Höchste Zellenzahl und integrierte EIS-Engine Batteriemonitor zur Überwachung von Batteriezellen

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Texas Instruments Deutschland GmbH

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Texas Instruments präsentiert mit dem BQ79826Z-Q1 einen Batteriemonitor mit industrieweit höchster Zellenanzahl und integrierter EIS-Engine. Der Batteriemonitor erkennt Batteriefehler frühzeitig im Zellinneren, erhöht die Sicherheit und verlängert die Lebensdauer von EV- und Energiespeicher-Batterien.

Texas Instruments (TI) hat einen Batteriemonitor-Baustein vorgestellt, der für die industrieweit höchste Zellenanzahl ausgelegt ist und über eine integrierte EIS-Engine (Elektrochemische Impedanzspektroskopie) verfügt. Damit können Batterieüberwachungs-Lösungen in Elektrofahrzeugen (EVs) und Energiespeichersystemen (ESS) von vorausschauender Intelligenz, umfassenden Daten und Echtzeitdiagnose profitieren.

Der BQ79826Z-Q1 verbessert die Sicherheit und verlängert die Batterielebensdauer, indem er potenzielle Batterieausfälle aus dem Zellinneren heraus erkennt. Die Single-Chip-Lösung kann in ihrer Klasse ausserdem die meisten Zellen überwachen und bis zu 44 % mehr Kanäle im Blick behalten als bisherige Generationen. Dank der gestiegenen Kanalzahl bewirkt der Baustein eine deutliche Senkung des Bauteileaufwands in einem Akkusatz, sodass sich die Komplexität und die Kosten der Systeme verringern, ohne dass Abstriche an der Zuverlässigkeit gemacht werden müssen.

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«Die Elektrifizierung im Verkehrssektor und das rapide Wachstum im Bereich der Energiespeicher setzen neue Massstäbe für die Leistungsfähigkeit von Batterien. Dank seiner Spitzenstellung im Bereich der Batteriemanagement-Technologie bringt TI einzigartige Voraussetzungen mit, um dieser Herausforderung gerecht zu werden», sagt Wenjia Liu, Vice President und General Manager, Battery Management Systems (BMS) bei TI. «Unser Batteriemonitor mit hoher Zellenanzahl und eingebauter EIS-Engine hilft, gleichsam in die Batteriezellen hineinzublicken, und liefert umfangreiche Daten über deren chemischen Zustand. Die Systemsoftware kann deshalb in Echtzeit belastbare Entscheidungen bezüglich der Sicherheit und Leistungsfähigkeit des Akkusatzes fällen, sodass Entwickler kritischste Herausforderungen im Batteriemanagement bewältigen können.»

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EIS-Technologie für mehr Sicherheit und Performance

Ebenso wie mit einem Elektrokardiogramm (EKG) das Herz überwacht werden kann, ermöglicht die EIS-Technik die Überwachung von Batterien. Die Technik liefert fortlaufend Echtzeitdaten, die Auskunft über den Batteriezustand geben und etwaige Probleme aufdecken, bevor sie kritisch werden. Dank seiner integrierten EIS-Technik kann der BQ79826Z-Q1 Fehler frühzeitiger aus dem Innern der Zellen heraus detektieren, was bei der Wahrung der Sicherheit hilft und es ermöglicht, die Fahrzeuginsassen vor potenziellen Gefahren wie etwa einem thermischen Durchgehen der Batterie zu warnen.

Die gleichen Vorteile kommen auch in ESS-Applikationen zum Tragen, wo eine zuverlässige Batterieüberwachung entscheidend ist, um dem wachsenden Leistungsbedarf von KI-Rechenzentren gerecht zu werden. Vor dem Hintergrund, dass effektive Energiespeicher-Lösungen immer essenziellere Bedeutung für das Grid-to-Gate-Ökosystem bekommen, bietet die EIS-Technik in Echtzeit Einblicke in den Lade- und Gesundheitszustand jeder einzelnen Batteriezelle – ganz gleich, welchen Umfang das System hat.

Maximale Effizienz dank industrieweit höchster Zellenanzahl

Die Leistungsfähigkeit eines EV oder ESS hängt grundlegend von der Qualität und Effizienz seiner Batterien ab. Der BQ79826Z-Q1 unterstützt bis zu 26 Zellen pro Baustein, also acht mehr als jede konkurrierende Lösung, und setzt damit einen neuen Industriestandard. Weniger Überwachungsbausteine ergeben einen reduzierten Bauteileaufwand, eine einfachere Architektur und eine geringere Leiterplattenfläche, sodass die Kosten pro Kanal signifikant sinken, ohne dass Qualität und Zuverlässigkeit leiden.

In Kombination mit dem Pack Monitor BQ79881-Q1 und einer optionalen Kommunikationsbrücke von TI ergeben diese Bausteine einen leistungsstarken Chipsatz, der sich für unterschiedliche Modulgrössen, Batteriechemien und mechanische Konstruktionen eignet, sodass ein einmal entwickeltes Design in den unterschiedlichsten Anwendungen einsetzbar ist. Diese Skalierbarkeit senkt den Entwicklungsaufwand und verkürzt die Markteinführungszeit von Automotive- und Energiespeicher-Systemen.

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Ladungsberechnung mit klassenbester Genauigkeit

Mit einer Spannungsgenauigkeit von <2 mV über den gesamten Temperaturbereich von -40 °C bis +125 °C, höher auflösenden A/D-Wandlern und extrem geringem Rauschen ermöglicht der BQ79826Z-Q1 genauere Ladezustands-Berechnungen, wodurch einem der grössten Bedenken von EV-Fahrern Rechnung getragen wird, nämlich der Angst vor unzureichender Reichweite. Dank EIS ermöglicht der Baustein exaktere Temperatur- und Ladezustands-Abschätzungen, sodass Entwickler ohne Beeinträchtigung der Batteriegesundheit längere Batterielebensdauern und kürzere Ladezeiten erzielen können. Mit einer EIS-Messzeit, die um den Faktor 5 kürzer ist als bei früheren Lösungen, bietet dieser Baustein die höchste Rate an Functional-Safety-Spannungsmessungen pro Zelle. Die Konformität zu ASIL D und ISO 26262 ebnet Entwicklern nicht zuletzt einen intelligenteren, effizientere Weg zu sichereren und langlebigeren Batterien.

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