IT202100013121A1 - Sistema e metodo di ricarica di emergenza per batterie al litio - Google Patents

Sistema e metodo di ricarica di emergenza per batterie al litio Download PDF

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IT202100013121A1
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IT
Italy
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battery
energy storage
emergency
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module
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IT102021000013121A
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Pozzo Davide Dal
Michele Gonfiantini
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Elsa Solutions S R L
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?SISTEMA E METODO DI RICARICA DI EMERGENZA PER BATTERIE AL LITIO?
La presente soluzione ? relativa ad un sistema e ad un metodo di ricarica di emergenza per batterie al litio, in particolare per batterie cosiddette di accumulo stazionario, utilizzate ad esempio per accumulo da fonti di energia rinnovabile, o per batterie cosiddette di trazione, utilizzate con funzione di alimentazione di azionamenti (?drives?) e/o motori elettrici in veicoli industriali, robot o macchinari a trazione elettrica alimentati a batteria.
Sono noti e largamente utilizzati veicoli a trazione elettrica di tipo industriale, quali sollevatori a forca o transpallet, veicoli a guida umana o autonoma, pulitrici o spazzatrici industriali o stradali, shuttle e navette per intralogistica o trattori elettrici, alimentati a batteria.
Le batterie di alimentazione tradizionali sono tipicamente batterie al piombo, o talvolta batterie al litio, di peso e dimensioni comunque rilevanti, essendo dimensionate per consentire un?opportuna autonomia operativa del relativo veicolo a trazione elettrica.
In modo noto, le batterie al litio sono tipicamente dotate internamente di un sistema di gestione (cosiddetto BMS ? Battery Management System), atto a gestirne e monitorane il funzionamento, ad esempio, ma non solo, durante una relativa fase di ricarica. In particolare, durante la ricarica, il sistema BMS si interfaccia con un caricabatteria esterno e fornisce un segnale di richiesta di corrente di ricarica attraverso protocolli di comunicazione quali, a titolo esemplificativo e non esaustivo, Rs485, CANBus, CANOpen, EtherCAT, oppure attraverso riferimenti di segnale analogico quali, a titolo esemplificativo e non esaustivo, segnali PWM - Pulse Width Modulation, oppure riferimenti analogici 0-10 Volt, o ancora 4-20 mA.
In taluni casi, per tali veicoli a trazione elettrica non ? possibile eseguire ricariche periodiche della relativa batteria al litio e pertanto, per effetto dell?auto-scarica interna delle celle e del consumo elettrico del sistema BMS (alimentato dalla sessa batteria), si pu? verificare una scarica completa (cosiddetta, scarica profonda o ?deep discharge?) della batteria al litio.
Questo rappresenta sempre un problema, e lo ? in particolare per veicoli a batteria inseriti in un contesto di produttivit? di tipo industriale, dove il fermo veicolo ? una situazione estremamente svantaggiosa.
Analogamente, sistemi di accumulo a batteria possono essere soggetti a black out della sorgente di alimentazione primaria e secondaria o di back-up (quale un generatore a motore endotermico, un generatore a fuel-cell o la rete elettrica pubblica), lavorando comunque in condizioni di erogazione di energia fino alla scarica completa della relativa batteria al litio. Qualora la situazione di scarica permanga a lungo, per effetto del black-out e per effetto di guasti nella sorgente di alimentazione di back-up, nuovamente l?auto-scarica interna delle celle e i consumi del sistema BMS possono portare la batteria al litio in una situazione di scarica profonda.
In questi casi, non risulta possibile ricaricare normalmente la batteria al litio tramite un caricabatteria esterno, in quanto il sistema BMS, a causa della condizione di scarica profonda, non ? in grado di interfacciarsi con il caricabatteria per consentire la ricarica di energia (ad esempio, non essendo in grado di generare il segnale di richiesta di corrente di ricarica, non avendo energia sufficiente) ed inoltre non ? in grado di commutare un rel? interno di protezione, atto a consentire il trasferimento della corrente elettrica di ricarica verso le relative celle di accumulo di energia.
