Sviluppo di moduli batterie litio-ioni per avviamento - Enea
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condensatore usato e maggiore sarà la costante <strong>di</strong> tempo <strong>di</strong> carica; un transitorio da carica<br />
lento costringe ad utilizzare una frequenza <strong>di</strong> commutazione inferiore aumentando<br />
notevolmente i picchi <strong>di</strong> corrente. Già <strong>batterie</strong> <strong>di</strong> capacità dell’or<strong>di</strong>ne <strong>di</strong> 50 Ah richiederebbero<br />
un condensatore <strong>di</strong> grande capacità (e quin<strong>di</strong> ingombrante) ed interruttori capaci <strong>di</strong><br />
interrom<strong>per</strong>e correnti estremamente elevate.<br />
Un metodo <strong>di</strong> equalizzazione alternativo, sempre basato sulla tecnica flying capacitor, prevede<br />
l’utilizzo <strong>di</strong> un condensatore <strong>per</strong> ogni coppia <strong>di</strong> <strong>batterie</strong> (ve<strong>di</strong> figura sottostante). Gli interruttori<br />
commutano a passi regolari ponendo alternativamente il condensatore ai capi <strong>di</strong> una delle<br />
<strong>batterie</strong>. La batteria più carica in questo modo cede energia alla batteria meno carica. Anche in<br />
questo caso l’elettronica <strong>di</strong> controllo è molto semplice.<br />
Figura 15 - Tecnica <strong>di</strong> equalizzazione attiva a spostamento <strong>di</strong> carica <strong>di</strong> tipo flying capacitor (seconda opzione)<br />
L’equalizzazione avviene in tutte le celle <strong>per</strong>ché ciascuna cella ha in comune un condensatore<br />
con la cella vicina e questo <strong>per</strong>mette il passaggio <strong>di</strong> carica dall’inizio alla fine del pacco. Questo<br />
metodo richiede molto tempo <strong>per</strong> equalizzare tutte le <strong>batterie</strong> in quanto la carica deve<br />
attraversare più celle, con un aumento anche delle <strong>per</strong><strong>di</strong>te. L’unico vantaggio rispetto ai<br />
meto<strong>di</strong> già elencati è che il condensatore, il circuito <strong>di</strong> controllo e la sua alimentazione possono<br />
essere integrati già durante la fase <strong>di</strong> creazione della batteria (contenente due celle) dando<br />
luogo a soluz<strong>ioni</strong> particolarmente compatte.<br />
L’equalizzazione attiva a spostamento <strong>di</strong> carica (charge shuttling), ha efficienza tanto minore<br />
quanto più sono ridotte le <strong>di</strong>fferenze <strong>di</strong> tensione tra le celle: questo vuol <strong>di</strong>re che se la<br />
<strong>di</strong>sequalizzazione tra le celle all’interno del sistema è ridotta, l’equalizzazione attiva risulta<br />
ad<strong>di</strong>rittura sfavorita, <strong>per</strong>ché poco efficiente e più costosa, rispetto a quella passiva. Altro<br />
problema può essere quello dell’ingombro dei condensatori.<br />
Energy converters<br />
Questa seconda tipologia <strong>di</strong> equalizzazione si basa sulla conversione <strong>di</strong> energia svolta da<br />
elementi quali induttori e trasformatori <strong>per</strong> spostare energia da una cella ad un'altra. Si hanno<br />
due principali energy converters: swiched transformer e shared transformer.<br />
Il metodo swiched transformer (vedere figura sottostante) adotta una struttura simile a quella<br />
del flying capacitor, dove al posto del condensatore è inserito un trasformatore.<br />
La corrente <strong>di</strong> carica non entra <strong>di</strong>rettamente nel pacco <strong>di</strong> batteria ma è deviata dal transistor<br />
sul trasformatore. L’uscita del trasformatore è raddrizzata da un <strong>di</strong>odo e applicata alla n-esima<br />
cella attraverso la scelta degli interruttori. In questo caso è richiesto un controllo elettronico<br />
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