ISL78714, gestisce sino a 14 celle al litio ed estende la vita delle celle e la percorrenza dei veicoli elettrici e ibridi

Il circuito integrato per gestione delle batterie ISL78714, qualificato automotive, assicura la più alta accuratezza nella lettura della tensione delle celle con avanzate funzionalità di safety che permettono di realizzare sistemi ASIL D. 

Renesas Electronics Corporation 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 e, 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; 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.

Il dispositivo per la gestione di batterie al litio ISL78714 viene fornito in formato 64-pin TQFP.

 

 

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