TI、ワイヤレスバッテリモニターチップセットでEVの軽量化を図る
Texas Instrumentsは�Z載グレード（ASIL D)のバッテリマネジメントシステムを開発、そのチップセットを発表した。このチップセットは、バッテリの充放電�X��をモニターしながらその情報をローカルマイコンに送り、さらにホストマイコンにワイヤレスで送るというシステムを構成する（図1）。ワイヤーをできる限り排除した構成になっており、EVを軽量化できる。
図1 バッテリモニターシステム+マイコンボードからワイヤレスでホストにデータを送る ここでは96個のセルを個別にモニターしている例 出�Z：Texas Instruments
バッテリマネジメントシステムは、走行�{(di┐o)�`を�Pばし、�埆偲鼎鱸cけるためにEV（電気�O動�Z）に��要な�\術である。しかし、配線を担うワイヤーが�_ければクルマの�_量が�\えてしまう。このためできる限りワイヤレスにしようというTIの提案が今�vのチップセットだ。EVでは、出��4.1Vのリチウムイオンセルを直�`・並�`にずらりと接��し、バッテリ����の電圧を300〜350Vまで�屬欧道箸ΑＥ杜�は可�Δ文造蠑�さくしたい。というのは電流を�科��屬欧襪版枩�を�里�しなければならないからだ。配線が�里い板_量がかさむ。
EVではセルを直�`に並べて高電圧にしたセルを�kつのモジュールとして、そのモジュールを複数個並べて��要な電流を�uる。�科�な電��を蓄えてモーターを�vす。このため、バッテリパックにはモジュールがずらりと並んでいる。もちろん、EVだけではなく、ハイブリッドカーや�v�撻屮譟璽�を?y┐n)△┐織泪ぅ襯疋魯ぅ屮螢奪疋�ーにも応��できる�?/p>
バッテリモニターは、直�`に接��されたセル1個1個の充電�X��を監��するために�L(f┘ng)かせない。セル同士にはバラつきがあるため、�kつのセルが間もなく満充電に達しようとしていても他のセルはまだその�X��には至らないことがある。そこで、�]く充電するセルが��いセルを待つというような��(sh┫)式などを使って、��てのセルの充電をバランスよく統�kして満充電に�eっていく。
TIの開発したチップセットは、複数個のバッテリモニターとバランサーを集積したモニターチップBQ79616-Q1ファミリーと、Arm Cortex-M4コアを集積したマイコンCC2662R-Q1からなる。このマイコンCC2662R-Q1からホストのマイコンへワイヤレスでデータを送信するというもの。
このチップセットの最�j(lu┛)の��長は、スケーラビリティとフレキシビリティで、電池セルの数が12個、14個、16個に�官�しており、かつ�堙徹機�加�Xに�官�する�a(b┳)度�R定ができることだ。これまで直�`接��したセル数は最�j(lu┛)12個の����が�Hかったが、このBQ79616-Q1は、最�j(lu┛)16個までのセルを個別にモニターできる（図2）。例えば300V以�屬��屬欧襪箸垢襪�16個直�`で最�j(lu┛)64Vになるため、このモニターICは5個��度��要となる。
図2 バッテリモニターチップの使��例 ここでは2個表��したが320Vには5個��要となる 出�Z：Texas Instruments
モニターICを1個搭載した1��のボード（ノード）に配��し、�Qボードで16個のセルを�pけ�eち、そのボードを5��配��したものを�kつのモジュールとすると、さらにそのモジュールを6〜8個接��する�lだが、接��配線が�j(lu┛)量になる。このため少しでも接��配線を��(f┫)らすため、TIはノードからメインマイコンへの接��に2.4GHzで周�S数ホッピング�\術によるワイヤレス通信を��いた。
バッテリモニターでは、個々のセルの電圧を��確に�Rらなければならないため、TIは�R定�@度を最適化するため、デジタルローパスフィルタと高�@度のA-Dコンバータを集積、誤差2mV未満の�R定�@度を実現したという。このようにしてセル����のバランスを図ることで、ホットスポットを�擇犬砲�くしたが、さらに�a(b┳)度�R定も行い�堙杜�、�壹Xに�△┐拭�また、独�Oの通信プロトコルを��いてマイコンとのワイヤレス通信をスムーズにした。このシステムだと、100〜800Vのバッテリシステムにも�官�できるとしている。
バッテリモニターからの信��(gu┤)をワイヤーで�pけ、そのデータをワイヤレスでホストマイコンへ送る。図2で��したBQ7961xシリーズのバッテリモニター&バランシングICは2個しかないが、これが�H数並べられており高電圧のバッテリ�Uから12V�Uの低電圧のマイコンボードに直流的には絶縁されて接��されている。図2ではマイコン（MCU）はCANバス経�y(t┓ng)になっているが、ここにワイヤレスでデータを飛ばしてホストマイコンへ届ける。このワイヤレスマイコンCC2662R-Q1のボードも複数個あり、図1のようにホストマイコンがバッテリ����を管理する。
TIはバッテリモニターICの�h価ボード「BQ79616-Q1EVM」も提供しており（参考�@料1）、399ドルで入�}可�Δ箸覆辰討い襦�16チャンネルの����はすでに販売されているが、12および14チャンネルの����も��1四半期に供給する見込みである。
参考�@料
1. BQ79616EVM-021
