Progettazione definitiva del BMS per batterie di avviamento e trazione non automotive
01 Sep 2012-
TL;DR: The 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, and al supporto all'integrazione meccanica del sistema elettronico di monitoraggio and gestione di un modulo composto da 4 celle al litio (LiFePO4) di divers
Abstract: 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
Citations
More filters
TL;DR: In this article, 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 is described.
Abstract: 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.
5 citations
References
More filters
01 Sep 2012
TL;DR: In this paper, the authors describe the progetto del prototipo del sistema elettronico di monitoraggio and gestione (BMS) per un modulo composto da 4 celle al litio (LiFePO4).
Abstract: La presente relazione descrive il progetto del prototipo del sistema elettronico di monitoraggio e gestione (BMS) per un modulo composto da 4 celle al litio (LiFePO4). Benche il sistema sia destinato a gestire una ben precisa tipologia di celle con finalita dimostrative, la progettazione ha tenuto conto della possibilita di adattarsi a celle di diversa taglia (30, 60 e 100 Ah), con diverse funzioni (avviamento o trazione), realizzando moduli componibili per la realizzazione di batterie composte da un numero di celle fino a 16. Uno dei punti qualificanti dell’architettura scelta e la sua modularita e flessibilita, per cui si puo usare la stessa organizzazione architetturale per ottenere un BMS per il controllo di batterie con diverse tipologie e partizionamento delle celle. Il sistema progettato presenta inoltre come caratteristica saliente la possibilita di svolgere la funzione di equalizzazione dello stato di carica delle celle in modo attivo, con trasferimenti di carica tra le celle ad alta efficienza, piuttosto che limitarsi a dissipare in calore l'energia contenuta nelle celle piu cariche, come normalmente avviene nella maggior parte dei sistemi commercialmente disponibili. Nella relazione viene descritta l'architettura implementata, motivando la selezione dei principali componenti adottati. Nei successivi paragrafi e presentato il progetto elettrico, con la spiegazione del funzionamento delle principali sezioni in cui e articolato e quindi il progetto geometrico, in cui sono individuate e descritte le interfacce, con le celle e con l'esterno, dell'unica scheda elettronica che implementa il sistema. Il progetto del BMS fa uso di dispositivi programmabili, che garantiscono versatilita e possibilita di adeguamento del sistema a variazione di specifiche e all'uso di diversi tipi di cella, secondo le diverse applicazioni a cui i moduli saranno dedicati. Quindi le ultime tre parti della descrizione delle attivita descrivono il software sviluppato per la prima validazione del sistema e distribuito secondo tre livelli gerarchici funzionali: un primo livello dedicato alla programmazione del dispositivo logico programmabile (PLD) al cui hardware sono affidate funzioni di sicurezza intrinseca nell'attivazione di interconnessioni interne che coinvolgono le celle; un secondo livello con il firmware di scheda in grado di svolgere funzionalita basiche di acquisizione e controllo; un terzo livello, per il momento affidato a un personal computer esterno, ma destinato a essere incorporato nel firmware della scheda che gestisce il modulo “master”, con funzioni di visualizzazione e che ospita gli algoritmi piu evoluti per la stima dello stato di carica e per il bilanciamento tra le celle.
2 citations
"Progettazione definitiva del BMS pe..." refers background in this paper
...La presente nota documenta il completamento della progettazione dell'hardware del BMS di modulo e della realizzazione della prima pre-serie; sono descritte le modifiche e migliorie apportate alla versione prototipale, consegnata al termine della prima fase dell’accordo di collaborazione e descritta nella relazione [1]....
[...]
...La Figura 1 mostra la fotografia della scheda prototipale, il cui progetto e le cui caratteristiche sono presentate in dettaglio nella relazione della prima parte del progetto [1], e che è stata usata come punto di partenza per lo sviluppo della scheda descritta nella presente relazione....
[...]
...Figura 1 Fotografia della scheda elettronica prototipale del BMS realizzato nella prima parte del progetto [1], dove è evidenziata la posizione e funzione dei connettori sul lato top (a) e bottom (b) della scheda...
[...]