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Hannover Messe 2016: Scienlab presenta soluzioni per lo sviluppo di sistemi di gestione delle batterie

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  • 26 Aprile 2016

Le nuove soluzioni sono basate sui prodotti BMS di Linear Technology

 

Scienlab presenterà servizi e prodotti di ingegneria dedicati all’intera catena di sviluppo dei sistemi di gestione delle batterie (battery management systems, BMS) alla Hannover Messe presso lo stand di Linear Technology H23, padiglione 9.

Oltre al sistema di test per l’accumulo dell’energia per la caratterizzazione delle celle, Scienlab presenterà anche un ambiente di test BMS per lo sviluppo e la convalida di tali sistemi, oltre a un nuovo sistema elettronico per il monitoraggio dei moduli che utilizza il dispositivo per le batterie multicella LTC6804 di Linear Technology.

L’LTC6804 è un un dispositivo di monitoraggio degli stack di batterie multicella di terza generazione che misura fino a 12 batterie collegate in serie con un errore totale di misura inferiore a 1,2 mV. Il range di misurazione delle celle compreso tra 0 V e 5 V rende l’LTC6804 adatto per la maggior parte delle combinazioni chimiche delle batterie. Le sei impostazioni programmabili del filtro passa-basso di terz’ordine consentono di ottimizzare la velocità di acquisizione dati e la riduzione del rumore dell’LTC6804 per l’applicazione specifica. Nella modalità ADC più veloce l’LTC6804 può misurare tutte e 12 le celle in 290 µs.

Scienlab basa lo sviluppo di un sistema BMS sul comprovato modello V che include le fasi di progettazione, implementazione e testing.

 

Progettazione di sistemi BMS

Oltre al proprio sistema di gestione delle batterie, Scienlab offre anche soluzioni specifiche su misura per le applicazioni del cliente. A tale scopo l’azienda determina le funzioni del sistema di gestione tenendo in considerazione la singola applicazione del cliente, la conformità con le norme applicabili e i requisiti di sicurezza. Vengono poi definite le specifiche per lo sviluppo, così come quelle di software e hardware.

 

Implementazione di software e hardware dei sistemi di gestione delle batterie

Scienlab offre lo sviluppo software completo basato sui modelli, inclusa la generazione di codice in MATLAB/Simulink. Questo semplifica la parametrizzazione ideale del sistema BMS e quindi garantisce l’uso ottimale della capacità e la massima durata delle celle collegate.

Poiché i valori puramente statistici indicati sul foglio specifiche della batteria non sono sufficienti per la progettazione ottimale del sistema di gestione, le celle vengono sottoposte al sistema di test di accumulo dell’energia Scienlab per determinare i parametri richiesti. Qui sono inclusi anche gli effetti non lineari, come ad esempio le interdipendenze di temperatura corrente o stato di carica.

Per lo sviluppo basato su modelli, Scienlab offre anche un ambiente di test basato su modelli. In questo contesto il software BMS può essere testato nelle primissime fasi di sviluppo con l’ausilio di modelli di celle e la simulazione di altre periferiche BMS (ad es. i caricabatterie). Scienlab realizza anche l’hardware di gestione corrispondente per l’applicazione specifica del cliente.

 

Convalida del sistema di gestione con i test Scienlab

Il sistema di gestione della batteria viene convalidato nell’apposito ambiente di test Scienlab. Utilizzando vari emulatori che simulano le celle, i sensori di corrente e di temperatura e le resistenze di isolamento, è possibile eseguire test BMS riproducibili, sicuri e affidabili che non richiedono componenti reali, come le batterie.

Le interfacce con capacità in tempo reale consentono il veloce trasferimento dei dati (1 kHz) tra i sistemi di test e il sistema hardware nel loop. La precisione di misura della tensione fino a ± 0,2 mV e la precisione della misura della corrente fino a ± 2 μA assicurano la precisa regolazione di tensione e corrente e pertanto l’emulazione ottimale delle caratteristiche delle celle. Fonti di tensione bidirezionali altamente dinamiche permettono salti di tensione in meno di 80 μs.

 

 

Scienlab electronic systems GmbH

Scienlab electronic systems GmbH, azienda di Bochum, Germania, produce sistemi per testare i prodotti industriali, nonché i componenti dei sistemi di trazione elettrificati per i veicoli elettrici e ibridi. La business unit Test Systems sviluppa ambienti di test destinati a sistemi di accumulo dell’energia ad alta tensione, sistemi di gestione delle batterie e convertitori DC/DC, dispositivi e infrastrutture di ricarica specifici per i clienti e per l’integrazione di più componenti. La business unit Common Rail offre soluzioni di test per tutti i processi di sviluppo e produzione in materia di attuatori e iniettori.

