IT202000004672A1 - Sistema e metodo di gestione e controllo dell'alimentazione elettrica per un veicolo avente almeno una ruota motrice azionata da almeno un motore elettrico di trazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale

Formano oggetto del presente trovato un sistema e un metodo di gestione e controllo dell?alimentazione elettrica per l?azionamento di motori elettrici di un veicolo a trazione elettrica, ed un'apparecchiatura di azionamento del veicolo.

Sono note nel settore tecnico del trasporto, particolarmente su strada, attuazioni di veicoli elettrici ad una o pi? ruote di trazione con azionamento puramente elettrico e/o ibrido.

Esempi della tecnica nota sono rappresentati in fig.1 nella quale sono evidenziati schemi di attuazione dei pi? diffusi sistemi di trazione applicati ad un singolo asse di un veicolo con due ruote motrici.

In maggior dettaglio

fig.1 a: sistema puramente elettrico comprendente un accumulatore costituito da una batteria ricaricabile B1, la cui carica pu? essere completamente ristabilita mediante l'applicazione di un'adeguata alimentazione di energia elettrica da rete 1 ; l?energia elettrica erogata dalla batteria aziona un motore elettrico 2 collegato all?asse delle ruote motrici R1,R2;

in fig.1b,1c sistemi ibridi che prevedono:

fig. 1 b: sistema ibrido parallelo con azionamento delle ruote motrici R1,R2 tramite una batteria B1 o alternativamente tramite un motore termico 5, comprendente una catena di alimentazione identica a quella di fig.1 a e un motore termico 5 alimentato tramite combustibile 5a e collegato ad un generatore elettrico 5b atto alla ricarica della batteria B1; il motore elettrico 2 e il motore termico 5 sono collegati ad un nodo 9m di tipo elettro-meccanico dal quale l?una e/o l?altra energia meccanica perviene alle ruote motrici R1.R2; e

fig.1 c sistema ibrido serie di azionamento delle ruote motrici R1.R2 con la sola energia elettrica fornita al motore elettrico 2, attraverso un il nodo 9e di tipo elettrico, dalla batteria B1 o dal generatore elettrico 5b alimentato dal motore termico 5; il generatore elettrico 5b ? atto a sostituirsi alla batteria quando la stessa ? scarica e a ricaricarla automaticamente con veicolo fermo, o in movimento; la batteria pu? essere ricaricata anche tramite l'energia prodotta dal veicolo in decelerazione o frenata.

Sebbene funzionali, tutte le tipologie di veicoli a trazione elettrica presentano gli stessi inconvenienti che, nella pratica, ne limitano la diffusione; si verifica in particolare che gli stessi presentano una limitata autonomia, risultando pertanto efficaci solamente per brevi tragitti urbani e, anche se ricaricabili da rete elettrica, presentano in generale una potenza inferiore a quella di un motore a combustione interna e una capacit? della batteria dell?ordine dei 40kWh.

Allo stato dell'arte e in condizioni particolarmente favorevoli, sia stradali sia di temperatura (20-25?C), e tenendo conto del fatto che una batteria ? in grado di erogare una potenza elettrica massima pari al doppio della sua capacit?, un veicolo puramente elettrico anche con una batteria di capacit? di circa 40kWh, pu? percorre al massimo poche centinaia di chilometri.

Si rende pertanto necessario provvedere a una diffusione capillare di postazioni di ricarica e, nel caso di postazioni pubbliche, ciascuna con un numero sufficiente di colonnine a causa del tempo di ricarica di ogni veicolo (dell'ordine del quarto d'ora almeno).

Per estendere l'autonomia chilometrica, i veicoli elettrici ibridi serie comprendono un motore a combustione interna che ha, generalmente, una potenza inferiore a quella del motore elettrico, ma l?aumentata autonomia chilometrica dipende soltanto dalla capacit? del serbatoio del combustibile di alimentazione del motore a combustione interna.

La gestione e l'ottimizzazione del funzionamento dei veicoli elettrici puri e/o ibridi ? affidata ad una o pi? apparecchiature elettroniche che costituiscono il sistema di gestione e controllo dell'energia (EMS: Energy Management System), il quale riceve segnali da sensori applicati ai diversi componenti del veicolo ed invia rispettivi comandi. Il sistema di gestione riceve, inoltre, comandi dal conducente (acceleratore, freno) ed eventualmente informazioni di destinazione per un navigatore intelligente che deve fornire anche la posizione delle stazioni di ricarica e rifornimento carburante lungo il percorso prestabilito.

Per quanto riguarda i pi? diffusi veicoli ibridi serie, si possono riassumere le seguenti caratteristiche base di configurazione:

? motore elettrico alimentato dalla sola batteria fino a che questa ? carica almeno al 20% (o altro valore di soglia);

? raggiunto il valore di soglia entra in funzione il motore a combustione interna funzionante a velocit? costante per ottimizzare il rendimento della combustione;

? il motore elettrico di trazione ? quindi alimentato da un generatore elettrico mentre la batteria pu? essere ricaricata con l'eccesso di potenza disponibile fornita dal motore a combustione interna; alternativamente la batteria coopera con il generatore elettrico per fornire la potenza richiesta dal motore elettrico;

? non esiste un sistema di controllo automatico per la ricarica della batteria.

La semplicit? del funzionamento ? pagata dall'inconveniente che al termine del percorso la batteria possa essere completamente scarica e non sia conseguentemente possibile accedere a zone urbane vietate a motori termici rendendo eventualmente necessaria una sosta del veicolo al limite di queste zone, per ricaricare, almeno parzialmente, la batteria.

Si pone pertanto il problema tecnico di mettere a punto un sistema di gestione e controllo ed una innovativa apparecchiatura di trazione elettrica, che consenta di ovviare a, o quantomeno limitare, le principali problematiche della tecnica nota, consentendo in particolare una aumentata autonomia di erogazione di potenza atta a consentire una aumentata percorrenza di un veicolo che utilizzi tale apparecchiatura e/o una pi? efficace gestione delle fonti di energia disponibili.

Nell?ambito di tale problema si richiede inoltre che l?apparecchiatura e il sistema di gestione e controllo siano atti a migliorare la vita utile della batteria.

Si richiede inoltre che l?apparecchiatura e il controllo risultino di contenuti ingombri, di facile ed economica produzione ed assemblaggio.

Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un sistema di gestione e controllo con un?unit? di commutazione secondo le caratteristiche di rivendicazione 1, da un?apparecchiatura di alimentazione elettrica e/o controllo dell?azionamento di almeno un motore elettrico di azionamento di almeno una ruota motrice di un veicolo comprendente almeno due batterie secondo la rivendicazione 14 e da un metodo di gestione e controllo secondo la rivendicazione 19.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione dell?oggetto del presente trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:

in figura 1a,1b,1c : schemi di azionamenti elettrici puri e ibridi secondo tecnica nota;

in figura 2 : uno schema semplificato di una prima forma di attuazione di un?apparecchiatura di azionamento elettrico per veicoli a due ruote motrici con sistema di gestione e controllo secondo il presente trovato;

in figura 3 : uno schema dell?apparecchiatura di fig.2 con il dettaglio dei flussi informativi da/per l?unit? di controllo delle varie unit? operative; in figura 4 : uno schema semplificato dell?apparecchiatura di fig.3 applicata ad un veicolo a quattro ruote motrici con quattro motori elettrici di azionamento;

in figura 5 : uno schema generale di un secondo esempio di attuazione di un?apparecchiatura di azionamento elettrico per veicoli a una o pi? ruote motrici e a tre o pi? batterie, con sistema di gestione e controllo secondo il presente trovato;

in figura 6 : uno schema semplificato di un esempio di logica di controllo attuata da un?unit? di controllo di un sistema di gestione e controllo del presente trovato;

in figura 7 : un grafico di cicli di scarica/ricarica delle batterie di un?apparecchiatura di azionamento con due batterie secondo il presente trovato, in condizioni di funzionamento a potenza erogata in uscita pari a un valore di Potenza Media, con rispettive illustrazioni di schemi circuitali di collegamento e di flusso di potenza; e

in figura 8 : un grafico di cicli di scarica/ricarica delle batterie di un?apparecchiatura di azionamento con due batterie secondo il presente trovato, in condizioni di funzionamento a potenza erogata in uscita pari a un valore di Potenza Elevata, con rispettive illustrazioni di schemi circuitali di collegamento e di flusso di potenza elettrica.

Per gli scopi di discrezione del presente trovato e senza significato limitativo, si far? nel seguito riferimento alle seguenti definizioni:

POUT: Potenza elettrica da erogare (richiesta) in uscita ad un?unit? di commutazione del sistema di gestione e controllo. Tale potenza da erogare in uscita include una potenza PEM richiesta/erogata per l?azionamento dell?uno o pi? motori elettrici di azionamento dell?una o pi? ruote motrici del veicolo e/o una potenza Pserv richiesta per l?alimentazione di impianti di servizio, che comprendono dispositivi e unit? operative diversi dai motori di azionamento delle ruote motrici del veicolo, quali ad esempio un?unit? di controllo, luci, impianti di condizionamento, raffreddamento, intrattenimento, etc.

PEG: Potenza elettrica disponibile/fornita in ingresso all?unit? di commutazione di un sistema di gestione e controllo del trovato. In particolare prodotta mediante un generatore ausiliario alimentato da un motore termico del veicolo.

Batteria: unit? ricaricabile accumulatrice di energia elettrica. Pu? anche essere composta da pi? batterie ricaricabili collegate in serie.

EMAX: quantit? di energia immagazzinata elettrica totale disponibile di una batteria completamente carica.

EMIN- quantit? di energ?a elettrica residua in una batteria tale per cui la batteria si considera scarica.

VREF: potenziale, valore di tensione o polo comune a cui sono collegati tutti gli stessi poli, ad esempio negativi, di ciascuna batteria.

Pu? ad esempio essere una massa di riferimento del veicolo, generalmente ottenuta mediante un collegamento al telaio del veicolo. Nell?uso di un veicolo dotato di un sistema o apparecchiatura secondo il trovato, a tale potenziale comune saranno generalmente collegati tutti gli utilizzatori e/o generatori elettrici del veicolo.

Batteria in erogazione: Batteria collegata al nodo di uscita dell?unit? di commutazione per la fornitura di una potenza elettrica in uscita.

Batteria in ricarica: Batteria collegata al nodo di ingresso dell?unit? di commutazione in presenza di una fonte di energia/potenza elettrica collegata al nodo di ingresso.

Batteria in standby: Batteria scollegata sia dal nodo di ingresso che dal nodo di uscita dell?unit? di commutazione, e preferibilmente dotata di una carica residua (maggiore di EMIN)?

??? : variazione della energia disponibile di una batteria in erogazione tale per cui viene comandata una commutazione di una configurazione di collegamento.

?EG : potenza elettrica in eccesso fornita in ingresso all?unit? di commutazione, non necessaria per l?ottenimento della richiesta potenza

POUT da erogare in uscita, e quindi eventualmente utilizzabile per la ricarica di una batteria.

Tc: tempo d? ciclo per la commutazione ad una diversa configurazione di collegamento. Per una configurazione di apparecchiatura di azionamento con due batterie Tc= ??B/ ????.

Come illustrato in fig.2, e assunta per comodit? di descrizione una direzione da monte verso valle del flusso di corrente/energia/potenza elettrica da dispositivi di alimentazione in ingresso verso i motori elettrici 2 e le ruote motrici, un esempio di apparecchiatura per l?azionamento di ruote motrici R1,R2, per veicoli elettrici secondo il trovato comprende sostanzialmente: + almeno una coppia di batterie B1 ,B2; le due batterie B1,B2 sono tra loro indipendenti con due morsetti positivi (o negativi) liberi e i corrispondenti morsetti negativi (o positivi) collegati ad un polo comune Vref;

+ un motore elettrico 2 di azionamento delle ruote motrici R1,R2;

+ Un sistema di gestione e controllo dell?alimentazione elettrica, che comprende:

++ un?unit? di commutazione, nell?esempio costituito da un deviatore multiplo 100 con:

almeno due interruttori 101,104 di valle, ciascuno dei quali ? interposto tra un rispettivo nodo 100a,100b sul quale ? connesso il polo libero positivo (o negativo) di una rispettiva batteria B1 ,B2 ed un nodo comune 100d di uscita per l?alimentazione di energia/potenza elettrica verso i motori elettrici 2. Ciascun interruttore di valle ? atto a chiudersi/aprirsi per collegare/scollegare il polo libero della rispettiva batteria B1,B2 al nodo di uscita 100d; almeno due interruttori 102,103 elettronici di monte, ciascuno dei quali ? interposto tra il nodo 100a,100b connesso al polo libero di una rispettiva batteria B1,B2 ed un nodo comune 100c di ingresso, atto al collegamento con un?alimentazione di energia elettrica. Ciascun interruttore di monte 102,103 ? atto a chiudersi/aprirsi per collegare/scollegare il polo libero della rispettiva batteria B1,B2 al nodo di ingresso 100c dell?unit? di commutazione.

+ una unit? di controllo 200 per la gestione delle unit? operative del veicolo, in particolare dell?apertura e chiusura di detti interruttori di monte e di valle per regolare l?alimentazione di energia elettrica da una o pi? delle batteria B1.B2 e/o dal nodo di ingresso 100c verso il nodo di uscita 100d per l?alimentazione di una potenza da erogare in uscita, e/o dal nodo di ingresso verso una o pi? delle batterie per la ricarica delle stesse.

In maggior dettaglio, nella forma di attuazione preferita illustrata, sul nodo 100c di ingresso possono essere collegati:

++ un controllore/raddrizzatore elettronico 1A di alimentazione di energia elettrica primaria ad esempio da una rete 1 elettrica esterna al veicolo;

++ un generatore elettrico 5B ausiliario del veicolo, per l?alimentazione di energia elettrica ausiliaria, ad esempio prodotta mediante un motore a combustione interna 5 del veicolo; il motore a combustione interna 5 essendo alimentato da combustibile 5A.

Sul nodo 100d di uscita sono collegati mezzi di alimentazione del motore elettrico 2, comprendenti ad esempio un regolatore elettronico di tensione/corrente 7 disposto a monte del motore 2 ed atto a ricevere in ingresso una potenza PEM richiesta e controllare di conseguenza un?alimentazione di azionamento del motore elettrico 2.

