El dispositivo mide tensión de las celdas, corriente y temperatura, y añade un sistema EIS basado en excitación mediante inductor. Nuvoton orienta el componente a vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento energético (ESS) y sistemas para el diagnóstico de baterías reutilizadas.
EIS integrada en el circuito de monitorización
La espectroscopia de impedancia electroquímica permite obtener información sobre el comportamiento interno de una batería mediante la aplicación de una corriente alterna y el análisis de las respuestas de tensión y corriente resultantes.
El KA85010UA integra esta capacidad de medición en el propio circuito de monitorización, reduciendo la necesidad de utilizar equipos EIS externos específicos para adquirir los datos de impedancia.
El dispositivo emplea cálculo complejo V/I mediante detección en cuadratura para realizar las mediciones.
Según Nuvoton, las características de impedancia obtenidas en diferentes intervalos de frecuencia pueden aportar información relacionada con distintos componentes y procesos de la batería. La compañía relaciona las frecuencias altas con cambios en terminales, cableado y electrolito; las frecuencias medias con el electrodo negativo; y las bajas con el electrodo positivo y determinadas reacciones internas.
Efecto de reducción de potencia del método inductor
Diagnóstico del estado de las baterías
Los datos EIS pueden utilizarse como entrada para algoritmos destinados a estimar parámetros como el estado de salud (SOH) y la temperatura interna de una batería, además de analizar posibles signos de degradación o anomalías en las celdas.
Estas funciones requieren interpretar los datos de impedancia mediante modelos y algoritmos adaptados a las características de la batería y de la aplicación.
Nuvoton proporciona junto al componente algoritmos de análisis EIS y soporte para configurar el entorno de medición, adquirir y organizar los datos e integrar funciones de estimación y detección en las aplicaciones.
Por tanto, conviene diferenciar la capacidad del KA85010UA para medir EIS de las conclusiones diagnósticas obtenidas posteriormente mediante el análisis de esos datos.
Efecto de reduccion de temperatura del método inductor
Método EIS mediante inductor
Uno de los principales cambios técnicos del KA85010UA se encuentra en el circuito utilizado para generar la corriente alterna necesaria para las mediciones EIS.
En lugar del método de referencia basado en una resistencia descrito por Nuvoton, el dispositivo utiliza un inductor y dos interruptores FET. Los interruptores controlan la dirección de la corriente y permiten utilizar la energía almacenada en el inductor para generar la corriente alterna de medición.
Según las pruebas de la compañía, esta arquitectura redujo aproximadamente un 93 % tanto las pérdidas de potencia como el aumento de temperatura de la PCB frente al método con resistencia utilizado como referencia.
La cifra no debe interpretarse como una reducción universal del 93 % en cualquier sistema EIS, ya que procede de ensayos realizados bajo condiciones concretas.
Condiciones de las pruebas térmicas y de potencia
Para la comparación de las pérdidas de potencia, Nuvoton utilizó una tensión total de 72 V y una corriente superpuesta de 1,5 A.
La prueba relativa al aumento de temperatura utilizó un pack de 60 V y una corriente superpuesta de 0,7 A.
Según la compañía, la menor generación de calor permite realizar mediciones EIS en diferentes estados de funcionamiento de la batería, incluidos funcionamiento, carga y reposo.
Comparación con equipos EIS específicos
Nuvoton también indica haber comparado las mediciones realizadas mediante el KA85010UA con equipos EIS específicos y con mediciones de resistencia interna de CA a 1 kHz contempladas en IEC 62620.
Estas pruebas se realizaron bajo condiciones de evaluación establecidas por la propia compañía y, según Nuvoton, mostraron un alto grado de concordancia cuantitativa.
El texto señala que parte de estos resultados procede de una investigación conjunta con AIST y que se ha publicado un artículo en IEEE.
Flujo de desarrollo y soporte de la solución de diagnóstico de baterías
Hasta 26 celdas y precisión de ±2 mV
El KA85010UA admite un máximo de 26 celdas conectadas y combina las funciones de monitorización convencionales con la adquisición EIS.
La precisión especificada para la medición de tensión es de ±2,0 mV (EOL).
En materia de automoción, Nuvoton indica conformidad con AEC-Q100 y con ISO 26262 hasta ASIL-D.
Es importante no presentar ambas referencias como si fueran el mismo tipo de certificación: AEC-Q100 está relacionada con la cualificación de circuitos integrados para automoción, mientras que ISO 26262/ASIL-D corresponde al ámbito de la seguridad funcional.
Muestras en enero de 2027
Nuvoton prevé comenzar el suministro de muestras del KA85010UA en enero de 2027.
El fabricante dirige inicialmente el componente a sistemas de baterías para vehículos eléctricos, instalaciones de almacenamiento energético de gran escala y aplicaciones de diagnóstico de baterías reutilizadas.
