BMS für hohe Spannungen

Infineon bietet Zellen-Balancing- und Überwachungslösungen speziell für Hochspannungsbatterien mit erweiterten Anforderungen an die funktionale Sicherheit. Darüber hinaus interagieren die Zellen-Balancing- und Überwachungsgeräte mit isolierten Kommunikations-Transceivern, damit die Entkopplung des Batteriesatzes intakt bleibt und eine robuste und unkomplizierte Kommunikation zwischen CMB-Geräten und dem Haupt-Controller gegeben ist. Siehe die weiteren Informationen zu unseren CMB- und isolierten Kommunikationsgeräten.

Die Strommessung im BMS wird zur präzisen Vorhersage des Ladezustands (SoC) eingesetzt. Der Grund dafür ist der außerordentlich flache Verlauf sowie die Empfindlichkeit der SoC-Kurve gegenüber dem Zellenzustand (z. B. Spannung, Temperatur, Alter, usw.). Eine exakte Herleitung des Ladezustands aus der Zellenspannung alleine wäre somit nicht möglich. Deshalb kommt ein Stromsensor für die Ermittlung des Ladezustands mittels Coulomb-Zählung zum Einsatz. Hierbei werden die Ladungen gemessen, die in eine Batteriezelle hinein- oder aus ihr herausfließen. Siehe die weiteren Informationen zu den Strommessungslösungen von Infineon.

Je mehr Zellen eines Batteriesatzes in Reihe geschaltet sind, desto mehr CMB-Geräte müssen aufeinandergestapelt werden. Das bedeutet, dass CMB-Geräte eventuell isoliert (entkoppelt) werden müssen, insbesondere bei BMS für hohe Spannungen, wo der Batteriesatz permanent isoliert sein muss und der Haupt-Controller an die 12-V-Domain angeschlossen ist. Um das Isolierungsproblem zu lösen, bietet Infineon drahtgebundene und drahtlose entkoppelte Kommunikationslösungen an:

• Drahtgebundene Isolierung: Im Portfolio von Infineon finden Sie den außergewöhnlich robusten, isolierten und für Automotive-Anwendungen qualifizierten UART-Transceiver TLE9015DQU für induktive und kapazitive Isolierungen. Siehe die weiteren Informationen zu den drahtgebundenen BMS-Lösungen von Infineon.
  
  
• Drahtlose Isolierung: Infineon bietet robuste Bluetooth-Geräte, wie den Prozessor CYW89820 mit Qualifikation für Automotive-Anwendungen, die vernetzte Mesh-Topologien unterstützen. Der CYW89820 ist ein monolithischer SoC-Basisbandprozessor als Ein-Chip-Lösung mit Bluetooth 5.0-Kompatibilität und integriertem 2.4 GHz-Transceiver für die drahtlose Vernetzung mehrerer Batteriemodule. Siehe die weiteren Informationen über die drahtlosen Konnektivitätslösungen für Industrie, IoT-Systeme und Automotive-Anwendungen sowie die drahtlosen BMS-Lösungen von Infineon.

Lithium-Ionen-Batterien sind im Betrieb außerhalb ihres sicheren Arbeitsbereichs, d. h. bei zu viel bzw. zu wenig Ladung sowie bei Überhitzung bzw. Wärmedefizit usw., sehr empfindlich. Daher muss die Batterie, sobald sie außerhalb ihres sicheren Arbeitsbereichs arbeitet, getrennt werden. Infineon bietet folgende Produkte und Lösungen zum Trennen der Batterie an:

• Intelligente Automotive-Schaltregler zum Ansteuern der mechanischen Relais
• Hochspannungs-MOSFETs und Treiber für Trennvorgänge in Festkörper-Technologie

Hier erfahren Sie mehr über unsere Lösungen für Trennvorgänge.

Bei Batteriepacks werden neben der Durchführung der üblichen Strom-, Spannungs- und Temperaturmessungen auch thermische, elektrische und mechanische Belastungen analysiert:

• Dank hoch präziser Drucksensoren können thermische Ausreißer sowie unerlaubte Manipulationen, z. B. bei Veränderung oder Austausch von Zellen, durch Messung der Druckänderung frühzeitig erkannt werden.
• Gas-Sensoren können zur Erkennung von verdampftem CO₂ eingesetzt werden, das als Ergebnis von Zellenalterung oder übermäßiger Belastung aus dem Elektrolyt der Zellen entweicht. Sie liefern damit wichtige Hinweise auf den Zustand der Batterie.

FRAM: Excelon^TM F-RAM™ unterliegen wie alle anderen nichtflüchtigen Speicher einer physikalisch bedingten Funktionsminderung, die ohne geeignete Gegenmaßnahmen zum Versagen des Bauteils führen kann. Die Anzahl der Lese-/Schreibzyklen sowie die Datenhaltezeit sind bei F-RAM exakt die beiden Lebensdauerparameter in einem System, die als Indikatoren für die Zuverlässigkeit und die Leistung gelten. Erfahren Sie mehr über die Datenhaltezeiten von F-RAM bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen, und lernen Sie ein Verfahren mit Anleitung zur genauen Berechnung der Systemlebensdauer bei einem gegebenen Betriebstemperaturprofil kennen. Lesen Sie hierzu den Anwendungshinweis.

Infineon bietet persistente Excelon F-RAM-Speicher mit der branchenweit geringsten Leistungsaufnahme bei 20, 50 oder 106 MHz und einer Kapazität von 2 MB bis 8 MB. Die Lese-/Schreibleistung beträgt 4 kBit/s bis 4 MBit/s mit seriellem SPI/I2C-Zugriff oder 64 kBit/s bis 4 MBit/s bei parallelem Zugriff mit 8/16 Bit. Excelon F-RAM zeichnet sich durch eine Lebensdauer von 1E14 Zyklen und einer Datenhaltung von mehr als 100 Jahren aus. Dieser Speichertyp ist strahlungsbeständig und hat einen niedrigen SER-Wert (Soft Error Rate). Durch diese Kombination aus langer Lebensdauer, langer Datenhaltung und schnellem Zugriff ist Excelon F-RAM wie geschaffen für die persistente Datenprotokollierung.

Semper Flash: Die Speicherfamilie Semper NOR Flash ist die neueste, leistungsstarke, sichere und zuverlässige NOR-Flash-Speicherlösung von Infineon, die kritische Sicherheitsmerkmale für Anwendungen im Automobilbereich und in der Industrie integriert. Mit dem Semper NOR Flash-Speicher bietet Infineon branchenweit den ersten NOR-Flash-Speicher, der die Anforderungen gemäß ASIL-B sowie die höchste Sicherheitsstufe „ASIL-D ready“ der ISO-Norm 26262 erfüllt.

Semper Secure Flash: Semper Secure NOR Flash sorgt bei niedrigen Gesamtbetriebskosten für Betriebssicherheit, Zuverlässigkeit und Sicherheit in Automobil- und Industrieanwendungen. Dieser hoch entwickelte, abgesicherte und benutzerfreundliche NOR-Flash-Speicher schützt Ihre Codes und Daten mit unübertroffener Systemintegrität vor Hackern. Er baut auf der bewährten Produktfamilie Semper NOR Flash auf und kombiniert moderne Sicherheitsfunktonen mit branchenweit führender funktionaler Sicherheit und Zuverlässigkeit. Zudem ist er für eine lange Lebensdauer ausgelegt.

Siehe die weiteren Informationen zu unseren Speicher- und Ereignisprotokollierungslösungen.