono tramite CAN e UART. Insieme al kit vengono anche forniti una GUI, i file del layout realizzati con Altium e tutti i driver software che permettono al RH850 di gestire le periferiche ed il ISL78714.Tutta la manualistica hardware, software e dell’interfaccia è inclusa e viene anche fornito il test report delle prove EMC. Il kit e tutta la sua documentazione permettono ai progettisti di sistemi per veicoli elettrici di trasportare il loro software sul microcontrollore RH850 e di scalare facilmente l’applicazione su diverse taglie di pacchi batterie, ottenendo quindi una drastica riduzione di tempi e costi di sviluppo.
