Lithium-Ion-Monitoring-Chip Temperatur in Akkublöcken überwachen

Autor / Redakteur: Tim Regan* / Kristin Rinortner

Um einen effizienten und sicheren Betrieb von Lithium-Ion-Akkumulatoren in Elektro- und Hybridautos zu gewährleisten, muss die Temperatur der Batterieblöcke kontinuierlich überwacht werden. Im Artikel stellt der Autor zwei einfache und kostengünstige Schaltungsvarianten vor, mit denen dies möglich ist.

Anbieter zum Thema

Der Umweltschutzgedanke beflügelt die Entwicklung von sauberen Alternativen im Transportwesen. Am populärsten sind dabei Elektro- und Hybrid-Fahrzeuge. Diese verwenden Blöcke aus vielen Lithium-Ionen-Akkumulatoren als elektrische Energiequelle. Um einen effizienten Betrieb und lange Akkulaufzeiten sicher zu stellen, werden die Zellen kontinuierlich hinsichtlich ihrer verfügbaren Ladung überwacht, da diese sehr empfindlich auf Über- und Tiefenentladung reagieren.

Die Temperatur der Zellen ist dabei ein wichtiger Faktor zum Berechnen des Ladezustands. Darüber hinaus birgt die raue Automobilumgebung viele zusätzliche Fehlermöglichkeiten, die ein kontinuierliches Monitoring erfordern. So kann übermäßiges Laden der Akku-Pakete (im schlimmsten Fall über einem Kurzschluss) zu gefährlichen Überhitzungen führen. Aus Sicherheitsgründen ist jedoch häufig eine ungenauere Temperaturmessung bei einer Störung notwendig. Der LTC6802 von Linear Technology ist ein vollständiges Batterieüberwachungssystem auf einem Chip.

12 Bit genaue Temperaturerfassung

Die primäre Funktion des Bausteins besteht darin, die Spannungen von bis zu 12 Akkumulatorzellen in einem Akkublock zu messen und diese Daten an einen Host-Controller zu übermitteln, der den Ladezustand berechnet. Zusätzlich werden die sicheren Betriebsbedingungen überwacht. Eine beliebige Anzahl dieser Bausteine kann zusammen geschaltet werden, um ein komplettes Akkuüberwachungssystem für die Energiequelle eines Elektrofahrzeugs zu realisieren.

(Archiv: Vogel Business Media)

Den Kern des Bausteins bildet ein 12-Bit-Sigma-Delta-A/D-Wandler. Diesem A/D-Wandler ist ein 15-kanaliger Multiplexer vorgeschaltet. Dessen 15 Kanäle messen zwölf Akkuzellenspannungen und drei Temperaturen. Ein Temperaturmesskanal dient dem Messen der Chiptemperatur, die beiden anderen sind für externe Temperatursensoren vorgesehen. Die Bilder 1a und 2a zeigen Beispiele von Schaltungen zur Temperaturmessung mit dem LTC6802.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

(ID:289656)