Ce dispositif mesure la tension, le courant et la température des cellules et intègre un système EIS à base d'inductance. Nuvoton destine ce composant aux véhicules électriques, aux systèmes de stockage d'énergie (ESS) et aux systèmes de diagnostic des batteries réutilisées.
L'EIS est intégrée au circuit de surveillance :
la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) permet d'obtenir des informations sur le comportement interne d'une batterie en appliquant un courant alternatif et en analysant les réponses de tension et de courant qui en résultent.
Le KA85010UA intègre cette capacité de mesure directement dans le circuit de surveillance, réduisant ainsi le besoin d'équipement EIS externe dédié à l'acquisition des données d'impédance.
Le dispositif utilise des calculs V/I complexes par détection en quadrature pour effectuer les mesures.
Selon Nuvoton, les caractéristiques d'impédance obtenues à différentes fréquences peuvent fournir des informations relatives aux différents composants et processus de la batterie. L'entreprise associe les hautes fréquences aux variations des bornes, du câblage et de l'électrolyte ; les fréquences moyennes à l'électrode négative ; et les basses fréquences à l'électrode positive et à certaines réactions internes.
Effet de réduction de puissance de la méthode de l'inducteur
Diagnostic de l'état de santé des batteries :
les données d'EIS peuvent servir d'entrée à des algorithmes conçus pour estimer des paramètres tels que l'état de santé (SOH) et la température interne d'une batterie, ainsi que pour analyser les signes potentiels de dégradation ou d'anomalies des cellules.
Ces fonctions nécessitent l'interprétation des données d'impédance à l'aide de modèles et d'algorithmes adaptés aux caractéristiques de la batterie et de l'application.
Nuvoton fournit des algorithmes d'analyse EIS et une assistance pour la configuration de l'environnement de mesure, l'acquisition et l'organisation des données, ainsi que l'intégration des fonctions d'estimation et de détection dans les applications.
Il est donc important de distinguer la capacité du KA85010UA à mesurer l'EIS et les conclusions diagnostiques tirées ultérieurement de l'analyse de ces données.
Effet de réduction de température de la méthode d'induction
Méthode EIS utilisant une inductance :
L’une des principales modifications techniques du KA85010UA réside dans le circuit de génération du courant alternatif nécessaire aux mesures EIS.
Au lieu de la méthode de référence à base de résistance décrite par Nuvoton, ce composant utilise une inductance et deux transistors FET. Ces transistors contrôlent le sens du courant et permettent d’exploiter l’énergie stockée dans l’inductance pour générer le courant alternatif de mesure.
D’après les tests réalisés par le fabricant, cette architecture réduit les pertes de puissance et l’élévation de température du circuit imprimé d’environ 93 % par rapport à la méthode de référence à base de résistance.
Ce résultat ne doit pas être interprété comme une réduction de 93 % applicable à tous les systèmes EIS, car il est issu de tests effectués dans des conditions spécifiques.
Conditions des tests thermiques et de puissance :
Pour la comparaison des pertes de puissance, Nuvoton a utilisé une tension totale de 72 V et un courant de recouvrement de 1,5 A.
Le test d’échauffement a été réalisé avec un pack de 60 V et un courant de recouvrement de 0,7 A.
Selon l’entreprise, la faible génération de chaleur permet d’effectuer des mesures d’EIS dans différents états de fonctionnement de la batterie, notamment en fonctionnement, en charge et en veille.
Comparaison avec un équipement EIS dédié :
Nuvoton indique également avoir comparé les mesures effectuées avec le KA85010UA à celles d’un équipement EIS dédié et à des mesures de résistance interne en courant alternatif à 1 kHz, conformément à la norme CEI 62620.
Ces tests ont été réalisés dans des conditions d’évaluation établies par l’entreprise et, selon Nuvoton, ont montré une forte concordance quantitative.
Le texte précise que certains de ces résultats proviennent d’un projet de recherche mené conjointement avec l’AIST et qu’un article a été publié dans l’IEEE.
Flux de travail de développement et de support des solutions de diagnostic de batterie
Jusqu'à 26 cellules et une précision de ±2 mV.
Le KA85010UA prend en charge jusqu'à 26 cellules connectées et combine des fonctions de surveillance classiques avec l'acquisition EIS.
La précision spécifiée pour la mesure de tension est de ±2,0 mV (EOL).
Pour les applications automobiles, Nuvoton indique la conformité aux normes AEC-Q100 et ISO 26262 jusqu'au niveau ASIL-D.
Il est important de ne pas confondre ces deux références avec une certification identique : la norme AEC-Q100 concerne la qualification des circuits intégrés pour applications automobiles, tandis que la norme ISO 26262/ASIL-D concerne la sécurité fonctionnelle.
Échantillons disponibles en janvier 2027.
Nuvoton prévoit de commencer à fournir des échantillons du KA85010UA en janvier 2027.
Le fabricant cible initialement ce composant pour les systèmes de batteries de véhicules électriques, les installations de stockage d'énergie à grande échelle et les applications de diagnostic pour les batteries réutilisées.