Come illustrato in figg.3,4 l?unit? di controllo 200 riceve in ingresso segnali -genericamente indicati da una freccia 201- provenienti dai differenti dispositivi e/o sensori di controllo di cui ? dotato il veicolo ed emette in uscita segnali -genericamente indicati da frecce 202- di comando e/o abilitazione selettiva dei vari componenti adibiti alla alimentazione dei motori elettrici 2 di azionamento delle ruote motrici R1 ,R2 e/o alla ricarica delle batterie B1,B2. In particolare e a titolo di esempio non esaustivo, i segnali di ingresso 201 potranno comprendere:

Comandi del guidatore 201 d quali: Acceleratore/freno.

Comandi/segnali generali 201 g quali: Posizione da GPS, segnali di navigazione quali ad esempio dati di Destinazione e percorso e/o di presenza di stazioni di ricarica, Guida assistita/percorso, segnali di Stato di carica EB1,..,EBn Batteria, segnali 201 e di livello Carburante, Climatizzatore, Fari, Luci Interne, segnali di presenza/assenza di collegamento alla rete elettrica 1.

I segnali di uscita 202 comprenderanno in particolare comandi 202c di azionamento selettivo in chiusura/apertura degli interruttori dell?unit? di commutazione 100, al fine di determinare una configurazione di collegamento per l?alimentazione di energia/potenza elettrica al motore 2 e/o ad una o pi? delle batterie B1,B2, per la loro ricarica.

I comandi di uscita 202 possono ad esempio comprendere inoltre:

-- segnali 202a di controllo dei mezzi 7 di alimentazione di uno o pi? motori elettrici 2, atti ad esempio a impostare una potenza PEM richiesta per l?azionamento dei motori elettrici e, di conseguenza, a comandare l?azionamento di questi ultimi; e/o

-- segnali di controllo 202e del gruppo 5;5B ausiliario di generazione di energia elettrica, ad esempio segnali di accensione, regolazione e/o spegnimento del motore termico 5.

Nell?esempio preferito illustrato ? anche presente un secondo controllore/invertitore/convertitore DC-DC elettronico 101 a di uscita, connesso al nodo 100d di uscita ed atto all?erogazione di corrente utilizzabile, ad esempio, per una parziale ricarica di una batteria di un differente veicolo elettrico.

Il generatore elettrico 5B ausiliario, che nell?esempio illustrato ? alimentato dal motore a combustione interna 5, pu? essere realizzato da un sistema puramente statico quale ad esempio una cella a combustibile.

In fig.4 ? illustrata un?ulteriore forma di attuazione dell?apparecchiatura secondo l?invenzione atta al controllo di quattro motori elettrici 2 disposti ciascuno in corrispondenza di una relativa ruota R1,R2,R3,R4 di un veicolo a quattro ruote motrici; l?apparecchiatura ? illustrata con gli stessi numeri di riferimento di figura 3 e non richiede un?ulteriore descrizione dettagliata. Nella fig. 4 ? inoltre schematicamente illustrato che l?unit? di controllo 200 pu? ricevere e inviare segnali da/ad impianti di servizio SERV che possono richiedere una alimentazione elettrica Pserv mediante il sistema di gestione e controllo del trovato.

Risulter? evidente al tecnico esperto che lo schema di fig. 4 ? solo una delle possibili forme di attuazione di un?apparecchiatura di azionamento per un veicolo a quattro ruote motrici, essendo ipotizzabile ad esempio che i quattro motori elettrici 2 siano ciascuno alimentato da una rispettiva unit? 7 di alimentazione, o anche che siano presenti due o pi? apparecchiature di azionamento secondo il trovato, ciascuna destinata al controllo e gestione dell?alimentazione di uno o pi? di detti motori elettrici.

Con riferimento alla figura 5, ? illustrato lo schema generale di una seconda forma di attuazione di un?apparecchiatura di azionamento di ruote motrici R1,R2; R3,R4 di un veicolo con un sistema di gestione e controllo del trovato, in cui elementi corrispondenti a quelli precedentemente descritti mantengono i medesimi riferimenti alfanumerici. L?apparecchiatura di figura 5 comprende un?unit? di controllo 200 collegata ad un?unit? di commutazione 1100 il cui nodo di ingresso 100c ? collegato ad una sorgente ausiliaria di alimentazione di energia elettrica 5B,5 analoga a quella descritta con riferimento alle figg. 2-4.

Il nodo di uscita 100d dell?unit? di commutazione 1100 ? collegato ad uno o pi? motori elettrici 2 atti ad azionare una o pi? ruote motrici R1-R4.

Una potenza POUT elettrica erogata in uscita al nodo 100d dell?unit? di commutazione 1100 include pertanto la potenza PEM richiesta per l?azionamento dei motori elettrici 2 ed eventualmente la potenza Pserv necessaria ad alimentare gli impianti di servizio.

Una pluralit? di batterie, in particolare almeno tre batterie B1,B2,B3,..,Bn presenta uno stesso polo (ad esempio negativo) connesso ad una tensione Vref di riferimento ed un polo libero collegato ad un rispettivo nodo 100b1,100b2,100b3,100bn dell?unit? di commutazione 1100. Preferibilmente le batterie sono in numero N dispari, pi? preferibilmente N uguale a tre o cinque. ? tuttavia possibile una configurazione con N pari, in particolare a due o quattro batterie.

L?unit? 1100 di commutazione comprende, per ciascun nodo di collegamento 100b1,100b2,100b3,100bn al polo libero di una batteria:

- almeno un interruttore 101b1,101b2,101b3,101bn di valle, disposto per collegare/scollegare il rispettivo nodo 100b1 ,..,100bn di collegamento al nodo di uscita 100d; e

- almeno un interruttore 102b1,102b2,102b3,102bn di monte, disposto per collegare/scollegare il rispettivo nodo 100b1,..,100bn di collegamento al nodo comune 100c di ingresso.

Per tutte le forme di attuazione, si prevede preferibilmente che gli interruttori di monte 102, 103; 102b siano interruttori elettronici unidirezionali (ad esempio comprendenti almeno un diodo), tali da consentire il flusso di corrente solamente da monte verso valle, vale a dire dal nodo di ingresso 100c verso il nodo 100bn di collegamento alla rispettiva batteria Bn.

Gli interruttori di valle 101,104, 101 bn sono invece preferibilmente interruttori bidirezionali, ad esempio rel? o interruttori elettronici, in modo da consentire la ricarica delle batterie con energia elettrica in eccesso presente al nodo di uscita, ad esempio in fase di frenata assistita dall?uno o pi? motori elettrici 2 e/o in fase di decelerazione.

Con riferimento alla figura 6, un esempio schematico dell?unit? 200 di controllo riceve in ingresso i segnali 201 d dal guidatore (acceleratore/freno), opzionalmente uno o pi? segnali 201 g generali (ad esempio comprendenti segnali di navigazione) e/o uno o pi? segnali 201 e di stato dal generatore ausiliario 5 (ad esempio livello di carburante residuo). Uno stato di carica 201 EB di una o pi? batterie pu? essere ricevuto in ingresso o elaborato internamente all?unit? 200, se richiesto.