Pertanto, ad oggi, l?alimentazione e/o movimentazione di veicoli a trazione elettrica per cui la batteria al litio si trovi in condizione di scarica profonda richiede tipicamente un intervento di emergenza di tecnici specializzati sul luogo (on-site) dove si trova il veicolo in stato di fermo.
L?intervento tecnico on-site pu? prevedere un tentativo di alimentare direttamente le celle della batteria al litio (con la possibilit? di rotture dovute alla compromissione dell?integrit? della batteria); o la sostituzione della batteria scarica con una nuova (con il problema di come recuperare la batteria al litio scarica evitandone il danneggiamento; tale batteria pu? essere ad esempio spedita presso il produttore oppure un?officina autorizzata ad eseguire il ripristino).
Questo tipo di interventi sono in ogni caso dispendiosi in termini di denaro e tempo, ad esempio in quanto richiedono intervento di personale sul posto, non sempre fattibili in tempi stretti, con conseguente grave danno all?utilizzatore per effetto del disservizio causato dalla batteria al litio.
Scopo della presente soluzione ? quello di superare gli inconvenienti precedentemente elencati, fornendo una soluzione di ricarica di emergenza di una batteria al litio in una condizione di scarica profonda, che consenta di evitare di ricorrere alle modalit? di emergenza sopra elencate ed in particolare all?intervento di tecnici specializzati e/o alla sostituzione della batteria scarica.
Secondo la presente soluzione vengono pertanto forniti un sistema ed un metodo di ricarica di emergenza per batterie al litio, come definiti nelle rivendicazioni allegate.
Per una migliore comprensione dell?invenzione, ne vengono ora descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la Figura 1 mostra uno schema a blocchi semplificato di una batteria al litio provvista di un sistema di ricarica di emergenza in accordo con una forma di realizzazione della presente soluzione;
- la Figura 2 mostra un diagramma di flusso di operazioni svolte dal sistema di ricarica di emergenza; e - la Figura 3 ? uno schema a blocchi di massima di un circuito elettronico del sistema di ricarica di emergenza.
Come sar? descritto in dettaglio in seguito, un aspetto della presente soluzione prevede di integrare all?interno di una batteria al litio (ad esempio una batteria di trazione o una batteria di accumulo stazionario) un sistema elettronico di ricarica di emergenza, configurato in modo da rilevare una condizione di ricarica di emergenza, ovvero una condizione di scarica profonda delle celle della batteria al litio, ed in tal caso implementare un percorso di corrente di ricarica di emergenza che bypassi (o aggiri) il modulo BMS ed il relativo rel? di protezione.
Tale percorso di ricarica consente di effettuare una ricarica preliminare o iniziale delle celle, fino ad arrivare ad una soglia di ricarica tale da consentire l?alimentazione del modulo BMS ed il conseguente ripristino del normale funzionamento della batteria al litio, in particolare per quanto riguarda una relativa ricarica mediante caricabatteria esterno.
In dettaglio, la Figura 1 mostra una batteria 1, in particolare una batteria al litio per trazione o accumulo stazionario, comprendente, all?interno di un involucro 1?, un modulo di immagazzinamento di energia 2 includente una pluralit? di celle elementari 4 ed avente un terminale positivo (HV<+>) ed un terminale negativo (HV-), tra cui ? presente una tensione di batteria Vb, ad esempio pari a 9, 12, 24, 36 o 48 V (a seconda dell?applicazione a cui la stessa batteria 1 ? destinata).
La batteria 1 comprende, all?interno dell?involucro 1?, un modulo BMS - Battery Management System (o analogo modulo elettronico di gestione, di tipo per s? noto qui non descritto in dettaglio) 6, accoppiato al modulo di immagazzinamento di energia 2 ed operante per gestire e monitorare il funzionamento generale della stessa batteria 1, ad esempio, ma non solo, durante una relativa fase di ricarica. In maniera di per s? nota, il modulo BMS 6 integra un?opportuna elettronica di gestione della batteria 1 e opportuni elementi di sicurezza e protezione e di rilevamento delle condizioni delle celle elementari 4 della stessa batteria 1.
