The paper describes the development and realization of standard battery modules 12 V, made by LiFePO4 cells selected in a previous study by ENEA and the University of Pisa. Module means the group of four cells series connected, the electronic battery management system, the thermal management system and the mechanical case. Standard means that the same battery module can be used for different applications: in fact, the previous study showed that three standard battery modules, 30 Ah (little size), 60 Ah (medium size) and 100 Ah (large size), are sufficient to reach the levels of voltage/capacity requested by the most part of the applications in the field of the starting/auxiliary supply batteries (also for the nautical sector) and traction of off-road electric vehicles. More units of standard modules can be series/parallel connected to build complete battery systems able to satisfy the required performances. The development and realization of the modules mostly consisted of testing the selected cells to verify their suitability for the above mentioned applications, to make a thermal battery characterization so to define the thermal management system, to develop an electronic battery management system and to build a mechanical case. The paper shows all these aspects in detail.

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Development and realization of lithium-ion battery modules for starting applications and traction of off-road electric vehicles

La presente relazione documenta le attivita svolte nell'ambito della seconda parte dell’accordo di collaborazione ENEA-DII relative al perfezionamento, alla prima realizzazione come pre-serie, e al supporto all'integrazione meccanica del sistema elettronico di monitoraggio e gestione di un modulo composto da 4 celle al litio (LiFePO4) di diversa taglia (30, 60 e 100 Ah), con diverse funzioni (avviamento o trazione), componibile a sua volta per la realizzazione di batterie fino a 4 moduli In particolare, viene considerata l'attivita di supporto alle aziende incaricate delle progettazione elettronica e meccanica, finalizzata alla realizzazione dei diversi moduli dimostratori Viene usato come punto di partenza il sistema di BMS con funzioni di bilanciamento attivo, sviluppato in forma prototipale nella prima parte della ricerca e verificato dalla successiva sperimentazione Sono descritte le migliorie e le modifiche apportate ai vari livelli del progetto, hardware, firmware e software, in modo da soddisfare tutti i requisiti delle diverse applicazioni e inserire le funzionalita indicate dal coordinamento del progetto durante le prove di validazione Fa parte della presente relazione anche un sintetico manuale di istallazione e uso dei moduli realizzati, utile alla corretta applicazione delle schede da parte dell'integratore di sistema che realizza i moduli e li intende usare nelle diverse applicazioni

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G. Fantechi

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Progettazione definitiva del BMS per batterie di avviamento e trazione non automotive