Batteristyrning i CMOS för hög ström

Viktiga resultat som projektet gav

Syftet för projektet är integration av styrelektronik tillsammans med battericeller/moduler för en aktiv konfigurationsmöjlighet av celler för att uppnå högre energiutnyttjande och förbättrad hantering av feltillstånd. Stort fokus har varit att åstadkomma låg total ledresistans för switchtransistorer, både intrinsiskt i transistorchip samt i kontaktövergångar mellan chip, kapsel och pcb. Både chip med diskreta transistorer och transistorer i halv-brygga med integrerad drivelektronik har tagits fram i 3.3V och 16V MOSFET teknologi för 200A.

Långsiktiga effekter som förväntas

Lösningar för kontaktering av transistorchip för hög ström och låg resistans har utvärderats. Uppmätt MOSFET ledresistans är preliminärt ca 2ggr högre än målet på 0.25 mohm. Kunskap för elektronik för styrning av transistorer i omkopplingsbara batteripack, för omkoppling av serie och parallellkopplade battericeller har byggts. Kunskapen används nu i det parallella Mistra finansierade projektet BattVolt med löptid år 2020-2023 och i det nystartade Vinnova projektet Konfigurerbara batteripaket för kostnadseffektiva fossilfria transporter, med löptid 2022-2024.

Upplägg och genomförande

Transistordesign baserad på latteral CMOS har använts till skillnad från vertikal teknik i kommersiella komponenter för högre spänning. Flera utmaningar har uppstått i samband med konstruktion av kontaktsystemet för transistorchip. Framförallt gäller dessa metoder att med hög precision sammanfoga chip, kontaktsystem och pcb för att uppnå låg resistans och god värmeledning. Flera aktörer både inom och utanför Sverige har anlitats för sin specialkompetens och maskinella utrustning.