La batteria 1 presenta, esternamente all?involucro 1?, un morsetto positivo (M<+>) ed un morsetto negativo (M-), atti ad essere collegati ad esempio ad un motore, azionamento o utilizzatore elettrico (qui non illustrati); gli stessi morsetti positivo (M<+>) e negativo (M-) sono inoltre atti ad essere collegati, in una fase di ricarica di energia, ad un caricabatteria o altro alimentatore esterno (di tipo noto, qui non illustrato), per la ricarica della batteria 1 ed in particolare delle celle elementari 4 del relativo modulo di immagazzinamento di energia 2.
La batteria 1 presenta, internamente all?involucro 1?, un rel? di protezione 8, interposto, nella forma di realizzazione illustrata, tra il morsetto positivo M<+ >ed il terminale positivo HV<+ >del modulo di immagazzinamento di energia 2; tale rel? di protezione 8 ? controllato, mediante un segnale di controllo Sc, dal modulo BMS 6, che ? configurato per controllarne la chiusura e consentire ad esempio un flusso di corrente di ricarica dal caricabatteria esterno verso le celle elementari 4 del modulo di immagazzinamento di energia 2.
Come discusso in precedenza, nel caso in cui le celle elementari 4 del modulo di immagazzinamento di energia 2 si trovino in una condizione di scarica profonda (ovvero con la tensione di batteria Vb al di sotto di una soglia minima inferiore), il modulo BMS 6 (che ? alimentato dallo stesso modulo di immagazzinamento di energia 2) non ha l?energia sufficiente per interfacciarsi con il caricabatteria esterno ed in particolare per commutare in chiusura lo stato del rel? di protezione 8. La ricarica del modulo di immagazzinamento di energia 2 ? dunque in tal caso inibita.
Un aspetto della presente soluzione prevede dunque di integrare nella batteria 1 (in particolare, all?interno del relativo involucro 1?) un sistema di ricarica di emergenza 10, configurato in modo da rilevare una condizione di scarica profonda delle celle elementari 4 del modulo di immagazzinamento di energia 2, ed in tal caso implementare un percorso di ricarica di emergenza P per il trasferimento di una corrente elettrica di ricarica di emergenza Ir dal caricabatteria esterno verso lo stesso modulo di immagazzinamento di energia 2, tale percorso di ricarica di emergenza P bypassando il modulo BMS 6 ed il relativo rel? di protezione 8 (ovvero, fornendo un percorso di corrente in parallelo ed alternativo a quello attraverso lo stesso rel? di protezione 8).
In dettaglio, nella forma di realizzazione illustrata, il sistema di ricarica di emergenza 10 ? collegato ai morsetti positivo e negativo M<+>, M<- >della batteria 1, in modo da ricevere l?alimentazione elettrica dal caricabatteria esterno, quando lo stesso caricabatteria esterno ? accoppiato ai morsetti positivo e negativo M<+>, M<- >per la ricarica della batteria 1.
Il sistema di ricarica di emergenza 10 ? inoltre accoppiato ai terminali positivo e negativo HV<+>, HV<- >del modulo di immagazzinamento di energia 2, in modo da acquisire la tensione di batteria Vb presente tra gli stessi terminali; e comprende un circuito elettronico di ricarica 12 configurato in modo da confrontare il valore della tensione di batteria Vb con una o pi? soglie di riferimento di tensione ed in modo da abilitare e disabilitare il percorso di ricarica di emergenza P in funzione dell?esito di tale confronto di tensione.
Nella forma di realizzazione illustrata, il circuito elettronico di ricarica 12 ? accoppiato al terminale positivo HV<+ >del modulo di immagazzinamento di energia 2 mediante l?interposizione di un diodo di protezione 14 (in particolare, di protezione da inversione di polarit?), configurato in modo da consentire il passaggio di corrente soltanto nella direzione di ricarica (ovvero, verso lo stesso terminale positivo HV<+>) in serie ad un fusibile di protezione 15 (in particolare di protezione da sovracorrente) di tipo ripristinabile o non ripristinabile, atto a limitare la corrente circolante lungo il percorso di ricarica di emergenza P (che comprende gli stessi diodo e fusibile di protezione 14, 15).
