La familia de sensores SMU ofrece a los diseñadores de sistemas de gestión de baterías de automóviles una solución única para las necesidades de las tecnologías FHEV (vehículos eléctricos híbridos flexibles), PHEV (vehículos eléctricos híbridos enchufables) y BEV (vehículos eléctricos de batería).
LEM presenta la nueva familia SMU (Single Monitoring Unit) que alcanza unos niveles inauditos de rendimiento para todo tipo de tecnologías de vehículos eléctricos (VE): totalmente híbridos (FHEV), híbridos enchufables (PHEV) y eléctricos con batería (BEV).
La nueva familia SMU modular satisface las necesidades de los diseñadores de sistemas de gestión de batería (BMS, por sus siglas en inglés) que buscan maximizar la autonomía de un vehículo eléctrico (VE). El SMU monitoriza continuamente parámetros del vehículo, como el rendimiento de la batería y los sistemas de seguridad. Además, identifica anomalías y facilita el diagnóstico, lo que mejora la eficiencia del vehículo y asegura el cumplimiento de la normativa.
El diseño del nuevo sensor de alto rendimiento responde a la necesidad de componentes con el menor tamaño posible, lo que permite a los vehículos eléctricos (VE) pesar menos y recorrer mayores distancias con una sola carga. El compacto SMU mide solo 29,1 mm (Al) x 35,5 mm (An) x 49,9 mm (L), y el grosor de la barra colectora es compatible con dimensiones de 2 mm a 3 mm. La barra colectora integrada no solo reduce el tamaño y mejora la precisión, sino que también está diseñada para admitir barras colectoras de diversas dimensiones.
La clave para maximizar la autonomía de un vehículo eléctrico (VE) es una estimación precisa del estado de carga (SoC, State Of Charge, por sus siglas en inglés), lo que implica determinar con exactitud la capacidad restante de la batería. Una estimación precisa del SoC ayuda a optimizar la autonomía de la batería y a prevenir pérdidas de potencia imprevistas. Además, aumenta la confianza del usuario y proporciona una gestión energética eficiente.
El SMU es un sensor basado en la tecnología de efecto Hall en una configuración de lazo abierto que utiliza el circuito ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) LEM9 de última generación. El ASIC, diseñado por LEM para añadir inteligencia a la unidad de desconexión de la batería o BDU (Battery Disconnect Unit), permite medir factores ambientales, garantizando así la precisión del sensor.
Muchas de las nuevas funciones se han incorporado al SMU para optimizar su rendimiento. Por ejemplo, la precisión se mejora mediante algoritmos de software que pueden corregir o ajustar los datos de las mediciones para tener en cuenta distorsiones o errores provocados por esfuerzos mecánicos. Esto aumenta la exactitud de las lecturas del sensor, logrando una precisión del 1% hasta 1300 A y menos del 1,7% hasta 1500 A. El rango de corriente de hasta +/-1500 A es ideal para aplicaciones de gestión de baterías (BMS).
Entre sus diversas funciones, el SMU incluye la calibración digital, que proporciona protección de extremo a extremo, una mejor calibración de offset/sensibilidad y avisos de diagnóstico para subtensión y sobretensión. Además, previene fallos de funcionamiento gracias a un modo especial de estado seguro, capaz de detectar problemas como derivas de sensibilidad y offset, errores de medición de temperatura, así como errores en la memoria (RAM, FLASH, EEPROM, ROM). El microcontrolador interno del sensor también incorpora un algoritmo que corrige cualquier offset magnético, garantizando lecturas más precisas y fiables al eliminar los errores provocados por el magnetismo residual.
Los niveles de aislamiento del nuevo sensor le permiten resistir diferencias de tensión superiores a 800 V entre componentes o entre el dispositivo y su entorno. Esto aumenta la seguridad e impide que se produzcan interferencias eléctricas o daños.
Finalmente, y a diferencia de otros sensores similares en el mercado, la nueva familia SMU cumple con las condiciones de seguridad funcional. Esto significa que se ajusta a los rigurosos requisitos ASIL (Automotive Safety Integrity Level) establecidos en la norma ISO 26262 para la seguridad funcional en vehículos. La primera versión disponible en el mercado está preparada para ASIL B, con la posibilidad de extenderse a ASIL C. ASIL B se aplica a sistemas con riesgos de seguridad moderados, logrando un equilibrio entre seguridad y funcionalidad en el diseño del automóvil. Además, la nueva familia SMU incorpora todos los mecanismos de seguridad y procesos de diseño necesarios para afrontar los riesgos asociados a aplicaciones de seguridad crítica en la automoción.
Jérémie Piro, Global Product Manager BMS de LEM, declaró: “Es bien sabido que la industria de los vehículos eléctricos (VE) siempre está buscando maximizar la autonomía. Los diseñadores de sistemas de gestión de baterías (BMS) recibirán con agrado un nuevo sensor que no solo es compacto, sino que también garantiza una estimación precisa del estado de carga (SoC), que son los dos factores principales. Nos sentimos especialmente satisfechos porque la nueva familia SMU ofrece niveles de rendimiento inauditos en los segmentos FHEV, PHEV y BEV”.
