Sistema innovativo di gestione dello stato di carica di pacchi batterie Li Ion per veicoli elettrici

The great innovation of recent years, made by almost all car manufacturers, has been the introduction of hybrid electric / heat vehicles. This mean that the research, with large funds, focuses on this subject with interest. This result essentially bring to the development of new technologies and systems made for increase overall performance, so then these vehicles could be competitive versus conventional engines. There are several methods of approach to the hybrid (full hybrid, mild hybrid, minimal hybrid), and each one operates with a different weight in the vehicle's traction. Main task in this architecture is done by battery pack that ensure autonomy, as appropriate, partly or wholly to the operation of the vehicle. Efficiency improvements as well as increasing the useful life of the package, may thus have considerable benefits for the entire vehicle, so that will be more reliable and competitive for the market. A package management system must be necessary to get good efficiency and prevent dangerous situations. In fact a serious problem concerns the imbalance of power (and SoC) cells. In this paper, therefore, we presents a new method of balancing system with a battery pack series that uses an algorithm to calculate state of charge (SoC), and that makes simplicity, reliability and robustness its main strengths . The proposed BMS is based on the concept of Redundant Cell, a technique that dynamically disconnects a cell from the series of batteries to optimize charging status. Architectures currently available are compared with the one presented, and the results will be presented ahead. Alongside a more detailed analysis will be done and a general topology of the proposed system will be presented.

La grande innovazione degli ultimi anni, presentata da quasi tutte le case automobilistiche è stata l’introduzione della trazione ibrida elettrica/termica. Questo ha fatto si che anche la ricerca, a fronte dei grandi fondi stanziati, si concentrasse con interesse su questo argomento. Ciò si traduce in sostanza, nello sviluppo di nuove tecnologie e sistemi capaci di aumentare le prestazioni d’insieme, per rendere competitivi questi veicoli rispetto alle motorizzazioni tradizionali. Diversi sono i metodi di approccio alla trazione ibrida (full hybrid, mild hybrid, minimal hybrid), e ognuno di essi interviene con un peso differente nella trazione del veicolo. Principale compito all’interno di queste architetture è svolto dal pacco batteria che garantisce autonomia, a seconda dei casi, parzialmente o totalmente al funzionamento del veicolo. Miglioramenti dell’efficienza così come l’incremento della vita utile del pacco, possono quindi produrre considerevoli benefici all’intero veicolo, che sarà cosi sempre più affidabile e competitivo sul mercato. Un sistema di gestione del pacco e’ perciò necessario per avere buona efficienza e per prevenire situazioni pericolose. Infatti, un problema serio riguarda lo sbilanciamento della tensione (e del Soc) delle celle. In questo elaborato dunque, si presenta una nuova metodologia di sistema di bilanciamento di un pacco batterie serie, che sfrutta un algoritmo per il calcolo dello stato di carica (SoC), e che fa della semplicità, affidabilità e robustezza i suoi principali punti di forza. Il BMS proposto si basa sul concetto di Cella Ridondante, tecnica che dinamicamente disconnette una cella dalla serie di batterie per ottimizzarne lo stato di carica. Verranno quindi comparate le architetture attualmente presenti, con quella presentata, e verranno presentati i risultati raggiunti. A margine di ciò verrà fatta anche una analisi più dettagliata e di carattere generale sulla topologia di sistema proposta.