Analisi e modellazione elettro-termica della gestione batteria in fase di ricarica: Validazione sperimentale su Kia EV3

La progressiva diffusione dei veicoli elettrici rende sempre più rilevante l’analisi dei sistemi di accumulo di energia, in particolare durante le fasi di ricarica, che rappresentano una delle condizioni operative più gravose per la batteria e di interesse particolare anche per l’utente finale in relazione alle tempistiche di rifornimento. In questo contesto, la gestione termica del pacco batteria assume un ruolo centrale, poiché influisce direttamente sulle prestazioni, sulla sicurezza e sulla durata del sistema. Il presente lavoro si propone di analizzare il comportamento elettro-termico di una batteria agli ioni di litio durante i processi di carica, analizzando interazioni tra stato di carica, temperature e limiti di potenza imposti dal sistema di gestione della batteria. Dopo una trattazione introduttiva sulle principali tecnologie di batterie agli ioni di litio e sui sistemi di Battery Thermal Management, l’attenzione viene focalizzata su un caso studio reale relativo a un veicolo elettrico di produzione, la Kia EV3 in versione Long Range. A partire da dati sperimentali acquisiti durante diverse sessioni di ricarica reali tramite interfaccia OBD ufficiale, viene sviluppato un modello in ambiente Simulink con lo scopo di riprodurre l’andamento delle principali grandezze elettriche e termiche del sistema HV interno all’auto elettrica. Il modello, basato su un approccio fisicamente coerente e orientato all’analisi del processo di ricarica, consente di analizzare l’evoluzione della temperatura del pacco batteria e di valutare l’influenza delle condizioni operative sulle strategie di limitazione della potenza di ricarica. I risultati ottenuti permettono di confrontare il comportamento simulato con i dati sperimentali disponibili e di evidenziare il ruolo della gestione termica durante la ricarica ad alta potenza. Il lavoro fornisce inoltre una base metodologica per possibili sviluppi futuri, orientati alla previsione del comportamento della batteria e al supporto delle strategie di controllo termico nei veicoli elettrici.