Mit der 48-V-Mobility-Lösung sollen sich E-Scooter, E-Bikes, unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Energiespeichersysteme schneller entwickeln lassen. Dieses Referenzdesign nutzt sowohl bei der Hardware als auch der Software einen modularen Ansatz. In diesem Design kommen 15 Renesas-ICs einschließlich drei Schlüsselkomponenten zum Einsatz: Das Batterie-Frontend (BFE) mit 16 Zellen ISL94216, die robusten 100-V-MOSFET-Treiber HIP2211 und der 32-Bit-Mikrocontroller (MCU) RX23T für die Motorsteuerung. Die 48-V-Mobility-Winning-Combination wird von einer 25-Ah-Lithiumionenbatterie versorgt, die einen Inverter (1600 W) antreibt und damit 5000 Umdrehungen pro Minute erreicht.

Mit der 48-V-Mobility-Lösung sollen sich E-Scooter, E-Bikes, unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Energiespeichersysteme schneller entwickeln lassen.

Mit der 48-V-Mobility-Lösung sollen sich E-Scooter, E-Bikes und Energiespeichersysteme schneller entwickeln lassen. Renesas

Die 48-V-Mobility-Lösung beinhaltet zwei Boards, die sich für die höhere Batteriezellenzahl und höhere Leistung von Mobility-Anwendungen eignen. Das Board, das das BFE (Battery Front End) und die Ladeeinheit enthält, ist für größere Batteriepacks mit höheren Spannungen ausgerichtet. Das Board für die Motorsteuerung und den Inverter stellt synchronisierte Strom- und Spannungsmessungen sowie Treiber bereit, die mit einer PWM (Pulse Width Modulation) angesteuert werden, um den Motor anzutreiben und den Motorzustand zu überwachen. Der integrierte Algorithmus zusammen mit der Hardware ist für die Ansteuerung von bürstenlosen Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) ausgelegt. Darüber hinaus sind zwei weitere Boards optional verfügbar: ein Board mit einem Empfänger zum kabellosen Laden sowie ein Board mit Bluetooth Low Energy (BLE 5.0) zur Ansteuerung.

Zur Steuerung des Gesamtsystems verwendet die Anwendung RX23-T Mikrocontroller mit integriertem Gleitkommaprozessor (FPU) und sechs Hochleistungstimern, die speziell auf die komplexen Algorithmen zur Ansteuerung von Invertern abgestimmt sind. Diese spezifischen Kenndaten und der modulare Aufbau hilft Entwicklern dabei, den Arbeitsaufwand bei der Soft- und Hardwareentwicklung sowie bei der Fehlersuche zu reduzieren. Im Gegensatz zu anderen Ein-Chip-Batteriemanagement-ICs bietet ISL94216 zusätzliche Funktionen, um mit Zellspannungsausgleich und Überwachung der Systemparameter, unabhängig von der MCU, die Batterielebensdauer und -sicherheit zu verbessern. Das System nutzt auch den ISL81601, einen bidirektionalen synchronen Vierquadranten Ab- und Aufwärtswandler (60 V) für ultraschnelles Laden. Das vom Controller benötigte CC/CV-Ladeprofil (Constant Current/Constant Voltage) ist in der System-MCU implementiert.