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EMBEDDED NOVEMBRE 24 IN TEMPO REALE | E-MOBILITY in seri svantaggi competitivi. In entrambi i casi, la capacità della batteria non viene utilizzata com- pletamente. Spettroscopia di impedenza per sistemi embedded P À 6 batterie, la cattedra di Misure e Tecnologie di Sen- sori dell’Università Tecnica di Chemnitz ha svilup- pato una procedura che permette di effettuare in pochi minuti la diagnosi precisa di una batteria pie- namente operativa. La misura e l’analisi avvengono in tempo reale all’interno dell’applicazione. I reso- conti sullo stato della batteria sono pertanto otte- nuti direttamente dai dati acquisiti nell’applicazio- À le dichiarazioni sullo stato effettivo della batteria (stato di X e durata utile rimanente). Rutronik sup- porta la ricerca attraverso collaborazioni per tesi di laurea e post-laurea e fornisce i componenti elettro- nici e i tool di sviluppo. Inoltre, in qualità di partner À - rie agli ioni di litio per Samsung SDI, Rutronik è un partner ideale per lo scambio di know-how su tutti gli aspetti delle celle di batterie e dei sistemi di ge- stione delle batterie nel corso dei progetti di ricerca. Proprio come i metodi di misura effettivamente adottati in condizioni di laboratorio, anche i siste- mi di misura sviluppati dalla Cattedra di Misure e Tecnologie di Sensore si basano sulla spettroscopia di impedenza. I ricercatori hanno ottimizzato la metodologia per generare il segnale richiesto, per poter integrare tali metodi in un sistema embed- ded basato su un microcontrollore ARM standard e per garantirne in questo modo l’applicazione a bor- do dei veicoli. Tale metodologia consente di map- pare il processo usando un chip con dimensioni di memoria limitate e una potenza di calcolo relativa- mente bassa, senza richiedere ulteriori generato- ri di segnali esterni. Come fonte di alimentazione viene utilizzata la batteria stessa o l’energia da un altro gruppo di batterie, riducendo così enor- memente i costi legati all’hardware. Ogni sistema elettrico ibrido a 12 V/48 V utilizza già un conver- titore DC/DC bidirezionale che, in un’opportuna À , anche come fonte di alimentazione. Misure in pochi secondi o pochi minuti Per ridurre il tempo di misura da circa un’ora con i metodi attuali a pochi minuti, sono stati sviluppati nuovi algoritmi per generare i segnali di eccitazio- ne e per poter effettuare tutti i calcoli contempora- neamente alla misura. Il tempo di misura è quindi compreso tra tre secondi e cinque minuti, in base al grado di completezza richiesto per l’analisi della batteria. Per esempio, è stato possibile ridurre la capacità di memoria del controllore a meno di 500 kByte per la memorizzazione intermedia dei dati misurati. C À , À - minate condizioni operative, ad esempio quando le auto si fermano ai semafori. Durante il funzio- namento vengono forniti valori esatti, che possono essere utilizzati per diagnosticarne l’SoH effettivo in modo molto preciso e per prevederne la RUL. Il risultato di ciò è che è possibile utilizzare comple- À À vita utile. Questo fornisce ai produttori l’opportu- nità di aumentare l’autonomia delle proprie auto elettriche, di estendere il periodo di garanzia delle batterie e di progettare gruppi di batterie più pic- + modello di business. Osservando che l’impedenza delle batterie dipende dalla temperatura, la so- luzione rende inoltre possibile una gestione della temperatura effettivamente basata su valori gene- rali misurati e precisi, con l’aiuto di un metodo non invasivo. È quindi possibile ottimizzare in modo sostanziale questo elemento chiave del sistema di gestione delle batterie. I dati misurati vengono archiviati ed elaborati sul posto e non devono es- sere inviati al cloud. Vi sono quindi minori rischi generati da trasferimenti interrotti, oltre che dal- la manipolazione e dall’esposizione di dati esterni riservati. In un sistema embedded, sono sempre necessari meccanismi di sicurezza appropriati per 6 À - tacchi esterni. Il prototipo di hardware sviluppato dalla Cattedra di Misure e Tecnologie di Sensori consente di ef- fettuare la diagnosi in parallelo di quattro celle di batterie e l’hardware può essere dimensionato in À - Grazie a queste caratteristiche, la soluzione sod- disfa tutti i requisiti per lo sviluppo dei controllori in campo automotive e altre esigenze dell’applica- zione di riferimento: è piccola, robusta ed economi- ca e può essere realizzata con un microcontrollore embedded.