Nell?esempio illustrato, l?unit? 200 presenta, memorizzati al suo interno, parametri relativi a ciascuna batteria B1,Bn, in particolare Emin, Emax ed un predefinito valore di ???, parametri che pu? richiamare 201 c per l?elaborazione di controllo.

L?unit? di elaborazione 200 calcola un valore di potenza PEM da erogare all?uno o pi? motori elettrici 2, per esempio in base ai comandi 201 d del guidatore e/o a segnali 201 g ad esempio di guida assistita o di navigazione, e controlla di conseguenza con relativi segnali 202a i mezzi di alimentazione elettrica 7 di azionamento dell?uno o pi? motori 2.

L?unit? di controllo 200 calcola inoltre un?eventuale potenza Pserv necessaria per gli impianti di servizio.

Una potenza elettrica P0UT da erogare in uscita all?unit? 1100 di commutazione ? quindi elaborata dall?unit? 200 sulla base di detta potenza Pem ed eventualmente di Pserv.

Preferibilmente, l?unit? 200 di controllo elabora (o riceve) inoltre un?informazione sulla potenza/energia elettrica PEG disponibile in ingresso 100c all?unit? di commutazione 1100.

Come illustrato nell?esempio, sulla base della potenza POUT elettrica da erogare in uscita, ed opzionalmente della potenza elettrica PEG disponibile in ingresso e/o di uno o pi? parametri 201 c delle batterie, un blocco 200a elabora ed emette uno o pi? comandi 202c di azionamento selettivo in chiusura/apertura degli interruttori dell?unit? di commutazione 1100, tale da determinare una desiderata configurazione di collegamento dell?unit? 1100 di commutazione.

L?unit? 200 di controllo elabora ed emette inoltre segnali di controllo 202e del gruppo 5;5B ausiliario di generazione di energia elettrica del veicolo. Secondo un aspetto preferito del trovato, l?unit? di controllo 200 ? configurata per controllare l?apertura/chiusura degli interruttori 101-104, 101b1,..,101bn;102b1,..,102bn dell?unit? 100,1100 di commutazione in modo da determinare una o pi? delle seguenti configurazioni di collegamento dell?unit? 100,1100, per l?erogazione di potenza POUT in uscita e quindi l?azionamento di una o pi? ruote motrici (funzionamento con veicolo in movimento):

-) una o pi? configurazioni di collegamento di separazione in cui (il polo libero di) almeno una batteria B1,B2,Bn ? collegata al nodo 100d di uscita per l?alimentazione di potenza POUT in uscita, e (il polo libero di) nessuna batteria B1 ,B2,Bn ? collegata sia al nodo di ingresso 100c che al nodo di uscita 100d.

-) una o pi? configurazioni di collegamento misto, in cui (il polo libero di) almeno una batteria B1,B2 ? collegata sia al nodo 100d di uscita sia al nodo di ingresso 100c.

In una configurazione di collegamento di separazione, almeno Un?altra batteria B2,B1 ? preferibilmente scollegata dal detto nodo di uscita 100d, e pu? in particolare essere:

--) posta in ricarica, vale a dire collegata al nodo di ingresso 100c, in particolare chiudendo il relativo interruttore di monte, in presenza di una sorgente ausiliaria di energia/potenza elettrica PEG collegata al nodo di ingresso 100c; oppure

--) mantenuta in standby, vale a dire scollegata sia dal nodo di ingresso 100c che dal nodo di uscita 100d, in particolare se risulta gi? completamente o sufficientemente carica.

In alcune configurazioni di collegamento di separazione si prevede che, in funzione della potenza POUT elettrica da erogare in uscita ed opzionalmente della potenza elettrica PEG disponibile in ingresso e/o di uno o pi? parametri delle batterie, almeno un?altra batteria B2,B3,Bn possa essere collegata al nodo 100d di uscita per l?alimentazione di potenza ???? ?n uscita, chiudendo il relativo interruttore di valle 101 b2, 101 bn su comando dell?unit? di controllo. In dette configurazioni di collegamento misto e assumendo che gli interruttori di monte 102bn siano elettronici unidirezionali e gli interruttori di valle siano bidirezionali, la successiva chiusura di un interruttore di valle 101bn di collegamento di un?altra n-esima batteria Bn determiner? il collegamento del relativo polo libero 100bn sia al nodo di ingresso 100c che al nodo di uscita 100d, connettendola in parallelo all?una o pi? batterie B1 collegate ad entrambi i nodi 100c,100d e, se presente, alla sorgente ausiliaria 5B di energia elettrica connessa al nodo di ingresso 100c.

In una configurazione di collegamento misto, una delle altre batterie B2,B3,Bn pu? quindi essere:

posta in ricarica, vale a dire collegata al solo nodo di ingresso 100c, in particolare chiudendo il relativo interruttore di monte, per l?alimentazione di un?energia elettrica per la ricarica della batteria, oppure

posta in erogazione, vale a dire collegata al nodo di uscita 100d (ed eventualmente a quello di ingresso 100c), alimentando pertanto energia elettrica ?????? uscita all?unit? di commutazione 1100; oppure

mantenuta in standby, vale a dire scollegata sia dal nodo di ingresso 100c che dal nodo di uscita 100d.

In dette configurazioni di tipo misto, le batterie collegate al nodo di uscita 100d e, se disponibile, il generatore elettrico ausiliario alimentato dal motore 5 a combustione interna e collegato al nodo di ingresso 100c, cooperano pertanto per fornire la potenza POUT richiesta in uscita.

Come risulter? pi? evidente nel seguito, il sistema di gestione e controllo ? preferibilmente configurato in modo che l?unit? 200 di controllo imposti una o pi? configurazioni di collegamento misto solamente in casi eccezionali, in cui ? richiesto un livello di potenza POUT da erogare in uscita, particolarmente elevato, superiore ad un valore di soglia predefinito o elaborato dall?unit? 200 d? controllo, ad esempio in funzione di un numero/capacit? di batterie utilizzabili contemporaneamente in erogazione e/o di una disponibilit? di potenza elettrica ausiliaria PEG in ingresso e/o di una necessit? di conservare un numero di altre batterie in standby per un'imminente funzionamento puramente elettrico.

Secondo un aspetto particolarmente preferito del trovato, ai fini di un migliore funzionamento dell?apparecchiatura, l?unit? di controllo 200 ? configurata per commutare ciclicamente tra una pluralit? di diverse configurazioni di collegamento, in modo da attuare una gestione ciclica della scarica/ricarica selettiva delle due o pi? batterie B1 ,..,Bn.

In tal modo, durante ciascun ciclo, almeno una batteria B1,B2,B3,..,Bn ? connessa al nodo di uscita per alimentare (almeno una parte della) la necessaria potenza elettrica POUT in uscita, ed almeno un?altra diversa batteria B2 ? scollegata dal nodo di uscita 100d e mantenuta in standby o posta in ricarica.

La commutazione ? preferibilmente comandata dall?unit? 200 dopo un tempo di ciclo Tc calcolato in funzione di un valore dell?energia di scarica durante il ciclo corrente dell?una o pi? batterie B1,B2,B3,..,Bn collegate al nodo di uscita per l?erogazione di energia.

