La ricarica della batteria 12V nelle auto elettriche: esempio Fiat 500e
Nelle vetture elettriche la batteria 12V resta fondamentale. Senza di questa non è possibile attivare i componenti di alta tensione, fra i quali la stessa batteria di alta tensione. In poche parole, senza i 12 Volt la vettura è "morta"!
Ma in mancanza dell'alternatore, chi ricarica la batteria dei servizi a 12 Volt?, vediamo ad esempio la fiat 500 elettrica.
Legenda:
- 1. PEB (AMP)
- 2. Basetta di distribuzione su batteria 12V
- 3. Batteria 12V al Piombo
- 4. Cavo di collegamento a massa batteria 12V
- 5. Cavo di ricarica batteria 12V da AMP
- 6. Cavo di collegamento a massa PEB (APM)
DESCRIZIONE:
La rete a 12V della vettura, denominata rete a Bassa Tensione o LV (Low Voltage), non differisce da una rete di alimentazione 12V relativa ad una vettura con motorizzazione a combustione interna, ed è alimentata da una batteria al Piombo 12V posizionata in vano motore. Tale batteria viene mantenuta carica dal modulo APM (Auxiliary Power Module). Il modulo APM è posizionato fisicamente all’interno di un componente (il numero 1 dell'immagine precedente) denominato PEB e fa parte del modulo IDCM. In pratica è un convertitore DC/DC che si occupa di generare la tensione 12V, cosi come fa un in un’architettura tradizionale l’alternatoreIl modulo APM riduce, tramite un circuito elettronico, la tensione di circa 400V prelevata dalla batteria Alta Tensione a circa 13,8V. Tale modulo è sempre attivo quando i contattori di potenza della batteria Alta Tensione sono chiusi, pertanto in tale condizione la batteria 12V al Piombo e tutta la rete 12V della vettura vengono alimentate da APM.Il modulo APM in alcune particolari condizioni (fra le quali, ad esempio, cofano aperto) può venire comandato da IDCM a non erogare tensione.
FUNZIONAMENTO
Quando la vettura è nello stato chiave «ELECTRIC» oppure «OFF» il convertitore DC/DC attinge energia dalla batteria Alta Tensione per ricaricare la batteria 12V. La ricarica in condizioni OFF della batteria 12V segue una logica che si basa sul valore del suo SOC al momento in cui la vettura viene posta in OFF. In questo istante il modulo EVCU stabilisce un timer (in giorni) alla scadenza del quale il sistema si risveglia (anche se la vettura è in OFF) e, se sussistono determinate condizioni (vedi esempio pagina seguente), provvede a ricaricare la batteria 12V. L’attivazione del timer dipende dal livello di SOC reale della batteria Alta Tensione (per attivarsi deve essere superiore o uguale al 10% reale), mentre la durata del timer dipende dal livello del SOC della batteria 12V al momento in cui la vettura viene posta in OFF e segue un profilo lineare come indicato nel grafico sottostante.
Esempio:
Supponiamo che al momento dello spegnimento della vettura (OFF) il SOC della batteria 12V sia 60%. In EVCU viene impostato un timer di circa 2,4 giorni (vedi grafico sottostante punto «A») trascorsi i quali (con vettura sempre in OFF) il sistema si risveglia e rileva nuovamente il SOC della batteria 12V. Se quest’ultimo è superiore al 80 % (non è il nostro caso) il convertitore DC/DC non provvederà a ricaricare e setterà il timer ad un valore relativo al SOC rilevato (da 5 a 7 giorni). La ricarica avverrà solo se il SOC è inferiore od uguale al 80%. Supponiamo che lo sia. Quanto tempo durerà la ricarica?
Durerà fino al raggiungimento di uno di queste tre condizioni:
- SOC batteria 12V > 80%
- SOC (reale) batteria HV <= 10%
- Timer di ricarica = 4 ore
