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dati sullo stato di carica (SoC, State-of-Charge) e sulle condizioni operative (o stato di salute, SoH [State-of-He- alth]) alla centralina elettronica (ECU) e ad altri sistemi del veicolo. I ruoli di gestione principali sono l’ottimiz- zazione delle prestazioni della batteria e la protezione nel caso di guasto alle celle. La verifica della funzionalità è essenziale per qualsiasi BMS perché tale sistema deve soddisfare i requisiti re- lativi alla sicurezza previsti da numerosi standard indu- striali, come per esempio ISO 26262. Inoltre, il pacco batteria di un EV è effettivamente il com- ponente principale del veicolo stesso – determinandone, per esempio, l’accelerazione e l’autonomia – e per tale motivo deve risultare affidabile e garantire la massima durata possibile. Per quanto riguarda i costi, quello del pacco batteria è pari a circa un terzo di quello del veicolo, ragion per cui i costi di produzione (e collaudo) devono essere tenuti sotto stretto controllo. Per allinearsi allo schema elettrico di un tipico pacco bat- teria di un EV, la maggior parte dei BMS consiste di un controller e numerosi risponditori (responder unit), come riportato in figura 1. Le funzioni del controller si possono così riassumere: • Monitoraggio complessivo dei livelli di potenza elet- trica e protezione contro la sovracorrente, sia all’in- gresso che all’uscita del pacco batteria • Accettazione dati/letture della temperatura inviati da tutti i risponditori • Controllo interruttori di sicurezza/contattori per tut- ti i risponditori, in caso uno qualsiasi debba essere isolato a causa di sovratemperatura TECH INSIGHT CASE STUDY Un risponditore, dal canto suo, svolge le seguenti funzio- ni: • Monitoraggio della temperatura . Le celle agli ioni di litio sono sensibili alla sovracarica (che riduce l’effi- cienza e la durata) e alla scarica rapida in quanto en- trambe possono causare fenomeni di fuga termica e incendi • Bilanciamento delle celle . Questa operazione as- sicura che collegate in serie si carichino allo stesso livello. Il metodo più frequente di bilanciamento è di tipo passivo (esclusione, o shunting, della carica): le celle che si sono caricate al massimo livello sono pro- tette in modo da non ricevere un’ulteriore carica. Es- senzialmente, viene inserita una resistenza in paral- lelo alla cella da proteggere, per cui la maggior parte della corrente bypassa tale cella per raggiungere e caricarne altre presenti nel gruppo di celle in serie “Sapevamo che per verificare che un BMS funzioni corretta- mente all’uscita della linea di produzione, avremmo dovuto iniziare verificando la funzionalità dei risponditori nei moduli e, a tal fine, avremmo dovuto simulare le celle mentre vengono caricate, scaricate... finché cessano di funzionare – commenta Manuel Dos Santos, BMS Test Bench Architect presso MSL Cir- cuits –. I risponditori in buone condizioni operative [di cui si è verificata la funzionalità] saranno utilizzati per verificare i controller”. Problemi e soluzioni I requisiti che MSL Circuits doveva soddisfare si riferiva- no a otto stazioni di collaudo di sistemi BMS, che fossero Fig. 2 – Il modulo simulatore di batteria a 6 canali PXI Pickering Interfaces (a sinistra) e il relativo diagramma a blocchi funzionale (a de- stra) ELETTRONICA OGGI 518 - MAGGIO 2024 28