In particolare, impostato il parametro ??B per ciascuna batteria connessa al nodo di uscita 100d, dopo un tempo Tc di ciclo tale per cui una batteria B1 si ? scaricata di ??B rispetto all?inizio del ciclo, l?unit? 200 comander? la commutazione ad una diversa configurazione di collegamento in cui la batteria B1 ? posta in standby o in ricarica.

La messa in ricarica o in standby di una batteria scollegata dal nodo di uscita ? preferibilmente comandata dall?unit? di controllo sulla base di uno stato di carica della batteria B2,B1 e/o sulla base della disponibilit? e/o quantit? di energia/potenza elettrica ausiliaria PEG in ingresso al nodo 100c di ingresso, che pu? ad esempio essere elaborata dall?unit? di controllo 200 sulla base di uno stato 202e di abilitazione/disabilitazione della generazione di energia elettrica ausiliaria, in particolare mediante il motore termico 5. Ad esempio, la generazione sar? abilitata solo dove ? consentito il consumo di carburante e/o solo in presenza di carburante nel serbatoio 5A.

Anche quando ? richiesta una potenza elevata o massima in uscita e viene pertanto impostata una configurazione di collegamento misto, l?unit? 200 pu? commutare ciclicamente tra una pluralit? di diverse configurazioni di collegamento, in modo da attuare una gestione ciclica della scarica/ricarica selettiva delle due o pi? batterie B1,..,Bn.

Un?ulteriore configurazione preferita prevede di mantenere almeno una batteria in standby e con un idoneo livello di carica residua , ad esempio per un successivo utilizzo in zone in cui non ? possibile azionare il motore termico, qualora l?unit? 200 di controllo riceva e/o elabori un corrispondente comando.

Con la configurazione a due batterie B1,B2 illustrata e descritta nelle figure 2-4, l?apparecchiatura secondo il trovato ? in grado di attuare, su comando dell?unit? di controllo 200, una o pi? modalit? di funzionamento corrispondentemente alle quali viene richiesto un diverso livello di potenza Pem da erogare al motore 2 e quindi una proporzionale potenza POUT in uscita al nodo di uscita, convenzionalmente assunti come livello 0: veicolo fermo, livello 1 : veicolo in movimento con potenza media, livello 2: veicolo in movimento con potenza elevata e livello 3: veicolo in movimento con potenza massima.

Le caratteristiche principali di dette modalit? di funzionamento sono riassunte nella Tabella 1.

TABELLA 1

In cui A=Aperto, C=Chiuso

Come rilevabile, la modalit? di funzionamento ? in questo esempio impostata in base alla potenza da erogare in uscita, allo stato di moto del veicolo e alla eventuale disponibilit? di potenza elettrica ausiliaria PEG in ingresso all?unit? di commutazione. Inoltre, solo in presenza di una richiesta di potenza POUT da erogare superiore alla potenza erogabile da una singola batteria, viene impostata una delle configurazioni di collegamento misto. Secondo un aspetto preferito del trovato, il controllore 200 ? pertanto configurato per impostare una modalit? di funzionamento e/o una configurazione di collegamento in funzione della potenza elettrica POUT da erogare in uscita, in particolare della potenza elettrica PEM richiesta per l?alimentazione dell?uno o pi? motori 2 elettrici di trazione.

In particolare, predisposta a titolo di esempio un?apparecchiatura di alimentazione e/o azionamento elettrico di almeno due ruote motrici R1,R2 con un motore elettrico 2 come sopra descritta e illustrata in fig.2, e assumendo che entrambe le batterie B1,B2 siano cariche, il sistema di gestione e controllo pu? essere configurato per determinare almeno le seguenti modalit? di funzionamento, corrispondenti a ruote motrici e quindi veicolo in movimento:

Potenza media

il controllore 200 chiude l?uno 101 o l?altro 104 degli interruttori di valle del deviatore 100 per collegare l?una B1 o l?altra B2 delle due batterie B1/B2 al regolatore elettronico 7 che alimenta i motori 2; la seconda batteria B2/B1, non collegata, ? pronta, se carica, a sostituire la prima quando quest?ultima si scarica (in particolare di una prefissata quantit? ??? rispetto alla carica residua ad inizio ciclo),

il controllore 200 apre l?interruttore 101/104 chiuso e chiude l?interruttore 104/101 aperto e, se ? disponibile potenza elettrica ausiliaria ??G in ingresso, chiude l?uno 102 o l?altro 103 degli interruttori di monte per e commutare configurazione di collegamento e awiare la ricarica della batteria scarica. Potenza elevata

+ il controllore 200 chiude entrambi gli interruttori 101 ,104 di valle del deviatore 100 per collegare entrambe le batterie B1 ,B2 al regolatore elettronico 7 che alimenta i motori 2; il motore termico 5 ? spento; oppure:

+ il controllore 200 chiude l?uno 101 o l?altro 104 degli interruttori di valle del deviatore 100 per collegare l?una B1 o l?altra B2 delle due batterie B1/B2 al regolatore elettronico 7 che alimenta il motore 2 e, contemporaneamente, accende il motore termico 5 e chiude l?uno o l?altro degli interruttori 102,103 di monte per collegare il generatore elettrico 5B al regolatore elettronico 7 e fornire l?energia elettrica ausiliaria richiesta.

La seconda batteria B2/B1 , se carica, pu? essere mantenuta scollegata in standby, pronta a sostituire la prima quando quest?ultima si scarica (ad esempio di una prefissata quantit? ??? rispetto alla carica residua ad inizio ciclo), oppure pu? essere collegata al nodo di ingresso 100c, chiudendo il rispettivo interruttore di monte 103/102, per essere ricaricata da un?eventuale potenza elettrica in eccesso fornita in ingresso.

Potenza massima

il controllore 200 avvia il motore termico 5 e chiude contemporaneamente gli interruttori 101 ,104 di valle e almeno un interruttore 102; 103 di monte per alimentare energia elettrica dalle due batterie B1,B2 e dal motore termico 5 al regolatore elettronico 7 che alimenta il/i motore/i 2.

I sopra descritti funzionamenti sono analogamente validi anche nel caso di configurazione di fig.3 che prevede un motore elettrico 2 per ogni ruota motrice R1,R2, e/o di fig.4 relativa a quattro ruote motrici R1,R2,R3,R4. Per gli scopi della presente descrizione si intende a titolo di esempio che una soglia di potenza da erogare in uscita POUT per la scelta di una rispettiva modalit? di funzionamento possa essere impostata come segue:

la soglia di Potenza media PM ?, preferibilmente, impostata minore o uguale della Potenza elettrica erogabile da una singola batteria B1 o da un numero M<N-1 batterie designate per essere connesse contemporaneamente in erogazione. A solo titolo di esempio, per un numero N dispari di batterie Bn, M pu? essere scelto uguale a (N-1)/2, mentre per un numero N pari di batterie Bn, M pu? essere scelto uguale a N/2.

Ad esempio, PM=40Kw, come pu? essere richiesto per un uso cittadino e/o in condizioni di moto relative a percorsi su strada pianeggiante con velocit? variabili fino ad un massimo di 130 km/h e percorrenza supportata dalla carica di una singola batteria da 20kW fino a circa 100km.

