Modellizzazione a parametri concentrati di una batteria agli ioni di litio

Lithium-ion batteries are reversible electrochemical accumulators that are characterized by high energy and power density, features that have made them popular for powering portable, mobility, and stationary electronic devices. These systems are subject to dangerous degradation phenomena if they operate outside their design conditions. To this end, lithium batteries when assembled in stacks require the implementation of a Battery Management System (BMS), capable of managing their power by monitoring and predicting operating conditions. The BMS requires reliable mathematical models capable of predicting the temperature evolution of the cells in the stack. A zero-dimensional finite difference model for commercial cylindrical lithium cells implemented on MATLAB software is provided here.

Le batterie agli ioni di litio sono accumulatori elettrochimici reversibili che si contraddistinguono per l’elevata densità energetica e di potenza, caratteristiche che li hanno resi popolari per l’alimentazione di dispositivi elettronici portatili, mobilità e stazionari. Questi sistemi sono soggetti a pericolosi fenomeni degradativi qualora operino al di fuori delle condizioni di progetto. A tale scopo, le batterie al litio quando riunite in stack richiedono l’implementazione di un Battery Management System (BMS), capace di gestirne la potenza controllando e predicendo le condizioni di esercizio. Il BMS richiede modelli matematici affidabili capaci di prevedere l’evoluzione della temperatura delle celle dello stack. Viene qui fornito un modello zero dimensionale a differenze finite per celle commerciali al litio cilindriche implementato su software MATLAB.