Elektromobilität SMU-Sensor von LEM überwacht Ladezustand verschiedener Batteriesysteme

LEM hat mit der Produktfamilie Single Monitoring Unit Sensoren vorgestellt, die in Hybridfahrzeugen und Stromern kontinuierlich Fahrzeugparameter wie die Batterieleistung und Sicherheitssysteme überwacht. Die Sensoren erkennen auch Anomalien und unterstützen die Diagnose.

Das Sensordesign berücksichtigt den Bedarf an möglichst kleinen Komponenten, das Gewicht eines Elektrofahrzeugs möglichst niedrig gehalten wird. Die Single Monitoring Unit (SMU) misst 29,1 mm × 35,5 mm × 49,9 mm, während die Dicke der Stromschiene 2 bis 3 mm beträgt. Die integrierte Stromschiene reduziert nicht nur die Abmaße und erhöht die Genauigkeit, sie kann auch Stromschienen verschiedener Abmessungen aufnehmen.

Direktabbildender Hall-Effekt-Sensor

Entscheidend für eine maximale EV-Reichweite ist die genaue Erfassung des Ladezustands (State of Charge, SOC), d. h. die genaue Bestimmung der verbleibenden Batteriekapazität. Eine präzise SOC-Schätzung optimiert die Batterielebensdauer und vermeidet unerwartete Leistungsverluste. Die SMU ist ein direktabbildender Hall-Effekt-Sensor (Open-Loop) mit dem von LEM entwickelten ASIC LEM9. Dieser erhöht die Intelligenz der Batterietrenneinheit (Battery Disconnect Unit, BDU), misst Umgebungsfaktoren und gewährleistet eine präzise Sensorleistung.

Höhere Genauigkeit

Zur Leistungsoptimierung wurden viele neue Funktionen in die SMU integriert. So wird die Genauigkeit durch Software-Algorithmen verbessert, die Messdaten korrigieren oder anpassen, um Verzerrungen oder Fehler aufgrund mechanischer Belastungen zu berücksichtigen. Das sorgt für präzisere Sensormesswerte und eine Genauigkeit von 1Prozent bis 1300 A und < 1,7 Prozent bis 1500 A. Der Strombereich von bis zu 1500 A ist ideal für BMS-Anwendungen.

Zu den weiteren Merkmalen gehören die digitale Kalibrierung, die einen End-to-End-Schutz (E2E) bietet, eine verbesserte Offset-/Empfindlichkeitskalibrierung und Diagnosewarnungen wie Unter- oder Überspannung. Darüber hinaus werden Fehlfunktionen durch einen speziellen Sicherheitsmodus vermieden, falls Probleme wie Empfindlichkeits- und Offset-Drift, Temperaturmessfehler oder Speicherfehler (RAM, FLASH, EEPROM, ROM) erkannt werden. Außerdem verfügt der Mikrocontroller des Sensors über einen Algorithmus zur Korrektur magnetischer Offsets. Dieser sorgt für genauere und zuverlässigere Sensormesswerte, indem Fehler durch Restmagnetismus vermieden werden.

Funktionale Sicherheit

Die Isolationswerte des neuen Sensors ermöglichen es, Spannungsunterschiede von mehr als 800 V zwischen Komponenten oder zwischen dem Baustein und seiner Umgebung zu bewältigen. Das verbessert die Sicherheit und verhindert elektrische Störungen oder Schäden.

Schließlich ist die neue SMU-Reihe im Gegensatz zu anderen ähnlichen Sensoren am Markt mit den Bestimmungen zur funktionalen Sicherheit konform. Die ASIL-Anforderungen der ISO-26262 für funktionale Sicherheit in Fahrzeugen werden also erfüllt. Die erste Version, die auf den Markt kommt, ist ASIL B-fähig und kann auf ASIL C erweitert werden. ASIL B gilt für Systeme mit moderaten Sicherheitsrisiken, bei denen Sicherheit und Praktikabilität im Fahrzeugdesign in Einklang gebracht werden. Die neue SMU-Reihe umfasst alle Sicherheitsmechanismen und Designprozesse, die erforderlich sind, um die mit sicherheitskritischen Automotive-Anwendungen verbundenen Risiken zu bewältigen.  (se)

Kooperation

Infineon und Swoboda arbeiten an Stromsensoren für Elektromobilität

Umfelderkennung

Lidartechnik: Booster für das automatisierte Fahren

(ID:50185898)