Yeni çip, elektrikli ve hibrit araçların batarya paketlerindeki akım, voltaj ve sıcaklıkları ölçüyor.
NXP Semiconductor, elektrikli araç (EV) ve hibrit elektrikli araç (HEV) batarya sistemlerini izlemek ve korumak için tasarlanmış MC33777 batarya bağlantı kutusu kontrol çipini piyasaya sürdü.
ASIL-D gerekliliklerine uygun olarak, bu yeni entegre devre (IC), batarya paketi akımlarını, voltajlarını ve sıcaklıklarını yedekli bir şekilde ölçüyor. Ayrıca, hata durumlarını algıladığında koruyucu önlemleri başlatmak için yerleşik teşhisler kullanıyor. Yüksek entegrasyon seviyesi, ayrı bileşenlere, harici aktüatörlere ve işlemcilere duyulan ihtiyacı ortadan kaldırarak tasarım süresinden, kart alanından ve maliyetten tasarruf sağlıyor. MC33777, pahalı tek kullanımlık sigortaların kullanımını ortadan kaldıran ve EV'lerin güvenliğini ve güvenilirliğini artıran sigorta emülasyonu özelliklerine de sahip.
MC33777, termal olarak geliştirilmiş LQFP64-EP paketinde sunuluyor ve -40°C ila 125°C arasında çalışan AEC-Q100 sertifikalı.
MC33777’nin sigorta emülasyon teknolojisi, geleneksel olarak sistem hataları sırasında EV'nin yüksek voltajlı batarya hattını izole etmek için kullanılan tek kullanımlık eriyen sigortalara olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor. Eriyebilen sigortalar, pahalı ve güvenilmez olabilir, bu da NXP'nin sigorta emülasyon teknolojisini OEM'ler (orijinal ekipman üreticileri) için maliyet tasarrufu sağlayan bir fırsat haline getiriyor.
MC33777, geleneksel eriyen bir sigortanın davranışını simüle etmek için ölçülen akım seviyelerine dayalı olarak iç mantığı kullanıyor. Koruyucu eşik seviyesine ulaşıldığında, entegre pyro anahtar denetleyicileri, ASIL-D gereksinimlerine uygun olarak iki harici piroteknik anahtarı bağımsız olarak kontrol edebiliyor. Bu hızlı tepki veren anahtarlar, hata koşulları sırasında yüksek voltajlı bataryayı araç güç aktarım organlarından ve diğer yüklerden fiziksel olarak ayırmak için küçük bir hassas patlayıcı kuvvet kullanarak aracın ve sürücünün güvenliğini sağlıyor.
Genel olarak, NXP, MC33777’nin benzeri görülmemiş entegrasyon seviyesiyle, batarya bağlantı kutusu izleme uygulamalarındaki bileşen sayısını %80'e kadar azaltarak PCB boyutunu küçülttüğünü ve genel sistem maliyetlerini düşürdüğünü belirtiyor.
Otomotiv güvenliği için ASIL-D gereksinimlerini karşılamak üzere, NXP'nin yeni çipi, hem hassas hem de hızlı ADC kanalları aracılığıyla akım ve voltaj ölçümleri yapıyor. 27 bitlik hassas ADC kanalı, sinyalleri 1 kHz'e kadar ölçebilirken, hızlı ADC 16 bit çözünürlükle 125 kHz'e kadar sinyal bant genişliğini destekliyor. Ayrıca cihaz, Hall sensörü ölçümlerini de destekliyor.
Bu veri toplama yetenekleri, MC33777’nin her 8 µs’de bir batarya akımını ve eğimini sürekli olarak ölçerek aşırı akım koşullarını hızlı bir şekilde algılamasını sağlıyor. NXP'ye göre, MC33777, geleneksel çözümlerden on kat daha hızlı bir şekilde yapılandırılabilir olayları algılayıp harekete geçebiliyor.
MC33777'nin yapılandırılabilir mantık yetenekleri, hata koşullarını (eşik, di/dt hesaplaması, eriyen sigorta emülasyonu) algılayıp koruyucu eylemleri (piroteknik anahtar kontrolü, MCU uyanma, GPIO'lar) harici bir MCU olmadan gerçekleştirmesini sağlıyor.
Bir EV batarya hücresi kısa devre yaptığında ve kontrol edilemeyen bir şekilde ısınmaya başladığında termal kaçak meydana gelir. MC33777'deki NXP'nin sigorta emülasyon teknolojisi, aşırı ısınan ve söndürülmesi zor olan EV batarya yangınlarına karşı koruma sağlıyor. Elektrikli araçların yer aldığı kazalarda, piroteknik anahtarların hızı ve güvenilirliği ek bir güvenlik katmanı sağlayabilir. Bu anahtarlar, yüksek voltajlı bataryaları kısa devrelere veya aşırı yük koşullarına neden olabilecek yüklerden hızlı bir şekilde ayırarak, bir EV batarya hücresinin yanıcı sıvı elektrolitini ateşleyebilecek durumları önleyebilir.
MC33777'nin hassas ölçümleri yalnızca güvenlik açısından değil, performans açısından da önemlidir. Daha doğru voltaj, akım ve sıcaklık ölçümleri sayesinde elektrikli araçlar her şarjda daha uzun süre çalışabilir ve şarjlar arasındaki süreyi uzatabilir.
Bu teknoloji, Türkiye’de elektrikli araç kullanımının artış gösterdiği günümüz şartlarında önemli bir gelişme olarak öne çıkıyor. Özellikle batarya yangınlarıyla ilgili güvenlik endişeleri, sigorta emülasyon teknolojisi sayesinde minimize edilebilir. Ayrıca, yüksek maliyetli ve zor bulunan bileşenlerin yerini bu tip entegre çözümler aldığında, araç üreticileri için de maliyet avantajı sağlanmış oluyor.
**Bu yazı ilk olarak allaboutcircuits websitesinde görülmüştür.