In qualità di partner di sviluppo e fornitore di servizi di ingegneria, Scienlab offre anche soluzioni specifiche per il cliente, come ad esempio sistemi di misurazione analogici e digitali e circuiti, oltre a dispositivi di controllo in piccole serie per svariate applicazioni nei settori automotive e industriali.

Scienlab può contare su 15 anni di esperienza maturata in numerosi progetti di successo ed è impegnata in collaborazioni con prestigiosi produttori di automobili e fornitori.

 

Linear Technology

Linear Technology Corporation, inclusa nell’indice S&P 500, progetta, produce e commercializza da oltre trent’anni un’ampia gamma di circuiti integrati analogici ad alte prestazioni per le principali aziende di tutto il mondo. I prodotti Linear Technology rappresentano un “ponte” tra il mondo analogico e l’elettronica digitale per le soluzioni del settore industriale, automotive e delle comunicazioni, i dispositivi di rete, i computer, la strumentazione medicale, i prodotti di largo consumo e i sistemi militari e aerospaziali. Linear Technology produce inoltre sistemi di power management, conversione dati e condizionamento dei segnali, circuiti integrati RF e di interfacciamento, sottosistemi µModuleÒ e dispositivi di rete con sensori wireless. Per ulteriori informazioni, visitare il sito www.linear.com

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Monitoraggio delle batterie dei veicoli ibridi/elettrici con precisione garantita dello 0,04% e interfaccia isolata

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  • 31 Ottobre 2012

Linear Technology annuncia l’LTC®6804, un dispositivo per il monitoraggio delle batterie dei veicoli ibridi ed elettrici e altri sistemi con stack di batterie ad alta tensione. Un dispositivo LTC6804 può misurare fino a 12 celle collegate in serie con tensioni fino a 4,2V con risoluzione a 16 bit e precisione superiore allo 0,04%. L’elevata precisione viene mantenuta nel tempo, rispetto alle condizioni di temperatura e operative grazie a un riferimento di tensione Zener simile ai riferimenti utilizzati nella strumentazione di precisione. Se impilato in serie, l’LTC6804 consente la misura di ogni tensione delle celle di batteria in grandi sistemi ad alta tensione. Sono disponibili sei modalità operative per ottimizzare la velocità di aggiornamento, la risoluzione e la risposta passa basso del filtro antirumore di 3° ordine. Nella modalità più veloce, tutte le celle possono essere misurate in 290µsec.
È possibile collegare tra loro più dispositivi LTC6804 su lunghe distanze e farli funzionare contemporaneamente utilizzando l’interfaccia proprietaria a 2 cavi isoSPI™ di Linear Technology. Integrata in ogni dispositivo LTC6804, l’interfaccia isoSPI fornisce elevata immunità al rumore RF fino a 1Mbps e per massimo 100 metri di cavo, utilizzando solo un doppino intrecciato. Sono disponibili due opzioni di comunicazione: con l’LTC6804-1 è possibile collegare a margherita più dispositivi con una sola connessione al processore host per tutti i dispositivi;
Con l’LTC6804-2 è possibile collegare in parallelo più dispositivi al processore host, ciascuno con indirizzamento singolo.
L’LTC6804 è stato progettato per ridurre al minimo il consumo di potenza, soprattutto durante l’immagazzinamento a lungo termine, dove lo scaricamento delle batterie è inaccettabile. In modalità sleep l’LTC6804 consuma meno di 4µA di corrente dalle batterie. I pin di I/O per uso generico consentono di monitorare i segnali analogici, quali corrente e temperatura, e possono essere acquisiti simultaneamente con le misurazioni della tensione delle celle. Altre funzionalità includono il bilanciamento passivo per ciascuna cella con un timer di bilanciamento programmabile per un massimo di 2 ore, anche quando l’LTC6804 è in modalità sleep. L’LTC6804 si interfaccia con i dispositivi I2C esterni quali sensori di temperatura, convertitori analogico-digitali (ADC), convertitori digitali-analogici (DAC) ed EEPROM. L’EEPROM locale può essere utilizzata per memorizzare i dati di serializzazione e taratura per sistemi modulari.
L’LTC6804 è stato progettato per superare i requisiti ambientali, di affidabilità e sicurezza tipici delle applicazioni automotive e industriali. Il dispositivo supporta il funzionamento a temperature da -40°C a 125°C ed è compatibile con sistemi conformi allo standard ISO 26262 (ASIL). Grazie a una serie di test automatici, evita condizioni di errore latenti. A tale scopo, l’LTC6804 include un riferimento di tensione ridondante, estesi circuiti di test logici, funzionalità di rilevamento dei cavi interrotti, un timer watchdog e il controllo degli errori dei pacchetti sull’interfaccia seriale.
“L’LTC6804 combina 30 anni di esperienza nei dispositivi analogici e le dure lezioni apprese nella gestione della batteria degli autoveicoli”, commenta Mike Kultgen, design manager di Linear Technology. “Sul banco o sulla strada, questo dispositivo offre prestazioni straordinarie”.
Oltre all’LTC6804, Linear Technology presenta il transceiver isoSPI LTC6820. Questo dispositivo consente la trasmissione bidirezionale del bus SPI (Serial Peripheral Interface) su una barriera isolata fino a 100 metri. Con l’LTC6820, i dati SPI sono codificati in un segnale diverso, trasmesso tramite un doppino intrecciato e un semplice ed economico trasformatore Ethernet. L’LTC6820 supporta velocità dati SPI fino a 1MHz, utilizzando una sorgente accoppiata e la dissipazione per eliminare la necessità di una presa centrale del trasformatore e ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI). Le correnti dirette e le soglie del comparatore sono impostate con due resistenze per ottimizzare il sistema in base alla lunghezza del cavo e con prestazioni segnale rumore elevate. L’LTC6820 si affianca al dispositivo di monitoraggio dell’alta tensione LTC6804 con interfaccia isoSPI integrata. I sistemi di gestione della batteria che utilizzano l’LTC6804 possono interfacciarsi con componenti esterni quali microcontroller, tramite l’LTC6820.
L’LTC6804 è offerto in un package compatto da 8 x 12mm ed è ideale per il montaggio su superficie. I prezzi partono da $10,95 cad. per 1.000 pezzi. Per campioni, schede demo e data sheet, consultare la pagina www.linear.com/product/LTC6804. L’LTC6804 sarà disponibile in quantità di produzione a partire da gennaio 2013. L’LTC6820 viene offerto nei package MSOP e QFN a un prezzo di $2,29 cad. in quantità di 1.000 pezzi. Campioni, schede demo e data sheet sono ora disponibili all’indirizzo www.linear.com/product/LTC6820.

