アクティブセルバランス対応の電池監視IC、48Vシステムを1チップでカバー：車載半導体

日本テキサス・インスツルメンツは、1チップで16個の二次電池セルの充電状態監視と保護を行える「bq76PL455A-Q1」を発表した。電池モジュール／電池パックの実効的な容量を増やせるアクティブセルバランス機能と、48Vシステムに1チップで対応できることを特徴とする。

[朴尚洙，MONOist]

日本テキサス・インスツルメンツの電池監視IC「bq76PL455A-Q1」 出典：日本TI

　日本テキサス・インスツルメンツ（日本TI）は2015年12月14日、1チップで16個の二次電池セルの充電状態監視と保護を行える「bq76PL455A-Q1」を発表した。複数のbq76PL455A-Q1を用いることで、二次電池セルを最大256個まで直列接続した電池モジュール／電池パックの充電状態を最適に保つことができる。主に、電気自動車、プラグインハイブリッド車、ハイブリッド車、スマートグリッドの蓄電システムに向ける。既に販売中で、1000個受注時の単価（参考価格）は14ドル95セント。

　bq76PL455A-Q1は、電池モジュール／電池パックを構成する各電池セルの電圧を計測する電池監視ICである。電池セルはそれぞれ特性が異なるため、ある電池セルが満充電になっているのに、他の電池セルは満充電に達していないということが起こる。この状況で充電を続けると、他の電池セルが満充電になっても、既に満充電になっていた電池セルは過充電になりかねない。そこで電池監視ICには、各電池セルの充電状態を均一にするセルバランス機能が搭載されている。一般的な電池監視ICは、放電によってのみセルバランスを行うパッシブセルバランス機能が利用可能だ。

　しかしbq76PL455A-Q1は、充電状態が高い電池セルの電力を、充電状態が低い電池セルに充電するアクティブセルバランス機能も集積している。アクティブセルバランス機能は、パッシブセルバランス機能よりも有効に電力を利用できるので、電池モジュール／電池パックの実効的な容量を高められる可能性がある。ただし、アクティブセルバランス機能を利用するには、スイッチマトリクスゲートドライバIC「EMB1428Q」や双方向電流DC-DCコンバータIC「EMB1499Q」などの外付け部品が必要だ。

　この他、1チップで16個の二次電池セルの充電状態を監視できることから、ドイツの自動車メーカーなどが採用を進めている簡易ハイブリッドシステムである48Vシステムに最適だという。48Vシステムはその名通り、48Vの電圧でモーターを用いて、エンジンのアシストや減速エネルギーの回生などを行う。このため、電池パックの入出力電圧も48Vが求められる。ここで、出力電圧が3.7V程度の一般的なリチウムイオン電池セルを使うことを考えると、電池パックを構成する電池セル数は12個よりも多くならざるを得ない。

　しかし、電池監視ICの多くは1チップで監視できる電池セルの数は最大12個までだ。このため、48Vシステムの電池パックには2チップ必要になる計算になる。最大16個の電池セルを監視できるbq76PL455A-Q1であれば1チップで済むため「48Vシステムに最適」（日本TI）というわけだ。