EOPOWER_29

EO POWER - OTTOBRE 2022 XXIV Power cerchiamo di migliorare le prestazioni della batteria nel test di durata. L’obiettivo è mantenere la temperatura at- torno a 40 °C, valore che consente di ottenere le prestazio- ni ottimali”. Per l’auto in gara in questa stagione sportiva il sistema di raffreddamento è profondamente diverso, con solo al- cuni tratti in comune con i precedenti. Sulla base di vari studi termici, il team ha deciso di raffreddare le linguette presenti sulle celle a sacchetto (pounch cell) piuttosto che l’intero corpo della cella. Le prese d’aria presenti su en- trambi i lati della vettura sono stati progettati per aspirare l’aria all’interno della batteria. Oltre a ciò, sono state in- tegrate all’interno dei condotti dell’aria ventole a velocità variabile, ciascuna delle quali controllata dal sistema BMS (Battery Management System). È anche prevista una ven- tola posizionata nella parte posteriore della batteria per aspirare l’aria calda (Fig. 1). Sistema di gestione della batteria Per il sistema BMS, i sensori di Murata sono saldati in prossimità alla linguette della singola cella sottoposta a misura e posti sopra di essa utilizzando una colla termica al fine di migliorare la conducibilità termica. Per l’acqui- sizione della temperatura, una scheda PCB “ad hoc” po- sizionata in ciascuna segmento della batteria, si occupa dell’acquisizione di otto differenti temperature. Il circuito utilizzato per espletare questa funzione è formato da un semplice partitore di tensione e un dispositivo di monito- raggio dello stack di accumulatori multicella che comuni- ca i valori di temperatura misurati sfruttando il protocollo SPI (Serial Peripheral Interface) al modulo principale del sistema BMS (Fig. 2). Il monitor della batteria utilizzato in ciascun segmen- to della batteria prevede otto pin GPIO (General Purpose I/O), tutti utilizzati per l’acquisizione della temperatura. Un sensore è utilizzato per acquisire la temperatura dei canali di bilanciamento passivo delle celle, mentre i re- stanti sette vengono impiegati per la misura della tempe- ratura della cella. Una tale configurazione ha consentito al team di monitorare la temperatura di circa il 60% delle celle della batteria. Un livello di monitoraggio così esteso ha anche permesso al team di comprendere meglio l’ac- curatezza delle simulazioni del raffreddamento (Fig. 3). In questo modo viene garantita anche la ridondanza: in caso di guasto di un sensore, a esempio, il sistema è ancora in grado di effettuare il monitoraggio di una percentuale di celle superiore al 30% previsto dal regolamento. Le ventole di raffreddamento sono controllate tenendo in considerazione la temperatura più elevata della cella su cia- scun lato della batteria, mentre un controllore proporzio- nale viene utilizzato per azionare la ventola del rispettivo lato utilizzando la tecnica PWM (Pulse Width Modulation). “Con queste ventole siamo in grado di controllare singo- larmente la quantità di aria che fluisce attraverso entram- Fig. 1 – Rappresentazione schematica del sistema per il raffreddamento della batteria messo a punto dal team FST Lisboa