Sviluppo di moduli batterie litio-ioni per avviamento - Enea

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