Modellistica, identificazione ed ageing delle batterie agli ioni di litio

The work presented concerns three themes closely related to each other: modeling of a single cell based on Lithium-Ion technology, the study of ageging in Lithium-Ion cells and an innovative model for networks of cells. For what concerns the modeling of a single cell, starting from classical Randle Model the work will take into consideration a diffusion based model called Kinetic Battery Model which can catch dinamics such as recovery effect and Peukert effect, evaluating the identification of its parameters. The ageing study concerns the capacity fading of Lithium-Ion cells and aims at finding a correlation between currents intensity and degradation. The third and last part instead covers a common theme which is modeling of batteries networks. It will be presented an innovative model which potentially could be used to develop new application for automatic balancing and diagnosis of failures, improving safety and exploited capacity from the network.

Il lavoro presentato in queste pagine presenta tre temi strettamente correlati tra di loro: la modellistica della singola cella agli ioni di Litio, lo studio e l'analisi dell'invecchiamento delle celle agli ioni di Litio e lo sviluppo di un modello dinamico innovativo per una rete di celle agli ioni di Litio. Nello specifi co, la parte di modellistica della singola cella riprende un modello noto, il modello di Randle, estendendolo sulla base del modello Di usivo (Ki-bam) integrando in questo modo le dinamiche relative al recupero di carica ed all'e etto Peukert, discutendo le problematiche di identi cazione parametrica relative a quest'ultimo. Successivamente verrà presentata l'analisi effe ettuata ri- guardo la perdita di capacità delle celle agli ioni di Lito con particolare enfasi sull'eff etto della corrente in carica e scarica sul deterioramento della cella. In ultimo sarà discusso in dettaglio un modello dinamico in- novativo per una rete di celle agli ioni di Litio, che combinato con studi riguardo l'invecchiamento e la modellistica della singola cella potrebbe rendere possibile lo sviluppo di applicazioni diagnostiche e di bilancia- mento automatico di reti di celle arbitrariamente grandi, aumentando l'energia ottenibile dalla rete e l'affidabilità della stessa.