La soglia di Potenza elevata PE ?, preferibilmente, impostata maggiore della Potenza elettrica erogabile da una singola batteria B1 o da un numero M<N-1 batterie designate per essere connesse contemporaneamente in erogazione.

Per il caso a N=due batter?e, ad esempio, si imposter? una modalit? di funzionamento in modalit? di Ptenza Elevata per Pout>PE=40kW e preferibilmente <80kW

Tale potenza elevata pu? ad esempio essere richiesta per aumentare il valore dell?accelerazione in condizioni di sorpasso, aumentare la velocit? oltre 130 km/h in particolari condizioni, e/o mantenere una velocit? adeguate con pendenze stradali oltre il 5%.

La soglia di Potenza massima PX pu? essere impostata maggiore o uguale al valore della somma della potenza ausiliaria PEG disponibile in ingresso al nodo 100d e della potenza erogabile da una batteria B1 o da un numero M<N-1 batterie designate per essere connesse contemporaneamente in erogazione.

Nell?esempio a due batterie, PX: Pout>80kW,

come pu? essere eventualmente richiesta dal guidatore in condizioni straordinarie, ad esempio per manovre di sorpasso o di partenza in salita. Risulta pertanto come la disponibilit? di due o pi? batterie e di un sistema di gestione e controllo del presente trovato, permette una maggior flessibilit? nella gestione della potenza elettrica POUT erogabile, nonch? una gestione ciclica della carica/scarica delle batterie stesse, aumentandone cos? la loro vita utile.

ESEMPI

Esempi di funzionamento sono illustrati nelle figg.7 e 8 nelle quali sono evidenziate specifiche condizioni imposte a solo titolo di esempio preferenziale, i cui valori sono tuttavia concepiti per essere adattabili a differenti condizioni finali di utilizzo.

Con la sopra descritta configurazione di apparecchiatura a due batterie, ? ipotizzabile un primo funzionamento a Potenza Media PM come illustrato dal grafico di fig.7, che riporta in ascisse il tempo ?t? e in ordinate l?andamento della energia EB1.EB2 in fase di scarica/ricarica delle batterie B1 e/o B2 durante il moto di un veicolo in movimento.

Nelle figure 7,8 si indica con:

EMAX = capacit? totale disponibile di B1 o B2

Emin = valore di EB per il quale si considera scarica una batteria

??? = variazione della energia EB disponibile di una batteria tale per cui si comanda una commutazione di configurazione di collegamento

Tc = tempo di ciclo tra una commutazione e la successiva = ?EB/Pout ??G = potenza elettrica in eccesso rispetto alla Pout richiesta, fornita in ingresso PEG al nodo 100d ed utilizzabile per la ricarica di una batteria.

A titolo di esempio si ? assunto un valore di ???=20%, della capacit? totale

EMAX della batteria, valore che ? normalmente assegnato dal costruttore. Come illustrato in fig.7, nell?esempio di funzionamento a Potenza Media PM con Pout=PM= 40KW, pari al valore di potenza elettrica erogabile da una batteria B1,B2, ed ipotizzando che inizialmente la batteria B1 e B2 siano completamente cariche, si verifica che all?inizio del primo ciclo Tc1, il controllore 200 chiude solo l?interruttore 101 per attuare il collegamento della batteria B1 al nodo di uscita 100d in modo che sia la sola batteria B1 ad erogare la potenza Pout in uscita.

Dopo un tempo Tc1, quando la batteria B1 si scarica del valore ??? (EB1(Tc1) = EMAX - ?EB), il controllore 200 apre l?interruttore 101 e chiude gli interruttori 104 e 102, in modo che sia la batteria B2 ad erogare la potenza Pout richiesta per alimentare i motori 2, mentre la batteria B1 viene ricaricata dal generatore 5B (Fig. 7, in basso a destra).

Alla successiva scarica di B2 del valore ???, si conclude il ciclo Tc2 e il controllore 200 inverte l?apertura/chiusura degli interruttori 101,102,104,103 per riportare la batteria B1 in erogazione e la batteria B2 in ricarica.

(Fig.7 in basso a sinistra)

Come rilevabile dal grafico di fig.7, si verifica in questo caso che la potenza ausiliaria PEG in ingresso al nodo 100c di ingresso ? sufficiente ad effettuare, in un tempo di ciclo Tc, una ricarica completa (maggiore o uguale di ???) della batteria collegata in ricarica, sino a quando non si ? esaurito il combustibile 5a che alimenta il motore termico 5 che a sua volta alimenta il generatore elettrico 5B di ricarica.

Pertanto, la commutazione ciclica di configurazione di collegamento pu? essere mantenuta per lunghe percorrenze, assicurando la disponibilit? di alimentazione solo a batteria laddove fosse richiesto (e.g. ZTL) e/o allungando la vita utile delle batterie che non sono sottoposte a cicli di scarica e ricarica completi o comunque penalizzanti ma possono essere scaricate solo di un valore ??? raccomandato dal produttore.

Con gli stessi parametri e valori sopra definiti, nel grafico di fig.8 ? illustrato un funzionamento a potenza elevata con Pout=PE= 60KW. Inizialmente la batteria B1 ? collegata al nodo di uscita ed al nodo di ingresso 100c chiudendo gli interruttori 101,102 mentre la batteria B2 essendo completamente carica pu? essere in standby; la batteria B1 fornisce al nodo di uscita una potenza di 40kW mentre poich? il generatore 5B fornisce una potenza PEG in ingresso pari a 40kW, vi ? una disponibilit? di potenza ??G in eccesso fornita dal generatore 5B, che permette alla batteria B1 in erogazione di erogare soltanto 20KW e scaricarsi quindi pi? lentamente. Dopo un tempo Tc1, la batteria B1 si scarica del valore ??? (EB1(Tc1) =

EMAX - ?EB), il controllore 200 apre l?interruttore 101 e chiude gli interruttori 104 e 103 (fig. 8 in basso a destra), in modo che sia la batteria B2 ad erogare la potenza di 40kW al nodo di uscita richiesta per alimentare i motori 2 con l?ausilio di 20kW forniti dal generatore 5B, mentre la potenza ??G in eccesso fornita dal generatore 5B ? utilizzata per ricaricare la batteria B1. Alla successiva scarica di B2 del valore ??B, viene concluso il ciclo Tc2 e avviato il ciclo Tc3, per cui il controllore 200 inverte l?apertura/chiusura degli interruttori 101,102,103,104 (fig. 8 in basso a sinistra) per impostare la configurazione di collegamento misto con batteria B1 in erogazione e batteria B2 in ricarica.

Come rilevabile, in condizioni di richiesta di potenza elevata, la potenza ?EG in eccesso fornita dal generatore 5B non consente in un tempo di ciclo Tc una ricarica completa della batteria posta in ricarica. Conseguentemente, dopo un certo numero di cicli le batterie saranno scariche anche se il generatore elettrico 5 potrebbe essere ancora attivo, non essendo esaurito il combustibile 5a.