Riepilogo delle caratteristiche: LTC6804 e LTC6820

LTC6804

• Misurazione di fino a 12 celle di batterie in serie
• Architettura impilabile per il supporto di centinaia di celle
• Interfaccia isoSPI integrata
o Comunicazioni seriali isolate da 1MB
o Utilizza un unico doppino intrecciato fino a 100 metri
o Sensibilità ed emissioni EMI ridotte
• Errore di misurazione totale massimo di 1,2mV
• 290µs per misurare tutte le celle in un sistema
• Misurazione sincronizzata di tensione e corrente
• Convertitore Delta-Sigma con filtro anti-rumore integrato
• Progettato per sistemi conformi a ISO26262
• Bilanciamento passivo delle celle con timer programmabile
• 5 ingressi I/O digitali o analogici per uso generico
o Ingressi per temperatura o altri sensori
o Configurabile per l’interfaccia I2C
• Corrente di alimentazione in modalità sleep di 4μA
• Package SSOP a 48 conduttori

LTC6820

• Comunicazioni dati SPI isolate da 1Mbps
• Semplice isolamento galvanico con trasformatori standard
• Interfaccia bidirezionale su un unico doppino intrecciato
• Supportati cavi lunghi fino a 100 metri
• Sensibilità ed emissioni EMI molto ridotte
• Configurabile per elevata immunità al rumore o bassa potenza
• Non richiede modifiche software nella maggior parte dei sistemi
• Bassissima corrente di riposo di 2μA
• Rilevamento automatico dell’attivazione
• Range di temperature di esercizio: da –40°C a 125°C
• Alimentazione da 2,7V a 5,5V
• Interfacce per tutti i sistemi logici da 1,7V a 5,5V
• Disponibile nei package QFN e MSOP a 16 conduttori

Linear Technology

Inclusa nell’indice S&P 500, Linear Technology Corporation da oltre trent’anni progetta, produce e commercializza un’ampia gamma di circuiti integrati analogici ad alte prestazioni per le principali aziende di tutto il mondo. I prodotti Linear Technology rappresentano un “ponte” tra il mondo analogico e l’elettronica digitale per le soluzioni del settore industriale, automotive e delle comunicazioni, i dispositivi di rete, i computer, la strumentazione medicale, i prodotti di largo consumo e i sistemi militari e aerospaziali. Linear Technology produce inoltre sistemi di power management, conversione dati e condizionamento dei segnali, circuiti integrati RF e per interfacce, sottosistemi µModule e dispositivi di rete con sensori wireless. Per ulteriori informazioni, visitare il sito www.linear.com.

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