Il diodo di protezione 14 ha dunque anodo collegato all?uscita del circuito elettronico di ricarica 12 e catodo collegato al fusibile di protezione 15. Lo stesso fusibile di protezione 15 pu? essere tarabile in funzione delle caratteristiche della batteria 1 ed in funzione della corrente di ricarica di emergenza Ir che si desidera consentire.
Come sar? discusso pi? in dettaglio in seguito, il circuito elettronico di ricarica 12 comprende internamente un elemento interruttore, comandato in funzione del suddetto confronto di tensione in modo da aprire o chiudere il percorso di ricarica di emergenza P, nell?esempio tra il terminale positivo HV<+ >del modulo di immagazzinamento di energia 2 ed il morsetto positivo M<+>, collegato al caricabatteria esterno. In particolare, come del resto indicato in precedenza, la chiusura di tale elemento interruttore consente il passaggio della corrente elettrica di ricarica dal caricabatteria esterno verso il suddetto terminale positivo HV<+>, in tal modo implementando la ricarica di emergenza delle celle elementari 4 del modulo di immagazzinamento di energia 2.
Si evidenzia che la suddetta ricarica di emergenza viene implementata in maniera del tutto autonoma ed automatica all?interno della batteria 1, da parte del sistema di ricarica di emergenza 10, senza che siano richiesti interventi da parte dell?utilizzatore della batteria 1 o di personale tecnico specializzato; l?intervento del sistema di ricarica di emergenza 10 ? quindi del tutto trasparente per l?utilizzatore della batteria 1.
Come illustrato in Figura 2, le operazioni eseguite dal sistema di ricarica di emergenza 10 prevedono, dopo una fase preliminare (fase 20) di collegamento del caricabatteria esterno alla rete elettrica (o altra sorgente di alimentazione elettrica) ed ai morsetti positivo e negativo M<+>, M<- >della batteria 1, la verifica automatica da parte del circuito elettronico di ricarica 12 della necessit? di implementare la ricarica di emergenza, fase 21.
A questo fine, come discusso in precedenza, il circuito elettronico di ricarica 12 esegue il confronto tra la tensione di batteria Vb presente tra i terminali positivo HV<+ >e negativo HV<- >del modulo di immagazzinamento di energia 2 ed una prima tensione di riferimento Vref1, di valore eventualmente regolabile ed indicativo della presenza di una condizione di scarica profonda delle celle elementari 4 dello stesso modulo di immagazzinamento di energia 2. Ad esempio, il circuito elettronico di ricarica 12 determina la necessit? di implementare la ricarica di emergenza nel caso in cui la tensione di batteria Vb sia inferiore a tale prima tensione di riferimento Vref1.
Nel caso in cui determini tale necessit?, il circuito elettronico 12 chiude il percorso di ricarica di emergenza P, fase 22, per consentire il passaggio della corrente elettrica di ricarica dal caricabatteria esterno verso il modulo di immagazzinamento di energia 2 e dunque la ricarica delle relative celle elementari 4. In particolare, tale percorso di ricarica di emergenza P bypassa il modulo BMS 6 della batteria 1 ed il relativo rel? di protezione 8.
Come mostrato nella fase 24, nel caso in cui il fusibile di protezione 15 sia di tipo ripristinabile, pu? essere previsto il ripristino e la chiusura di tale fusibile, dopo la chiusura del percorso di ricarica di emergenza P.
Quindi, fase 25, viene eseguita la ricarica delle celle elementari 4 del modulo di immagazzinamento di energia 2, che continua fino a quando il circuito elettronico di ricarica 12 verifica che pu? essere terminata la ricarica di emergenza.
A tal fine, lo stesso circuito elettronico di ricarica 12 esegue in questo caso il confronto tra la tensione di batteria Vb presente tra i terminali positivo HV<+ >e negativo HV<- >del modulo di immagazzinamento di energia 2 ed una seconda tensione di riferimento Vref2, di valore maggiore della prima tensione di riferimento Vref1, eventualmente anch?esso regolabile (tale verifica ? schematicamente eseguita nella suddetta fase 21). Ad esempio, il valore della seconda tensione di riferimento Vref2 corrisponde ad un valore di soglia della tensione di batteria Vb che risulti sufficiente ad alimentare il modulo BMS 6 e a ripristinare dunque il normale funzionamento della batteria 1.
