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rapporti - Deliverable

Sviluppo di un sistema per la stima dello stato di carica (SOC) e dello stato di salute (SOH) di una batteria litio-ioni, procedura di gestione ottimale delle batterie litio-ioni

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Sviluppo di un sistema per la stima dello stato di carica (SOC) e dello stato di salute (SOH) di una batteria litio-ioni, procedura di gestione ottimale delle batterie litio-ioni

Il documento descrive lo sviluppo di uno stimatore dello stato di carica di una batteria litioioni e i risultati delle prove di vita su diverse celle litio-ioni, al variare delle condizioni di vita. Si riportano inoltre i risultati conclusivi delle prove di vita su un sistema ibrido batteria-supercondensatori.

Le applicazioni alla rete elettrica dei sistemi di accumulo li sottopongono a condizioni di lavoro molto stressanti rispetto a quelle tradizionali (ad esempio, alla funzione di UPS), ed è importante trovare degli strumenti efficaci per stimarne le condizioni operative e la vita attesa. Nel rapporto si introduce un nuovo algoritmo di stima dello stato di carica delle batterie litio-ioni, basato sul modello elettrico del primo ordine della cella. Le prove hanno evidenziato che il nuovo algoritmo è in grado di stimare con un errore ridotto il SOC di una cella litio-ioni e ha il vantaggio, rispetto ad altri algoritmi con cui è stato confrontato, di essere in grado di correggere eventuali offset nella misura della corrente di cella e di portare ad una stima corretta anche in seguito ad una inizializzazione errata.

Sono introdotti i primi risultati delle prove di vita cui sono sottoposte tre celle litio-ioni, con differenti condizioni operative. Lo scopo delle prove è quello di evidenziare la legge che definisce l’andamento dei parametri del modello delle celle con l’invecchiamento.

Nel rapporto sono riportati i risultati finali di una attività di ricerca riguardante il confronto delle prestazioni tra un sistema ibrido batteria-supercondensatore e una batteria operante singolarmente. Aquesto scopo, sono state proseguite delle prove di vita che hanno coinvolto tre sistemi di accumulo, ovvero un sistema ibrido costituito da una cella litio-ioni e due supercondensatori, interfacciati tramite due convertitori d.c./d.c., una cella litio-ioni interfacciata al carico tramite un convertitore d.c./d.c. e una cella che alimenta direttamente il carico, utilizzata come campione di riferimento.
I risultati delle prove hanno messo in evidenza che la batteria operante nel sistema ibrido è gestita in modo più efficace rispetto ad una batteria operante singolarmente ed è soggetta ad un minore stress. Infatti dopo 200 cicli di lavoro, la batteria del sistema ibrido è quella che ha manifestato la minore diminuzione di capacità.

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