About / Advertise
Dagens hybridbilar använder nickelmetallhydridbatterier, men i framtida hybridbilar är det litiumjonteknik som gäller. Det menar analogspecialisten Linear Technology, som nu lanserar en första krets i en familj som kan övervaka upp till 12 seriekopplade celler i ett litiumjonbatteri.En anledning till att biltillverkarna vill gå över till litiumjonteknik är att den ger dubbel energidensitet jämfört med nickelmetallhydrid, som används i dagens hybridbilar. Det ger klart längre körsträcka på samma batterivolym, vilket självklart är attraktivt.
– Men litiumjonbatteriera är känsliga för hur de laddas. De får inte laddas till hundra procent eller laddas ut helt om de ska fungera uppåt tio år, vilket förväntas av dem, säger Erik Soule som är produktansvarig på Linear Technology. Han menar att ett litiumjonbatteri ska laddas till mellan 20 och 90 procent av full laddning, för att det ska fungera under lång tid.
– Men det är svårt att avgöra var man ligger på ett litiumjonbatteris urladdningskurva, eftersom den är väldigt flack. Det kräver millivoltprecision, säger Erik Soule.
Dessutom är det viktigt att ha kontroll på batteriets temperatur och ålder, samt hur snabbt det laddas och laddas ur. Ett litiumjonbatteri alstrar värme när det laddas ur, vilket kan öka urladdningsströmmen och orsaka katastrofala följder, menar Linear.
Kretsen, LTC6802, är utvecklad för att ta hand om just detta. Den är tänkt att finna en plats i hybridbilar, men också andra typer av fordon som motorcyklar, rullstolar och båtar liksom robotar och bärbar medicinsk utrustning.
LTC6802 kan mäta och övervaka laddningen hos upp till 12 individuella 5V-celler i ett litiumbatteri, således hanterar varje chips upp till 60 V. Varje cell kan mäts inom 13 ms och det totala mätfelet ligger som mest på 0,25 procent över hela temperaturområdet (-40°C till +85°C).
Har man behov av att övervaka fler än 12 celler kan flera kretsar stackas. Det finns egentligen ingen definierad begränsning för hur många kretsar som kan samarbeta, men Linear säger att det i varje fall går att skapa system som hanterar över 1 000V med nykomlingen.
– Vi började med utvecklingsarbetet i Japan för 5-6 år sedan. Vi känner inte till någon som har något motsvarande. Det här är en komplett övervakningskrets och vi ligger väldigt väl framme med tanke på hybridbilarnas utveckling, säger Erik Soule.
Genom åren har Linear skapat en ny konstruktion och en ny BiCMOS-process. I den 8 x 12 mm stora kapseln ryms ett kisel som i stort integrerar en multiplexor, ett seriellt 1 MHz-gränssnitt, en temperatursensor, en noggrann spänningsreferens och en 12 bitars AD-omvandlare med Sigma-Delta-arkitektur.
– Vi har valt en Sigma-Delta arkitektur eftersom den fungerar som ett naturligt brusfilter. Dessutom har vi byggt in ytterligare filtrering i omvandlaren. Det gör kretsen mycket motståndskraftig mot brusiga miljöer, vilket är nödvändigt i bilar, säger Erik Soule.
LTC6802 finns i prover, medan volymer väntas under årets sista kvartal. Priset ligger runt 10 dollar i volymer om 1 000 styck.
– Det kan jämföras med dagens alternativa lösningar, som är kretskortsbaserade med minst 200 diskreta kretsar ombord. Där ligger materialkostnaden minst tio gånger högre, säger Erik Soule.
