高電圧BMS
高電圧電池は、並列に並べたセルを直列に多数積み重ねた電池パックで、その電圧は最大1000Vにも達します。高電圧電池が使用される代表的な用途は以下の通りです。
- バッテリー電気自動車 (BEV)
- プラグインハイブリッド車 (PHEV)
- フルハイブリッド車 (FHEV)
- 商用車、建機および農機 (CAV)
- エネルギー貯蔵システム
エネルギーを最適に利用し、充電と放電のプロセスを管理し、各セルの充電状態 (SoC)、健康状態 (SoH)、その他の状態パラメータを評価するために、バッテリー管理システム (BMS) がバッテリー全体の性能と寿命に関わるすべてのプロセスを監視/制御しています。
インフィニオンは、高い機能安全が求められる高電圧バッテリーに対応した、セルバランシングおよびモニタリング ソリューション一式を提供します。さらにセルバランシングおよびモニタリングデバイスには、絶縁通信トランシーバが付属しており、パックの絶縁を失わないように保護し、CMBデバイスとマスターコントローラー間の堅牢な通信を促進します。CMBおよび絶縁通信デバイスの詳細については、こちらをご覧ください。
BMS の電流センシングは、充電状態 (SoC) を正確に予測するために使用されます。これは、SoC曲線が非常に平坦で、電池の状態 (電圧、温度、寿命など) に対して敏感であるため、電池の電圧だけからSoCを正確に推測することは不可能です。したがって、電流センサーは、電池セルに出入りする電荷を測定することにより、クーロンカウントを使用してSoCを予測するために使用されます。インフィニオンの電流センシング ソリューションについてもっと知る。
バッテリーパックの直列セル数が多くなるほど、CMBデバイスを積層する必要があります。特にバッテリーパックを常時絶縁する必要があり、マスター コントローラーが12 Vドメインに接続されている高電圧BMSでは、CMBデバイスの絶縁が必要であることを意味します。インフィニオンは有線および無線の絶縁通信ソリューションを提供し、絶縁の問題を解決しています。
- 有線絶縁: インフィニオンは、誘導性および容量性絶縁に優れた堅牢な自動車グレードの絶縁型 UART トランシーバTLE9015DQUを提供します。インフィニオンの有線BMSソリューションの詳細については、こちらをご覧ください。
- ワイヤレス絶縁: インフィニオンは、コネクテッド メッシュ トポロジーに対応した堅牢な車載グレードのBluetoothデバイスCYW89820を提供します。CYW89820は、モノリシックでシングルチップのBluetooth 5.0に準拠したスタンドアロン ベースバンド プロセッサーSoCで、バッテリーモジュール間の無線接続用に2.4 GHzトランシーバが内蔵されています。産業、IoT、自動車向けのワイヤレス コネクティビティ ソリューションの詳細については、こちらをご覧ください。インフィニオンのワイヤレスBMSソリューションの詳細については、こちらをご覧ください。
リチウムイオン電池は、過充電や過加熱など、安全な動作領域 (SOA) 以外の動作に弱いとされています。そのため、一度SOA外で動作させたバッテリーは切り離す必要があります。インフィニオンは、バッテリーの切断用に以下のような製品とソリューションを提供しています。
- メカニカルリレーを駆動する車載用スマートスイッチ
- 車載用高電圧MOSFETとソリッドステートディスコネクト用ドライバ
切断ソリューションの詳細についてはこちら
電流、電圧、温度測定に加え、熱、電気、機械的な歪みに関して、パックレベルでの高度な分析が行われます。
- 高精度の圧力センサーは、圧力変化を測定することにより、熱暴走や、セルの改造や交換などの不正な操作を早期に検出することができます。
- ガスセンサーは、電池の老化や過度のストレスによって電解液から蒸発した二酸化炭素の検知用に使用され、電池の健全性を示す重要な指標となり得ます。
FRAM: ExcelonTM F-RAM™は他の不揮発性メモリー技術のように、物理的な劣化の影響を受け、適切に対処しなければ最終的にデバイスの故障につながる可能性があります。F-RAMの書き込み/読み出し耐久性とデータ保持は、システムにおけるその信頼性と性能を特定する2つのEoL (End-of-Life) パラメータです。様々な動作温度におけるF-RAMデータ保持性能の詳細と、動作温度プロファイルに基づくシステムのEoLを正確に計算する方法とガイダンスをご参照ください。アプリケーションノートをご覧ください。インフィニオンは、20、50、または106MHzで動作し、2Mbから8Mbまでの容量で、最も低い電力で瞬時に不揮発性Excelon F-RAMを提供します。シリアルSPI/I2Cで4kb/sから4Mb/s、8-/16ビット パラレル アクセスで64kb/sから4Mb/sの読み書きの性能です。Excelon F-RAMは1e14サイクルの耐久性と100年のデータ保持を提供します。また、放射線耐性があり、SERが低くなっています。高い耐久性、長いデータ保持期間、高速アクセスの組み合わせは、不揮発性データロギングに最適です。
Semper Flash: Semper NORは、インフィニオンの最新の高性能、安全、および信頼性の高いNORフラッシュメモリソリューションで、自動車および産業システム向けの重要な安全機能を統合しています。インフィニオンはSemper NORフラッシュメモリで、業界初のASIL-B準拠およびASIL-DレディNORフラッシュメモリを発表しました。
Semper Secure Flash: Semper Secure NOR Flashは、車載および産業用システムにセキュリティ、安全性、および信頼性を、低い総所有コストで提供します。この高度で安全、かつ使いやすいNORフラッシュ デバイスは、比類のないシステム インテグリティで、コードやデータをハッカーから守ります。本製品は、実績のあるSemper NOR Flashファミリをベースに作られており、高度なセキュリティと業界をリードする機能安全性および信頼性を兼ね備えており、耐用年数も長くなるように設計されています。
インフィニオンのメモリーおよびイベント ロギング ソリューションの詳細をご覧ください。
