TI aumenta l’affidabilità dei sistemi di veicoli ibridi ed elettrici

Nuovi progetti di riferimento e circuiti integrati analogici offrono le misure di sicurezza per aumentare l'autonomia in marcia

Pubblicato il 2 maggio 2019

Texas Instruments (TI) ha presentato alcuni progetti di riferimento completamente testati per sistemi di gestione della batteria e inverter di trazione, insieme a nuovi circuiti analogici con funzioni avanzate di monitoraggio e protezione, per ridurre le emissioni di anidride carbonica e rendere possibile realizzare veicoli elettrici ibridi e veicoli elettrici (HEV/EV) con autonomia maggiore.

Con la possibilità di scalare su circuiti di supervisione delle batterie da 6 a 90 celle in serie, il nuovo progetto di riferimento per il sistema di gestione della batteria (BMS, battery management system) di TI presenta l’avanzato monitor di precisione della batteria BQ79606A-Q1 con bilanciatore. Gli ingegneri possono portare rapidamente i loro progetti automobilistici sul mercato utilizzando il progetto di riferimento, che implementa il monitor per la batteria in una configurazione daisy-chain, per creare una struttura di sistema estremamente accurata e affidabile per pacchi batteria agli ioni di litio da 3 a 378 serie, da 12 V a 1,5 kV.

BQ79606A-Q1 a elevata integrazione consente un monitoraggio accurato dei livelli di temperatura e tensione e aiuta a massimizzare la durata della batteria e l’autonomia in marcia.
Inoltre, il monitor per batteria BQ79606A-Q1 è dotato di comunicazione a stato sicuro per aiutare i progettisti di sistemi a soddisfare i requisiti fino ad ASIL D (Automotive Safety Integrity Level D), ossia l’obiettivo di sicurezza funzionale più elevato definito dalla norma ISO 26262 per i veicoli stradali.

Con così tanti kilowatt di potenza che passano attraverso l’inverter di trazione di un veicolo elettrico e le batterie, le temperature elevate sono potenzialmente in grado di danneggiare i costosi e sensibili elementi del powertrain. Una gestione termica eccellente del sistema è fondamentale per le prestazioni del veicolo e per proteggere conducenti e passeggeri. Per proteggere dal surriscaldamento i sistemi powertrain, ad esempio un gruppo elettrogeno di avviamento a 48 V, TI ha introdotto i sensori analogici di precisione per la temperatura di uscita TMP235-Q1. Questo dispositivo a bassa potenza e bassa corrente di riposo (9 μA) fornisce un’elevata accuratezza (±0,5 °C tipica e ±2,5 °C di accuratezza massima sull’intera gamma di temperature operative da -40 °C a 150 °C) per aiutare i sistemi con inverter di trazione a reagire ai picchi di temperatura e applicare appropriate tecniche di gestione termica.

Il dispositivo di rilevamento della temperatura TMP235-Q1 si unisce ai driver del gate UCC21710-Q1 e UCC21732-Q1 recentemente presentati nel consentire ai progettisti di creare inverter di trazione più piccoli e più efficienti. Questi dispositivi sono i primi driver del gate isolati a integrare funzionalità di rilevamento per transistor bipolari a gate isolati (IGBT) e transistor a effetto di campo al carburo di silicio (SiC), aumentando quindi l’affidabilità del sistema in applicazioni fino a 1,5 kVRMS e con una maggiore protezione da sovratensioni di isolamento oltre i 12,8 kV con una tensione di isolamento specificata di 5,7 kV. Inoltre i dispositivi offrono brevi tempi di rilevamento per la protezione da eventi di sovracorrente, garantendo al tempo stesso un arresto sicuro del sistema.

Per alimentare i nuovi driver del gate direttamente dalla batteria a 12 V dell’auto, TI ha rilasciato un nuovo progetto di riferimento per presentare tre tipi di opzioni di alimentazione a polarizzazione IGBT/SiC per gli stadi di potenza con inverter di trazione. Il progetto è costituito da circuiti di protezione dall’inversione di polarità, clamping dei transienti elettrici e protezione da sovratensione e sottotensione. La struttura compatta comprende il nuovo LM5180-Q1, un convertitore step-down sincrono da 100 V, 1 A, con corrente di riposo in standby tipica molto bassa di 10 μA.



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