Nel caso in cui verifichi che la ricarica di emergenza non ? pi? necessaria e pu? essere terminata (ad esempio in quanto il valore della tensione di batteria Vb ? maggiore o uguale della seconda tensione di riferimento Vref2), il circuito elettronico di ricarica 12 apre il percorso di ricarica di emergenza P, fase 26, interrompendo il bypass del modulo BMS 6.
Successivamente, come indicato schematicamente nella fase 28, il modulo BMS 6, risvegliatosi nel frattempo grazie all?alimentazione ricevuta, chiude il rel? di protezione 8, consentendo la normale ricarica del modulo di immagazzinamento di energia 2 da parte del caricabatteria esterno, sotto il controllo e la supervisione dello stesso modulo BMS 6.
In maggiore dettaglio e come illustrato in Figura 3, in una possibile forma di realizzazione, il circuito elettronico di ricarica 12 del sistema di ricarica di emergenza 10, accoppiato ai morsetti positivo e negativo M<+>, M<- >della batteria 1 per ricevere l?alimentazione dal caricabatteria esterno, comprende un modulo di acquisizione di tensione 30, atto ad acquisire la tensione di batteria Vb del modulo di immagazzinamento di energia 2. Nella forma di realizzazione illustrata, tale modulo di acquisizione di tensione 30 ? accoppiato al terminale positivo HV<+ >del modulo di immagazzinamento di energia 2, tramite il diodo di protezione 14 ed il fusibile di protezione 15.
Il circuito elettronico 12 comprende inoltre un modulo comparatore 32, accoppiato al suddetto modulo di acquisizione di tensione 30 e configurato in modo da confrontare il valore della tensione acquisita con il primo o il secondo valore di riferimento Vref1, Vref2, al fine di determinare la chiusura o, rispettivamente, l?apertura del percorso di corrente di ricarica P.
Come indicato anche in precedenza, il modulo comparatore 32 pu? essere vantaggiosamente tarabile a diverse soglie di intervento, a seconda delle specifiche esigenze e della specifica applicazione (in maniera di per s? nota, possono essere previsti a tal fine elementi ?Jumper? o ?Dip Switch? o analoghi elementi di regolazione, qui non illustrati).
Il circuito elettronico 12 comprende inoltre un elemento interruttore 34, ad esempio un MOSFET, ed un modulo di pilotaggio 35.
L?elemento interruttore 34 ha, nella forma di realizzazione illustrata, un primo terminale di conduzione corrente collegato al morsetto positivo M<+ >della batteria 1, un secondo terminale di conduzione corrente accoppiato al terminale positivo HV<+ >del modulo di immagazzinamento di energia 2, tramite il diodo di protezione 14 ed il fusibile di protezione 15, ed un terminale di controllo collegato all?uscita del modulo di pilotaggio 35.
In maniera non illustrata, pu? essere presente un dissipatore di calore per consentire di disperdere le perdite termiche del MOSFET durante il passaggio della corrente di ricarica di emergenza.
Il modulo di pilotaggio 35, collegato all?uscita del modulo comparatore 32, ? configurato in modo da generare un segnale di controllo e pilotaggio per l?elemento interruttore 34, in funzione del confronto della tensione acquisita con il primo ed il secondo valore di riferimento Vref1, Vref2 da parte dello stesso modulo comparatore 32, tale da chiudere o aprire l?elemento interruttore 34 e chiudere o aprire cos? il percorso di ricarica di emergenza P.
