Sviluppo di moduli batterie litio-ioni per avviamento - Enea

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scopo delle prove, come già precisato, non è stato necessario applicare per intero il protocollo di test. La funzione di carica e scarica è stata realizzata mediante l’impiego del ciclatore Eltra E-8619, le cui caratteristiche nominali sono: tensione massima 560V, corrente massima 175A, corrente di picco 250A per 60 secondi. I test sono stati condotti alla temperatura di +23°C, alloggiando il sistema batterie all’interno della camera climatica Angelantoni modello UY2250SP, il cui campo di lavoro in temperatura ed umidità è -40 ÷ +100 °C, 15% ÷ 98%. Il ciclatore è gestito dal software Eltra S276, che si occupa dell’interfaccia con l’operatore e dell’attuazione dei cicli di lavoro da questo impostati: i dati acquisiti sono registrati in un file CSV in cui, per ogni fase del profilo di lavoro, e per ogni istante di acquisizione, sono riportati il valore progressivo del tempo di fase, la tensione di batteria, la corrente, la capacità, l’energia ed, infine, il valore progressivo della capacità e dell’energia in carica e scarica, come sotto rappresentato. Data Ciclo Fase mciclo Tempo Tensione Corrente Capacità Energia Cap.C Energ.C Cap.S Energ.S s V A Ah kWh Ah kWh Ah kWh La frequenza di acquisizione è impostabile dall’operatore, con valore massimo pari a 5 Hz. E’ anche possibile assegnare alla frequenza di acquisizione valori diversi in corrispondenza a fasi diverse. Il software del BMS produce un’interfaccia con l’operatore ed una pagina di visualizzazione dei dati che è quella già mostrata in precedenza, i dati registrati sono riportati in una cartella di file CSV che contiene le tensioni delle singole celle (un file per ogni modulo), un file di dati generali un file relativo al bilanciamento tra i moduli ed un file relativo al bilanciamento all’interno dei moduli (un file per ogni modulo), un file relativo alle correnti di modulo, all’esistenza dei moduli, un file relativo alla temperatura dei moduli, un file relativo alle temperature delle schede PCBA, uno allo stato di carica ed infine un test report (impostazioni generali, es. tempo di acquisizione, data ed ora di inizio e chiusura sessione). La Figura che segue riporta il ciclatore e la camera climatica utilizzati, insieme ai rispettivi PC impiegati per l’impostazione delle prove e la visualizzazione dei risultati. Figura 39 - Ciclatore (sinistra) e camera climatica (destra) usati per le prove 68
Impostazione delle prove Relativamente alla fase di impostazione delle prove, merita menzione il settaggio del valore minimo di tensione al ciclatore: sebbene il data sheet riporti il valore 10 V come Vmin per ciascun modulo, che corrisponde a 40 V per il sistema, è stato necessario impostare al ciclatore il valore 41,5V come Vmin. Difatti, i tentativi svolti a 40V e 41V davano luogo ad allarmi da parte del BMS che interveniva aprendo il contattore e disconnettendo il sistema batterie dal ciclatore. La Figura che segue mostra la pagina di visualizzazione dopo l’intervento del BMS tramite la richiesta di apertura del contattore. L’esempio è utile per mostrare la modalità di intervento del BMS ed il suo beneficio dal punto di vista della sicurezza: come si vede, nessuna cella ha oltrepassato il proprio limite inferiore di funzionamento (2,5V). Prove di capacità a differenti correnti di scarica Figura 40 - Richiesta di apertura del contattore La rilevazione della capacità è stata effettuata secondo quanto imposto dalla normativa Eucar. In ogni rilevazione il sistema batterie è stato sottoposto a un ciclo completo di carica e scarica in cui sono stati registrati con frequenza di 1 acquisizione al secondo i valori di tensione e corrente ai morsetti del componente. La capacità è pari a: ed il suo calcolo in Ah viene direttamente fornito dal ciclatore (vedi pagine precedenti). 69
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