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POWER BMS SYSTEMS zio di produttori sta valutando la possibilità di sviluppare un pacco batteria intercambiabile, adatto per diverse piat- taforme di veicoli, che possa essere rimosso rapidamente e sostituito con un’unità completamente carica. Tuttavia, le numerose problematiche dal punto di vista sia tecnico sia logistico stanno rallentando l’evoluzione di questo tipo di approccio. Un pacco batteria di un veicolo elettrico risulta composto da più moduli, ciascuno contenente numerose batterie al litio cilindriche o a sacchetto (pouch). Le celle sono dispo- ste in una combinazione di configurazioni serie e parallela per fornire in uscita una tensione di 400 oppure 800 V. La tendenza attuale è privilegiare i pacchi da 800 V, in grado di assicurare un ciclo di carica più veloce per una data cor- rente. Ciascuna cella opera con tensioni comprese tra 2,5 e 4,2 V (in funzione della formulazione chimica) e il compor- tamento di ognuna di esse influenza l’operatività e l’effi- cienza complessive del pacco batteria. Di conseguenza, il monitoraggio e la gestione delle celle mediante un sistema BMS rappresenta un requisito fondamentale. Gestione dello stato della batteria: i criteri chiave Le celle a ioni di litio si distinguono per le loro eccellenti caratteristiche di scarica, che permettono ai veicoli elettri- ci di accelerare come una vettura sportiva ad alte presta- zioni. Tale prerogativa rappresenta un rischio significativo per la sicurezza in determinate situazioni. Anche l’elevata tensione di uscita del pacco batteria risulta pericolosa per il conducente, i passeggeri e qualsiasi altra persona coinvolta in un incidente. La conformità alle normative relative alla sicurezza funzionale in vigore in ambito automobilistico è quindi di fondamentale importanza ed è uno dei requisiti che il sistema per la gestione della batteria deve soddisfare. La figura 2 illustra i parametri relativi allo stato di salute della batteria che il sistema BMS deve monitorare e con- trollare. Tra i numerosi compiti che un sistema BMS è chiamato ad assolvere si possono annoverare i seguenti: Stima dello stato di carica (SOC - State Of Charge): Il SOC indica l’energia rimanente in un veicolo elettrico in un dato momento e viene solitamente espresso come percentua- le della capacità totale. Si tratta di un parametro critico in quanto indica al conducente la quantità di carica rimanente e consente la stima della possibile autonomia del veicolo. Diversi sensori collegati al sistema BMS forniscono agli al- goritmi che vengono eseguiti sul microcontrollore del BMS le informazioni necessarie per la stima dello stato di carica. Stato di salute (SOH - State Of Health): Il SOH, anch’esso espresso in percentuale, indica lo stato di salute comples- sivo e la capacità di un pacco batteria rispetto alla capaci- tà originale che aveva il pacco quando era nuovo. Si tratta di una misura della capacità del pacco di immagazzinare energia nel tempo, considerando l’invecchiamento delle celle dovuto ai ripetuti cicli di carica e scarica e lemodifiche della formulazione chimica all’interno delle celle stesse. Stato di funzionamento (SOF - State Of Function): Il SOF tiene in considerazione lo stato di carica ma permette di comprendere in maniera più precisa e reale la capacità del Fig. 2 – Il sistema BMS monitora lo stato di salute del pacco batteria e controlla il funzionamento del bilanciamento delle celle e delle fun- zionalità di sicurezza di emergenza (Fonte: Università di Warwick, Advanced Propulsion Centre) ELETTRONICA OGGI 520 - SETTEMBRE 2024 47