Il nuovo chipset di gestione della batteria (BMS), basato sulla spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS), consente di migliorare la sicurezza, la longevità e le prestazioni dei veicoli elettrici e dei sistemi di accumulo di energia.
NXP Semiconductors ha annunciato oggi il suo primo chipset di gestione della batteria basato sulla spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS, Electrochemical Impedance Spectroscopy), con sincronizzazione hardware di tutti i dispositivi a livello di nanosecondi.
La nuova soluzione di sistema è progettata per migliorare la sicurezza, la longevità e le prestazioni dei veicoli elettrici e dei sistemi di accumulo di energia. Integra la misurazione EIS direttamente nel sistema di gestione della batteria (BMS), consentendo alle case automobilistiche di ottenere informazioni più approfondite sullo stato e sul comportamento della batteria.
Oggi gli OEM devono affrontare una pressione crescente per fornire sistemi di ricarica rapidi e sicuri, oltre a una maggiore durata delle batterie, mantenendo al contempo sotto controllo costi e complessità di progettazione.
I metodi tradizionali di monitoraggio basati su software spesso faticano a rilevare con precisione eventi dinamici, su scala di millisecondi, che rappresentano indicatori precoci di guasto. Per garantire una ricarica sicura e rapida, questi sistemi richiedono spesso sensori e software aggiuntivi.
Il nuovo chipset di NXP affronta queste sfide integrando l’EIS direttamente nell’hardware, composto da tre unità BMS: il dispositivo di rilevamento delle celle BMA7418, il gateway BMA6402 e il controller della scatola di giunzione della batteria BMA8420.
La soluzione consente un monitoraggio in tempo reale e ad alta frequenza, senza la necessità di componenti aggiuntivi o costose riprogettazioni.
Basata su un’architettura hardware sincronizzata con estrema precisione, fornisce misurazioni di impedenza altamente accurate grazie a una trasformata di Fourier integrata direttamente nel chip, aiutando gli OEM a gestire meglio la ricarica, rilevare tempestivamente i segnali di guasto e ridurre la complessità complessiva del sistema.
I commenti
“La soluzione EIS introduce nel veicolo un potente strumento diagnostico tipico di un laboratorio. Semplifica la progettazione del sistema riducendo la necessità di sensori di temperatura aggiuntivi e supporta il passaggio a una ricarica più rapida, sicura e affidabile, senza compromettere la salute della batteria.
Il chipset offre inoltre un percorso di aggiornamento a bassa barriera, con pacchetti compatibili pin-to-pin che possono essere integrati direttamente nelle unità di controllo dei moduli cella e delle scatole di giunzione della batteria”, ha dichiarato Naomi Smit, vicepresidente e direttore generale della divisione Driver and Energy Systems di NXP Semiconductors.
Come funzione
La tecnologia della spettroscopia di impedenza elettrochimica si basa sull’invio di segnali di eccitazione elettrica controllati attraverso l’intera batteria.
La soluzione di sistema di NXP include un generatore di segnali di eccitazione elettrica che precarica il circuito ad alta tensione e produce il segnale di test.
Questa configurazione consente ai condensatori del collegamento in corrente continua di fungere da accumulatori di energia secondari, insieme alla batteria, rendendo il processo di eccitazione più efficiente dal punto di vista energetico.
Misurando la risposta delle celle a diverse frequenze di eccitazione, il sistema rileva sottili variazioni nelle condizioni interne, come gradienti di temperatura, effetti di invecchiamento o micro-cortocircuiti.
A differenza delle misurazioni tradizionali basate sul tempo, l’EIS fornisce un metodo rapido e affidabile per valutare l’impedenza di ciascuna cella, distinguerla dalla perdita di capacità e stimare lo stato di salute della batteria anche in condizioni dinamiche, come durante la carica o in presenza di variazioni di carico.
Si prevede che la soluzione completa sarà disponibile entro l’inizio del 2026, con il software di abilitazione in esecuzione sul microcontrollore automobilistico S32K358 di NXP.
Soluzioni di elettrificazione di NXP
Le soluzioni di elettrificazione di NXP gestiscono il flusso di energia nell’ecosistema elettrificato — dai veicoli elettrici alle abitazioni e alle reti intelligenti.
Nei veicoli elettrici, la flessibilità e la precisione consentono ai costruttori di estendere l’autonomia e mantenere i veicoli su strada più a lungo.
Con soluzioni di sistema complete per l’e-mobility, che includono controller per celle batteria, scatole di giunzione, gateway di comunicazione e microcontrollori, NXP offre le prestazioni ottimizzate e la sicurezza integrata di cui gli OEM hanno bisogno.
Ulteriori informazioni sono disponibili al seguente link.
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