Új LEM érzékelő a pontos töltöttségi állapot becsléséhez

Az SMU érzékelőcsalád egyetlen megoldást kínál az autóipari akkumulátorkezelő rendszerek tervezőinek az FHEV, PHEV és BEV technológiák igényeinek kielégítésére.

A LEM elektromos méréstechnikai specialista az új SMU családot 2024. szeptember 30-án mutatta be. A Single Monitoring Unit (SMU – egységes felügyeleti egység) korábban nem látott teljesítményszinteket hoz az EV-technológiák minden típusához – a full hibrid elektromos járművekhez (FHEV), a plug-in hibrid elektromos járművekhez (PHEV) és az akkumulátoros elektromos járművekhez (BEV).
Az új moduláris SMU család megfelel az autóipari akkumulátorkezelő-rendszert (BMS) tervezők igényeinek, akik a lehető legnagyobb mértékben szeretnék meghosszabbítani az elektromos járművek maximális hatótávolságát. Az SMU folyamatosan felügyeli az olyan járműparamétereket, mint az akkumulátor teljesítménye és a biztonsági rendszerek. Emellett azonosítja a rendellenességeket és támogatja a diagnosztikát, ami javítja a jármű hatékonyságát és biztosítja az előírásoknak való megfelelést.
Az új, nagy teljesítményű érzékelő tervezése során figyelembe vették, hogy a lehető legkisebb alkatrészekre van szükség, hogy az elektromos járművek kisebb súlyúak legyenek, és nagyobb távolságot tudjanak megtenni egyetlen töltéssel. A kompakt SMU mindössze 29,1 × 35,5 × 49,9 mm (H × W × L), míg a gyűjtősín vastagsága 2 és 3 mm között kompatibilis. Az integrált gyűjtősín nemcsak a méretet csökkenti és a pontosságot javítja, hanem úgy tervezték, hogy különböző gyűjtősínméretekhez is alkalmazkodjon.

Az elektromos járművek hatótávolságának maximalizálásához kulcsfontosságú a töltöttségi állapot (SOC – State of Charge) pontos becslése, ami az akkumulátor fennmaradó kapacitásának pontos meghatározását jelenti. A pontos SOC-becslés segít optimalizálni az akkumulátor élettartamát és megelőzni a váratlan energiaveszteséget, miközben növeli a felhasználó bizalmát és hatékony energiagazdálkodást biztosít.
Az SMU egy Hall-effektusos technológiájú érzékelő, nyitott hurok konfigurációban, a legújabb LEM9 alkalmazásspecifikus integrált áramkör (ASIC) használatával. A LEM által tervezett ASIC, amely intelligenciát ad hozzá az akkumulátorleválasztó egység (BDU) szintjén, lehetővé teszi a környezeti tényezők mérését, miközben biztosítja az érzékelő pontos teljesítményét.
A teljesítmény optimalizálása érdekében számos új funkciót építettek be az SMU-ba. A pontosságot például olyan szoftveres algoritmusok javítják, amelyek a mérési adatokat korrigálják vagy kiigazítják a mechanikai feszültségek okozta torzulások vagy hibák figyelembevételével. Ez növeli az érzékelő leolvasásainak pontosságát, és lehetővé teszi az 1%-os pontosság elérését 1300 A-ig és <1,7%-os pontosságot 1500 A-ig. A +/-1500 A-ig terjedő áramtartomány ideális BMS alkalmazásokhoz.

További jellemzői közé tartozik a digitális kalibrálás, amely végponttól-végpontig (E2E) védelmet biztosít, a továbbfejlesztett offset/érzékenységi kalibrálás, valamint az olyan diagnosztikai figyelmeztetések, mint az alul- vagy túlfeszültség. Ezen túlmenően a hibás működést egy külön erre a célra kialakított biztonságos állapotú üzemmód akadályozza meg, ha olyan problémák merülnek fel, mint az érzékenység és az ofszet, a hőmérsékletmérési hibák vagy a memóriahibák (RAM, FLASH, EEPROM, ROM). Az érzékelő belső mikrokontrollere egy beépített algoritmust is tartalmaz a mágneses ofszet korrigálására, amely a maradék mágnesesség okozta hibák kiküszöbölésével pontosabb és megbízhatóbb érzékelőleolvasásokat biztosít.
Az új érzékelő magas szigetelési szintjei lehetővé teszik, hogy ellenálljon az alkatrészek közötti, illetve az eszköz és a környezete közötti 800 V-nál nagyobb feszültségkülönbségeknek. Ez javítja a biztonságot, és megakadályozza az elektromos interferenciát vagy károsodást.

A piacon kapható hasonló érzékelőkkel ellentétben az új SMU család megfelel a funkcionális biztonsági feltételeknek. Ez azt jelenti, hogy megfelel a járművek funkcionális biztonságára vonatkozó ISO 26262 szabványba épített szigorú Automotive Safety Integrity Level (ASIL) követelményeknek. Az ASIL B olyan rendszerekre vonatkozik, ahol mérsékelt biztonsági kockázatok vannak jelen, egyensúlyt teremtve a biztonság és a praktikum között az autóipari tervezésben, és az új SMU család tartalmazza az összes olyan biztonsági mechanizmust és tervezési folyamatot, amelyek a biztonságkritikus autóipari alkalmazásokhoz kapcsolódó kockázatok kezeléséhez szükségesek.
Jérémie Piro, a LEM BMS globális termékmenedzsere szerint: „Széles körben elfogadott, hogy az EV-ipar folyamatosan a hatótávolság maximalizálására törekszik. A BMS tervezők üdvözölni fognak egy új érzékelőt, amely nemcsak kompakt, hanem pontos SOC becslést is biztosít, ami a két fő tényező. Nagyon izgatottak vagyunk, hogy az új SMU-család korábban nem látott teljesítményszinteket hoz az FHEV-, PHEV- és BEV-szektorok számára”.

LEM International SA
Route du Nant-d’Avril, 152.
1217 Meyrin, Switzerland
Tel.: +41 22 706 11 11
www.lem.com