クルマバッテリのアクティブセルバランス(sh┫)式を~S化したams
オーストリアの半導メーカーamsは、LiイオンセルをO的にバランスさせるICを?y┐n)化した。電気O動Zやプラグインハイブリッドカーでは、Li電池セルを直`に100個度接したバッテリスタックが動エネルギーとなる。このICは、セル間のバラつきをO的にかつ~単に(f┫)らそうというもの。
モーターで走るクルマでは、バッテリ内のセル同士がバラつくと、バッテリをフルに使うことができなくなる。このT果、走行{(di┐o)`が]くなるという問が出てくる。セル同士がj(lu┛)きくバラつくと、先に満充電になったセルに合わせて充電をやめなければならない。満充電をえて充電すると発のe険性が高まるためだ。バラつきがj(lu┛)きければj(lu┛)きいほど、満充電のセルに合わせなければならない。例えば本来なら90%まで充電できるのに75%でやめなければならないとなると、クルマのシステムでは75%をフル充電と判する。バラつきが少なくてのセルが90%まで充電したクルマよりも走行{(di┐o)`は]くなる。
Liイオン電池セルのバラつきを(f┫)らすことは走行{(di┐o)`をばすことにもつながる。電圧性を合わせたセルを(li│n)び、直`に接するとしても、充放電を繰り返すうちにセル同士の電圧がバラついてくる。このため、セルごとに電圧を検出して、電圧を揃えることが行われてきた。そのやり(sh┫)には、パッシブ?j┼n)?sh┫)式とアクティブ?j┼n)?sh┫)式の二通りがある。これまではパッシブ?j┼n)?sh┫)式がHかった。
パッシブセルバランス(sh┫)式では、セル間で充電が早く進むものといものが出てくると、先にフル充電に達したセルの電荷を、外頽B^を使って捨て、まだ充電に満たないセルに合わせる。そしてJ定の値(85〜90%)まで合わせる。100%にしないのは電荷のWマージンを考えてのこと。
k(sh┫)のアクティブセルバランス(sh┫)式では、バッテリを充電していくうちに先に90%まで充電したものとまだ70%しか充電していないものがあれば、その差を検出し、電荷のHいセルから少ないセルへと電荷を‘阿気擦襦そして両vの差がなくなったら、再び充電する。また差が出てきたら、同様に電荷のHいセルから少ないセルへ?c│i),掘∈能的な定値に達したら、満充電と定Iする。電荷が無Gにならず消J電が(f┫)少するため、アクティブ?j┼n)?sh┫)式の(sh┫)が効率は高い。ただし、複雑になる分、価格は高くなる。
図1 ハードワイヤード(sh┫)式のアクティブ/パッシブ充電IC 出Z:ams
今vamsが開発したAS8501は、アクティブ?j┼n)?sh┫)式とパッシブ?j┼n)?sh┫)式を兼ね△┐織船奪廚任△襦セル間が充電されているかどうかを判するv路を内鼎靴討い襪燭瓠外陲MCUなどのコントローラを設ける要はない。外陲離泪ぅロコントローラを使う場合には、j(lu┛)電流で充電するため、外陬離ぅ困留惇xをpけやすく誤動作しやすくなる。また、来のアクティブ?j┼n)?sh┫)式では、セルを順番に監していくため、の電圧値を表するための複雑なアルゴリズムが要とされている。
図2 セルバランスのh価ボード
今vのでは、パッシブ?j┼n)?sh┫)式かアクティブ?j┼n)?sh┫)式かを(li│n)ぶことができ、それは外陲離灰鵐肇蹇璽蕕らデジタルU(ku┛)御信(gu┤)でSPIインタフェースを通じて(li│n)Iできる。充放電のj(lu┛)電流のやりDりはボード内で行われるため、ノイズの影xをpけにくい。また、セルを同時にR定するため、アルゴリズムは要ない。同社は、セルバランスのh価ボードも提供しており(図2)、ここではパッシブ?j┼n)?sh┫)式とアクティブ?j┼n)?sh┫)式の2|類をTしている。