Un controllo intelligente nel sistema dei veicoli elettrici con DBS e BMS integrati per una soluzione sostenibile

Perché batterie più intelligenti sono importanti per le auto elettriche

Le auto elettriche promettono aria più pulita e strade più silenziose, ma il loro successo dipende ancora da un componente testardo: la batteria. Gli utenti si preoccupano dell’autonomia, dei tempi di ricarica e della durata prima che la batteria debba essere sostituita. Questo studio esplora un nuovo modo di gestire un veicolo elettrico usando due batterie che cooperano, un sistema di controllo intelligente e il supporto del sole, tutti coordinati per estrarre più energia utile da ogni carica e mantenere il pacco batteria in salute più a lungo.

Due batterie valgono più di una

I ricercatori propongono un sistema a doppia batteria in cui un veicolo elettrico utilizza due pacchi batteria separati anziché affidarsi a uno solo. Un’unità di controllo dedicata, nota come sistema di gestione della batteria (Battery Management System), monitora costantemente la tensione, la temperatura e il livello di carica di entrambi i pacchi. Piuttosto che prelevare energia in modo uniforme o a caso, il sistema decide in tempo reale quale batteria deve fornire potenza e quale può riposare o essere ricaricata. Condividendo il carico di lavoro, le due batterie evitano scariche profonde e condizioni operative stressanti che tipicamente accorciano la vita della batteria e limitano l’autonomia di marcia.

Come il controllo intelligente mantiene l’energia in equilibrio

Al centro dell’approccio c’è un controllore intelligente che esegue un bilanciamento dinamico del carico. Misura lo stato di carica di ciascuna batteria e confronta le loro tensioni, quindi utilizza interruttori elettronici per indirizzare la potenza dove serve. Quando una batteria è più scarica, il controllore può favorire il pacco più sano o ricaricare quello più debole se è disponibile energia da altre fonti. Il team ha costruito e testato questa logica usando simulazioni MATLAB/Simulink e un piccolo prototipo hardware basato su un microcontrollore Arduino, sensori, relè e celle agli ioni di litio. Nel prototipo, una batteria può alimentare il veicolo mentre l’altra viene ricaricata, e il sistema inverte automaticamente i ruoli man mano che cambiano i livelli di carica.

Aggiungere il sole al mix energetico

Il progetto del veicolo integra anche pannelli solari per sostenere le batterie. Moduli fotovoltaici montati esternamente convogliano la loro energia attraverso un convertitore che cerca continuamente il punto di massima resa del pannello, metodo noto come Maximum Power Point Tracking. L’energia solare raccolta viene quindi indirizzata nel sistema a doppia batteria tramite lo stesso controllore intelligente che gestisce la potenza di marcia. Sebbene il contributo solare sia modesto rispetto alla capacità principale della batteria, può estendere il tempo di funzionamento, aiutare a mantenere livelli di carica più sani durante l’uso diurno e ridurre la dipendenza dall’elettricità prelevata dalla rete, specialmente in regioni soleggiate.

Dal modello di laboratorio alla guida reale

Per capire come l’idea si comporta nel tempo, gli autori hanno prima misurato come una singola batteria agli ioni di litio da 12 V si scarica alimentando un carico elettrico pensato per imitare un piccolo veicolo. Tensione e stato di carica sono calati costantemente nel corso di diverse ore. Hanno quindi ripetuto i test con il sistema a doppia batteria attivo. In questo caso, una batteria iniziava a fornire potenza mentre l’altra veniva ripetutamente ricaricata dai pannelli solari e veniva messa in servizio una volta raggiunto il livello di carica target. In un periodo operativo di otto ore, il sistema combinato ha mantenuto livelli di carica più sani e un profilo di tensione più stabile rispetto alla batteria singola, continuando a fornire potenza ai motori.

Cosa significano i risultati per gli utenti quotidiani

In termini semplici, lo studio mostra che trattare il pacco batteria come una squadra gestita invece che come un singolo elemento può portare vantaggi. Coordinando due batterie, indirizzando l’energia in modo intelligente e aggiungendo un apporto solare costante, il prototipo ha raggiunto una maggiore efficienza complessiva (circa l’85%), ha ridotto gli sprechi energetici e ha mantenuto le batterie in un intervallo di carica più sicuro intorno al 60% invece di lasciarle oscillare dal quasi pieno al quasi vuoto. Per gli automobilisti, questa combinazione potrebbe tradursi in maggiore autonomia per carica, meno soste per la ricarica e invecchiamento più lento delle batterie. Sebbene questo lavoro sia ancora a livello sperimentale, indica una direzione per i futuri veicoli elettrici che gestiscono silenziosamente più fonti energetiche per offrire un viaggio più fluido, affidabile e sostenibile.

Citazione: Prashant, Verma, G., Virmani, R. et al. An intelligent controlling in electric vehicle system with integrated DBS and BMS for sustainable solution. Sci Rep 16, 13734 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42354-w

Parole chiave: veicoli elettrici, gestione della batteria, sistema a doppia batteria, ricarica solare, efficienza energetica