Risulta pertanto come il sistema di controllo e gestione energetica e l?apparecchiatura di azionamento secondo il trovato, risultino atti a risolvere i problemi tecnici della tecnica nota, consentendo in particolare:

++una migliore utilizzazione delle energie disponibili (carica delle batterie e riserva di combustibile);

++ massima efficienza del motore a combustione interna che, non essendo meccanicamente collegato alle ruote motrici, pu? essere azionato a velocit? costante di massimo rendimento, per caricare le batterie e/o fornire una potenza extra ai motori di trazione, oppure spegnersi se non deve contribuire secondo quanto sopra specificato;

++ una migliore selezione delle potenze disponibili, con uso di:

- una o pi? delle N batterie in parallelo per erogare potenza in uscita, con opzionalmente una o pi? altre batterie mantenute in standby o poste in ricarica;

- una o pi? delle N batterie in parallelo coadiuvate da una potenza proveniente dal generatore elettrico ausiliario, ad esempio alimentato da un motore a combustione interna del veicolo, con possibilit? di utilizzare un?eventuale potenza in eccesso disponibile per ricaricare una o pi? altre batterie e/o di mantenere una o pi? batterie in standby per un successivo utilizzo;

++ possibilit?, dopo una lunga percorrenza di proseguire con solo modo elettrico in zone soggette a limitazioni di emissione di gas inquinanti, avendo comunque almeno una batteria disponibile;

++ una maggiore disponibilit? di potenza alle ruote senza la necessit? di una elevata potenza del motore a combustione interna;

Sebbene non illustrato si prevede inoltre che:

+ la trazione elettrica sia effettuata da motori collegati alle ruote con assenza totale di differenziali e/o di organi meccanici equivalenti, con conseguente possibilit? di controllo della stabilit? del veicolo tramite i motori elettrici senza necessit? di mezzi meccanici;

+ i motori elettrici di trazione possano essere integrati nelle ruote con avvolgimento elettrico interno fisso e rotore esterno collegato alla ruota. Gli esempi di attuazione precedentemente descritti sono suscettibili di varianti e differenti scelte progettuali nell?attuazione pratica, che sono alla portata del tecnico in vista degli insegnamenti forniti; ad esempio, bench? siano state proposte forme di realizzazione con batterie aventi la stessa capacit? elettrica, il presente trovato ? applicabile anche a veicoli con batterie di diversa capacit?.

Bench? descritta nel contesto di alcune forme di realizzazione e di alcuni esempi preferiti di attuazione dell'invenzione si intende che l?ambito di protezione del presente brevetto sia determinato solo dalle rivendicazioni che seguono.