Il suddetto circuito elettronico di ricarica 12 ? ad esempio realizzato in maniera integrata, con gli associati componenti elettronici accoppiati a, e supportati da, un circuito stampato (PCB ? Printed Circuit Board), qui non illustrato, atto ad essere inserito in modo opportuno all?interno dell?involucro 1? della batteria 1, in modo non visibile esternamente e non comportando modifiche di aspetto ed interfaccia della stessa batteria 1 (senza pertanto richiedere modifiche di collegamento e cablaggio nei confronti dell?interfaccia con l?esterno, ad esempio con un veicolo a trazione elettrica o con altre apparecchiature elettriche di un sistema di accumulo di energia).
I vantaggi conseguiti dalla presente soluzione emergono in maniera evidente dalla descrizione precedente.
In particolare, la presente soluzione consente di effettuare la ricarica di batterie al litio in condizione di emergenza, le cui celle si trovino in una condizione di scarica profonda, in maniera efficiente, economica, rapida ed automatica, senza richiedere interventi di manutenzione da parte di personale specializzato e senza richiedere la sostituzione delle stesse batterie al litio, consentendo di eseguire operazioni in loco anche da parte di personale non formato tecnicamente (l?intervento del sistema ? infatti automatico e non richiede competenze tecniche da parte dell?utente finale).
La presente soluzione consente ad un qualsiasi caricabatteria esterno generico dotato di curva di carica indipendente da riferimento ricevuto dal sistema BMS (i cosiddetti caricabatteria a curva di carica fissa) di ricaricare la batteria al litio; analogamente, la presente soluzione consente altres? ad un qualsiasi caricabatteria esterno dotato di comando digitale (ad esempio tramite CANBUS) o analogico (ad esempio tramite segnale PWM) di eseguire il ciclo di ricarica preliminare in una condizione di ricarica emergenza, potendo recuperare la batteria al litio scaricatasi in maniera profonda in modo totalmente automatico senza intervento da parte dell?operatore.
Vantaggiosamente, il sistema secondo la presente soluzione non comporta alcun consumo energetico aggiuntivo, poich? non preleva energia dalla batteria al litio in cui ? integrata, ma esclusivamente da un caricabatteria o alimentatore esterno quando attivato e collegato ai morsetti della stessa batteria.
Il sistema secondo la presente invenzione consente dunque la semplice ricarica della batteria al litio nei veicoli a trazione elettrica fermi a causa della batteria scarica, o analogamente nei sistemi di accumulo stazionario, evitando ad esempio gli effetti di black out del sistema di alimentazione.
La presente soluzione evita dunque nella maggior parte dei casi disservizi prolungati, offre una maggior tutela ambientale evitando l?inutile precoce deperimento di batterie lasciate eventualmente inserite in un veicolo a trazione elettrica non utilizzato e scaricate profondamente, o le situazioni di fermo/black out in sistemi di accumulo di energia da fonte rinnovabile.
Inoltre, vantaggiosamente, il sistema secondo la presente soluzione ? facilmente configurabile in funzione delle batterie al litio all?interno della quale ? applicato, non comportando inoltre modifiche alle funzionalit? software e alle specifiche hardware del modulo BMS delle stesse batterie.
Alla presente soluzione possono inoltre essere applicate variazioni e modifiche, senza per questo uscire dall?ambito di protezione identificato dalle allegate rivendicazioni.
