Progetto di un sistema per il monitoraggio dello stato di batterie agli ioni di litio basato su spettroscopia di impedenza

Al giorno d'oggi le batterie ricoprono un ruolo fondamentale nella vita della maggior parte delle persone dato che la quasi totalità di dispositivi elettronici ne fa uso. Partendo dallo smartphone per arrivare all'auto elettrica fra le più utilizzate vi sono quelle agli ioni di litio per via della loro alta densità energetica e dimensioni contenute. Queste batterie sono sottoposte ad un elevato numero di cicli di carica e scarica che col tempo ne determinano il danneggiamento. Come ogni tecnologia sono presenti anche degli svantaggi quali l'elevato costo e la predisposizione ad incendiarsi nel caso si surriscaldino o vengano danneggiate. Risulta perciò fondamentale riuscire a stimare correttamente sia lo State of Charge (SoC) di tali batterie sia lo State of Health (SoH). Questo lavoro di tesi sfrutta proprio questa tecnica ed è pensato per una futura miniaturizzazione per poter essere inserito all'interno di dispositivi mobili. Al momento l'interfacciamento fra il sistema di misura ed operatore avviene tramite cavo USB. Il collegamento tra il circuito di misura e computer risulta necessario in quanto il microcontrollore utilizzato non dispone di una potenza di calcolo sufficiente per eseguire la FFT direttamente e di conseguenza risulta necessario elaborare i dati ottenuti su un'altra macchina. Il sistema è in grado di effettuare misure ripetute al costo però di scaricare leggermente la batteria dopo ognuna di esse. è possibile programmare il sistema per effettuare misure in funzione della corrente di scarica della batteria. Nel caso venga richiesta un'elevata corrente alla batteria questa si scaricherà più velocemente e di conseguenza risulta necessario stimare più frequentemente lo SoC. Al contrario, se alla batteria viene richiesta una corrente bassa o nulla è possibile andare ad effettuare le misure con più parsimonia in modo tale da non scaricare eccessivamente la batteria.