La nuova famiglia di sensori SMU (Single Monitoring Unit) di LEM offre ai progettisti di sistemi di gestione delle batterie (BMS) per autoveicoli un'unica soluzione per tutte le esigenze delle tecnologie FHEV (Full Hybrid Electric Vehicle), PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) e BEV (Battery Electric Vehicle).
La nuova famiglia modulare di sensori di corrente SMU nasce per soddisfare le esigenze dei progettisti di BMS per autoveicoli che devono estendere il più possibile l'autonomia massima di guida di un veicolo elettrico.
Il sensore SMU monitora con continuità alcuni dei parametri del veicolo, come le prestazioni della batteria. Inoltre, identifica le anomalie e supporta la diagnostica, migliorando l'efficienza del veicolo e garantendo la conformità alle normative.
Il nuovo sensore compatto ad alte prestazioni sviluppato da LEM misura solo 29,1 mm x 35,5 mm x 49,9 mm, mentre lo spessore della busbar è tra 2 mm e 3 mm. La busbar integrata non solo mantiene ridotte le dimensioni e migliora la precisione, ma è stata progettata per adattarsi a una gamma di busbar di diverse dimensioni.
Sensore di corrente LEM SMU con busbar integrata per veicoli elettrici ed ibridi di qualunque tipologia
La chiave per massimizzare l'autonomia di guida dei veicoli elettrici è la stima accurata dello stato di carica (SOC, State Of Charge), che significa determinare con precisione la capacità residua della batteria. Una stima accurata dello stato di carica aiuta a ottimizzare la durata della batteria e a prevenire perdite di alimentazione impreviste, aumentando al contempo la fiducia dell'utente e offrendo una gestione efficiente dell'energia.
La Single Monitoring Unit è un sensore di corrente con tecnologia ad effetto Hall, in configurazione open loop, che utilizza il più recente circuito integrato ASIC LEM9, che è stato progettato da LEM per aggiungere intelligenza e tenere conto dei fattori ambientali, garantendo al contempo prestazioni accurate del sensore.
Nel sensore SMU sono state integrate molte nuove funzionalità per ottimizzare le prestazioni. Ad esempio, l'accuratezza è migliorata da algoritmi software in grado di correggere o regolare i dati di misurazione per tenere conto di distorsioni o errori causati dalle sollecitazioni meccaniche. Ciò migliora la precisione delle letture del sensore e consente di raggiungere l'1% di precisione fino a 1300 A e l'1,7% fino a ±1500 A. L'intervallo di corrente fino a 1500 A è ideale per le applicazioni BMS.
Le altre caratteristiche includono la calibrazione digitale, che fornisce protezione end-to-end (E2E), una migliore calibrazione di offset/sensibilità e avvisi diagnostici come sottotensione o sovratensione. Inoltre, il malfunzionamento viene evitato da una modalità di stato sicuro dedicata nel caso in cui venissero rilevati problemi come la sensibilità e la deriva dell'offset, errori di misurazione della temperatura o errori di memoria (RAM, FLASH, EEPROM, ROM).
Inoltre, il microcontroller interno del sensore include un algoritmo integrato per correggere qualsiasi offset magnetico, garantendo letture del sensore più accurate e affidabili eliminando gli errori causati dal magnetismo residuo.
Gli elevati livelli di isolamento del nuovo sensore consentono di resistere a differenze di tensione superiori a 800 V tra i componenti o tra il dispositivo e l'ambiente circostante. Ciò migliora la sicurezza e previene interferenze elettriche o danni.
Infine, a differenza di altri sensori simili presenti sul mercato, la nuova famiglia SMU è conforme alle condizioni di sicurezza funzionale. Ciò significa che soddisfa i severi requisiti ASIL (Automotive Safety Integrity Level) integrati nello standard ISO 26262 per la sicurezza funzionale nei veicoli. La prima versione commercializzata è un modello e ASIL B ready con la possibilità di estenderla ad ASIL C.
Il livello ASIL B si applica ai sistemi in cui sono presenti rischi moderati per la sicurezza, bilanciando la sicurezza con la praticità nella progettazione automobilistica, e la nuova famiglia SMU incorpora tutti i meccanismi di sicurezza e i processi di progettazione necessari per affrontare i rischi associati alle applicazioni automobilistiche critiche per la sicurezza.
Jérémie Piro, Global Product Manager BMS di LEM, afferma: “È ben noto che l'industria dei veicoli elettrici cerca continuamente di massimizzare l'autonomia di guida. I progettisti di BMS accoglieranno con favore un nuovo sensore non solo perché è compatto, ma anche perché garantisce una stima accurata del SOC, ovvero i due fattori principali. Siamo molto entusiasti del fatto che la nuova famiglia SMU porterà livelli di prestazioni mai visti prima nei settori FHEV, PHEV e BEV”.