In particolare, si evidenzia che la presente soluzione consente il recupero da scarica profonda ed ? integrabile in batterie al litio di diversa tecnologia e tipologia, a titolo esemplificativo e non esaustivo a Litio Ioni o Li-Ion, Litio Polimeri o LP, Litio Ferro Fosfato o LFP o LiFePO4, Litio Titanato o LTO, Litio Nichel Manganese Cobalto o NMC, Litio Nichel Cobalto Alluminio o NCA, e con celle al litio di diversa forma e dimensione e con tensione nominale compresa ad esempio tra 9 V e 48 V.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI
1. Sistema di ricarica di emergenza (10) di una batteria (1) dotata, all?interno di un involucro (1?), di un modulo di immagazzinamento di energia (2), includente una pluralit? di celle elementari (4) ed avente un terminale positivo (HV<+>) ed un terminale positivo (HV-) tra cui ? presente una tensione di batteria (Vb), e di un modulo elettronico di gestione (6), accoppiato al modulo di immagazzinamento di energia (2) ed atto a gestire il funzionamento della batteria (1), detta batteria (1) avendo, esternamente all?involucro (1?), un morsetto positivo (M<+>) e un morsetto negativo (M-), atti ad essere collegati, in una fase di ricarica di energia, ad un caricabatteria esterno, per la ricarica delle celle elementari (4) del modulo di immagazzinamento di energia, caratterizzato dal fatto di comprendere un circuito elettronico (12) integrato in detto involucro (1?) e collegato ai morsetti positivo e negativo (M<+>, M-) della batteria (1) ed inoltre accoppiato al modulo di immagazzinamento di energia (2) in modo da acquisire la tensione di batteria (Vb); in cui detto circuito elettronico (12) ? configurato in modo da rilevare, in funzione del valore della tensione di batteria (Vb), una condizione di scarica delle celle elementari (4) del modulo di immagazzinamento di energia (2) ed implementare un percorso di ricarica di emergenza (P), che bypassa il modulo elettronico di gestione (6) per il trasferimento di una corrente elettrica di ricarica di emergenza (Ir) verso il modulo di immagazzinamento di energia (2).
2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detto circuito elettronico (12) ? configurato in modo da confrontare il valore della tensione di batteria (Vb) con un primo valore di riferimento di tensione (Vref1), indicativo di una condizione di scarica profonda di dette celle elementari (4), ed in modo da abilitare detto percorso di ricarica di emergenza (P) in funzione dell?esito del confronto.
3. Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui detto circuito elettronico (12) ? inoltre configurato in modo da confrontare il valore della tensione di batteria (Vb) con un secondo valore di riferimento di tensione (Vref2), maggiore del primo valore di riferimento di tensione (Vref1), ed in modo da disabilitare detto percorso di ricarica di emergenza (P) in funzione dell?esito del confronto.
4. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la batteria (1) presenta, internamente all?involucro (1?), un elemento interruttore di protezione (8), interposto tra un rispettivo morsetto (M<+>) della batteria (1) ed un rispettivo terminale (HV<+>) del modulo di immagazzinamento di energia (2) e controllato, mediante un segnale di controllo (Sc), dal modulo elettronico di gestione (6), detto modulo elettronico di gestione (6) essendo configurato per controllare la chiusura dell?elemento interruttore di protezione (8) e consentire un flusso di corrente di ricarica dal caricabatteria esterno verso le celle elementari (4) del modulo di immagazzinamento di energia (2) in una condizione di ricarica normale; in cui detto percorso di ricarica di emergenza (P) ? atto ad accoppiare detto rispettivo morsetto (M<+>) della batteria (1) a detto rispettivo terminale (HV<+>) del modulo di immagazzinamento di energia (2), in parallelo a, e bypassando, detto elemento interruttore di protezione (8).
5. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto circuito elettronico (12) ? accoppiato al terminale positivo (HV<+>) del modulo di immagazzinamento di energia (2) mediante un diodo di protezione (14), configurato in modo da consentire il passaggio di corrente soltanto in una direzione di ricarica verso detto terminale positivo (HV<+>), in serie ad un fusibile di protezione da sovracorrente (15), detto percorso di ricarica di emergenza (P) comprendendo detti diodo di protezione (14) e fusibile di protezione da sovracorrente (15).
6. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto circuito elettronico (12) comprende internamente un elemento interruttore (34), comandato in chiusura o apertura in modo da abilitare o disabilitare detto percorso di ricarica di emergenza (P); in cui la chiusura di detto elemento interruttore (34) consente il passaggio della corrente elettrica di ricarica di emergenza (Ir) dal caricabatteria esterno verso detto modulo di immagazzinamento di energia (2), in tal modo implementando la ricarica di emergenza delle celle elementari (4).
7. Sistema secondo la rivendicazione 6, in cui detto circuito elettronico (12) comprende inoltre: un modulo di acquisizione di tensione (30), configurato in modo da acquisire la tensione di batteria (Vb); un modulo comparatore (32), accoppiato a detto modulo di acquisizione di tensione (30) e configurato in modo da confrontare il valore della tensione acquisita con un primo (Vref1) o un secondo (Vref2) valore di riferimento; ed un modulo di pilotaggio (35), collegato all?uscita del modulo comparatore (32) e configurato in modo da generare un segnale di pilotaggio per l?elemento interruttore (34), in funzione del confronto della tensione acquisita con il primo ed il secondo valore di riferimento (Vref1, Vref2), tale da chiudere o aprire l?elemento interruttore (34) e chiudere o aprire cos? il percorso di ricarica di emergenza (P).
8. Sistema secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui detto elemento interruttore (34) ? un transistore MOSFET avente un primo terminale di conduzione corrente collegato al morsetto positivo (M<+>) della batteria (1), un secondo terminale di conduzione corrente accoppiato al terminale positivo (HV<+>) del modulo di immagazzinamento di energia (2) ed un terminale di controllo collegato all?uscita del modulo di pilotaggio (35).
9. Batteria (1), integrante il sistema di ricarica di emergenza (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
10. Batteria secondo la rivendicazione 9, del tipo al Litio, di accumulo stazionario da fonte di energia rinnovabile, o di trazione con funzione di alimentazione di azionamenti e/o motori elettrici.
11. Metodo di ricarica di emergenza di una batteria (1) dotata, all?interno di un involucro (1?), di un modulo di immagazzinamento di energia (2), includente una pluralit? di celle elementari (4) ed avente un terminale positivo (HV<+>) ed un terminale positivo (HV-) tra cui ? presente una tensione di batteria (Vb) e di un modulo elettronico di gestione (6), accoppiato al modulo di immagazzinamento di energia (2) ed operante per gestire e monitorare il funzionamento della batteria (1), detta batteria (1) avendo, esternamente all?involucro (1?), un morsetto positivo (M<+>) ed un morsetto negativo (M-),
comprendente collegare, in una fase di ricarica di energia, detti morsetti positivo e negativo (M<+>, M-) ad un caricabatteria esterno, per la ricarica delle celle elementari (4) del modulo di immagazzinamento di energia (2); e caratterizzato dal fatto di comprendere:
acquisire la tensione di batteria (Vb);
rilevare una condizione di scarica delle celle elementari (4) del modulo di immagazzinamento di energia (2) in funzione del valore della tensione di batteria (Vb); ed implementare un percorso di ricarica di emergenza (P) che bypassa il modulo elettronico di gestione (6) per il trasferimento di una corrente elettrica di ricarica di emergenza (Ir) verso il modulo di immagazzinamento di energia (2).
12. Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente confrontare il valore della tensione di batteria (Vb) con un primo valore di riferimento di tensione (Vref1), indicativo di una condizione di scarica profonda di dette celle elementari (4), ed abilitare detto percorso di ricarica di emergenza (P) in funzione dell?esito del confronto.
13. Metodo secondo la rivendicazione 12, comprendente inoltre confrontare il valore della tensione di batteria (Vb) con un secondo valore di riferimento di tensione (Vref2), maggiore del primo valore di riferimento di tensione (Vref1), e disabilitare detto percorso di ricarica di emergenza (P) in funzione dell?esito del confronto.
14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 11-13, in cui la batteria (1) presenta, internamente all?involucro (1?), un elemento interruttore di protezione (8), interposto tra un rispettivo morsetto (M<+>) della batteria (1) ed un rispettivo terminale (HV<+>) del modulo di immagazzinamento di energia (2); comprendente controllare, da parte del modulo elettronico di gestione (6), la chiusura dell?elemento interruttore di protezione (8) e consentire un flusso di corrente di ricarica dal caricabatteria esterno verso le celle elementari (4) del modulo di immagazzinamento di energia (2) in una condizione di ricarica normale; in cui detto percorso di ricarica di emergenza (P) accoppia detto rispettivo morsetto (M<+>) della batteria (1) a detto rispettivo terminale (HV<+>) del modulo di immagazzinamento di energia (2), in parallelo a, e bypassando, detto elemento interruttore di protezione (8).
15. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 11-14, in cui detta batteria (1) ? del tipo al Litio.
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