Claims (21)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di gestione e controllo dell?alimentazione elettrica per un veicolo avente almeno una ruota motrice (R1 ;R1 ,R2;R1 ,R2,R3,R4), almeno un motore elettrico (2) di azionamento di una o pi? di detta/e ruota/e motrice/i, ed almeno due batterie (B1,B2,B3,Bn) ciascuna avente uno stesso polo collegato ad un potenziale comune di riferimento ed un polo libero; il sistema di gestione e controllo comprendente: + un?unit? di commutazione (100; 1100), comprendente: - almeno un nodo di ingresso (100c) per il collegamento ad una sorgente (5,5B; 1 , 1 A) di alimentazione di energia elettrica in ingresso all?unit? di commutazione (1 00; 1100); - almeno un nodo di uscita (100d) per la fornitura di una potenza elettrica (POUT) da erogare in uscita verso l?almeno un motore elettrico (2); e - almeno due nodi di collegamento (100b1 ,100b2,100b3,100bn), ciascuno atto al collegamento al polo libero di una rispettiva di dette almeno due batterie (B1 ,B2,B3,Bn); comprendente inoltre, per ciascun nodo di collegamento (100b1,100b2,100b3,100bn) al polo libero di una batteria: - almeno un interruttore (101 b1 ,101 bn) di valle disposto per collegare/scollegare il rispettivo nodo (100b1 ,100bn) di collegamento al nodo di uscita (100d) per l?erogazione di potenza elettrica dalla batteria verso il nodo di uscita; e - almeno un interruttore elettronico (102b1,102bn) di monte, disposto per collegare/scollegare il rispettivo nodo (100b1,100bn) di collegamento al nodo (100c) di ingresso; + una unit? di controllo 200 collegata all?unit? di commutazione (100; 1100) e configurata per comandare l'apertura/chiusura selettiva di detti interruttori di monte e di valle per gestire l'alimentazione di energia elettrica da una o pi? delle batteria (B1,B2,B3,Bn) e/o dal nodo di ingresso (100c) verso il nodo di uscita (100d) per la fornitura di una potenza da erogare in uscita, e/o dal nodo di ingresso verso una o pi? delle batterie, per la ricarica delle stesse.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che due o pi?, preferibilmente tutti, gli interruttori di monte (102, 103; 102b) sono interruttori elettronici unidirezionali configurati per consentire il flusso di corrente solamente dal nodo di ingresso (100c) verso il nodo (100bn) di collegamento alla rispettiva batteria Bn; in cui preferibilmente, gli interruttori di valle (101 ,104, 101 bn) sono interruttori bidirezionali.
3. 3. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l?unit? di controllo 200 ? configurata per comandare un azionamento selettivo in chiusura/apertura degli interruttori dell?unit? di commutazione (100;1100) per determinare una desiderata configurazione di collegamento dell?unit? di commutazione, in funzione di una potenza (POUT) elettrica da erogare in uscita, in particolare proporzionale ad una Potenza (PEM) da erogare per l?azionamento dell?uno o pi? motori elettrici, ed opzionalmente in funzione di una potenza elettrica (PEG) disponibile in ingresso al nodo (100c) di ingresso e/o di uno o pi? parametri di una o pi? batterie.
4. 4. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l?unit? di controllo (200) ? configurata per controllare l?apertura/chiusura degli interruttori (101-104, 101b1,..,101bn;102b1,..,102bn) in modo da determinare una o pi? configurazioni di collegamento dell?unit? di commutazione (100; 1100) per l?erogazione di potenza (POUT) in uscita e l?azionamento di una o pi? ruote motrici per un funzionamento con veicolo in movimento, in cui dette configurazioni di collegamento includono: -) una o pi? configurazioni di collegamento di separazione, tali per cui il nodo di collegamento al polo libero di almeno una batteria (B1,B2,Bn) ? collegato al nodo (100d) di uscita per l?alimentazione di potenza (POUT) in uscita, e nessuna batteria (B1,B2,Bn) ? collegata sia al nodo di ingresso (100c) che al nodo di uscita (100d); e/o -) una o pi? configurazioni di collegamento misto, in cui il nodo di collegamento al polo libero di almeno una batteria (B1.B2, Bn) ? collegato sia al nodo (100d) di uscita sia al nodo di ingresso (100c).
5. 5. Sistema secondo rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che in una o pi? configurazioni di collegamento di separazione, almeno un?altra batteria (B2,B1) ? scollegata dal detto nodo di uscita (100d), ed ? preferibilmente: posta in ricarica chiudendo il relativo interruttore di monte per collegare il nodo connesso al polo libero della batteria al nodo di ingresso (100c), in presenza di una energia/potenza elettrica (PEG) ausiliaria in ingresso al nodo di ingresso (100c); oppure mantenuta in standby, vale a dire scollegata sia dal nodo di ingresso (100c) che dal nodo di uscita (100d).
6. 6. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti 4-5, caratterizzato dal fatto che in una o pi? configurazioni di collegamento di separazione, l?interruttore di valle (101 b2, 101 bn) di almeno un?ulteriore batteria (B2,B3,Bn) ? collegato ai nodo (100d) di uscita per l?alimentazione di potenza elettrica dall?almeno un?ulteriore batteria (B2,B3,Bn) al nodo di uscita.
7. 7. Sistema secondo una delle rivendicazioni 4-6 in cui, in una o pi? di dette configurazioni di collegamento misto: l?interruttore di monte di almeno una delle altre batterie B2,B3,Bn ? chiuso e il rispettivo interruttore di valle ? aperto, per collegare il nodo connesso al polo libero della batteria al solo nodo di ingresso (100c), in modo da porre la batteria in ricarica in presenza di un eccesso (?EG) di potenza elettrica (PEG) ausiliaria disponibile in ingresso al nodo di ingresso (100c); e/o almeno una delle altre batterie (B2,B3,Bn) ? collegata al nodo di uscita 100d, alimentando potenza elettrica (POUT) in uscita dall?unit? di commutazione (100;1100); e/o l?interruttore di monte di almeno una delle altre batterie (B2,B3,Bn) ? aperto e l?interruttore di valle ? aperto, per porre la rispettiva batteria in standby scollegandola sia dal nodo di ingresso 100c che dal nodo di uscita (100d).
8. 8. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti 4-7 in cui l?unit? 200 di controllo comanda l?impostazione di una configurazione di collegamento se ? richiesto un livello di potenza (POUT) da erogare in uscita superiore ad un valore di soglia.
9. 9. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui l?unit? di controllo (200) ? configurata per commutare ciclicamente tra una pluralit? di diverse configurazioni di collegamento dell?unit? di commutazione (100; 1100), in modo da attuare una gestione ciclica di scarica/ricarica selettiva delle due o pi? batterie (B1,B2,B3,Bn); in cui preferibilmente, durante un ciclo, almeno una batteria (B1,Bn), ed opzionalmente fino ad un numero M di batterie designate, ?/sono connessa/e al nodo di uscita per fornire potenza elettrica in uscita, ed almeno un?altra diversa batteria (B2) ? scollegata dal nodo di uscita (100d) e mantenuta in standby o posta in ricarica.
10. 10. Sistema secondo la rivendicazione precedente in cui l?unit? di controllo 200 comanda una commutazione ad una diversa configurazione di collegamento dopo un tempo di ciclo (Tc) calcolato in funzione di un valore predefinito di energia di scarica durante il ciclo corrente dell?una o pi? batterie (B1,Bn) collegate al nodo di uscita (100c).
11. 11. Sistema secondo la rivendicazione precedente in cui l?unit? di controllo 200 comanda la messa in ricarica o in standby di una batteria scollegata dal nodo di uscita in base ad uno stato di carica della batteria (B2,B1) e/o di una disponibilit? e/o quantit? di energia/potenza elettrica (PEG) in ingresso al nodo (100c) di ingresso.
12. 12. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui l?unit? di controllo 200 riceve in ingresso e/o elabora un segnale di disponibilit? e/o quantit? di energia/potenza elettrica (PEG) ausiliaria in ingresso al nodo 100c di ingresso; e/o elabora ed emette segnali di controllo (202e) per un gruppo (5;5B) ausiliario di generazione di energia elettrica del veicolo, in particolare comprendente un generatore elettrico (5B) ausiliario interposto tra un motore termico (5) o una cella a combustibile e il nodo di ingresso (100c) dell?unit? di commutazione.
13. 13. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unit? (200) di controllo ? configurata per determinare almeno tre differenti modalit? di funzionamento corrispondentemente alle quali viene richiesto un differente livello di potenza in uscita (POUT) al nodo di uscita, in particolare una Potenza media (PM), una Potenza elevata (PE), ed una Potenza Massima (PX) in uscita al nodo di uscita.
14. 14. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che l?unit? di controllo ? configurata per impostare una di dette modalit? di funzionamento quando la potenza da erogare in uscita POUT ? maggiore di una rispettiva soglia, in cui: la soglia per la modalit? di funzionamento a Potenza media (PM) ? impostata minore o uguale della potenza elettrica erogabile da una singola batteria (B1 ) o da un numero M?N-1 batterie designate per essere connesse contemporaneamente in erogazione; e/o la soglia per la modalit? di funzionamento a Potenza elevata (PE) ? impostata maggiore della Potenza elettrica erogabile da una singola batteria B1 o da un numero M?N-1 batterie designate per essere connesse contemporaneamente in erogazione; e/o la soglia per la modalit? di funzionamento a Potenza massima (PX) ? impostata maggiore o uguale al valore della somma di una potenza ausiliaria (PEG) disponibile in ingresso al nodo di ingesso (100d) e della potenza erogabile da una batteria (B1) o da un numero M?N-1 di batterie designate per essere connesse contemporaneamente in erogazione; e/o dal fatto che l?unit? di controllo (200) imposta una configurazione di collegamento misto solo in modalit? di funzionamento a potenza elevata o massima.
15. 15. Apparecchiatura di alimentazione elettrica e controllo dell?azionamento di almeno un motore elettrico (2) di azionamento di almeno una ruota motrice di un veicolo, comprendente almeno due batterie (B1 ,B2,B3,Bn), preferibilmente un numero N dispari di batterie, ciascuna avente un polo comune atto ad essere collegato ad una stessa tensione di riferimento ed un polo libero; caratterizzata dal fatto che comprende un sistema di gestione e controllo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il polo libero di ciascuna batteria ? collegato ad un rispettivo di detti nodi di collegamento dell?unit? di commutazione.
16. 16. Apparecchiatura secondo rivendicazione precedente comprendente inoltre: un controllore/raddrizzatore elettronico (1A) interposto tra un sorgente di alimentazione (1) e il nodo di ingresso (100c) dell?unit? di commutazione (100) e/o un generatore elettrico (5B) ausiliario interposto tra un motore termico (5) o una cella a combustibile e il nodo di ingresso (100c) dell?unit? di commutazione (100), per alimentare energia elettrica ausiliaria prodotta mediante il motore termico o cella a combustibile al nodo di ingresso.
17. 17. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che comprende almeno un motore elettrico, preferibilmente un motore elettrico (2) per ciascuna ruota motrice (R1;R1,R2;R1,R2,R3,R4), e/o dal fatto che comprende: mezzi 7 di alimentazione del motore elettrico (2), comprendenti preferibilmente un regolatore elettronico di tensione/corrente connesso al nodo di uscita (100c) dell?unit? di commutazione; e/o un controllore e/o invertitore e/o convertitore DC-DC elettronico (101a) di uscita, connesso al nodo (100d) di uscita ed atto all?erogazione di corrente utilizzabile, ad esempio, per una ricarica di una batteria esterna al veicolo.
18. 18. Veicolo dotato di almeno una ruota motrice (R1) azionata da almeno un motore elettrico (2) di azionamento di una o pi? ruote motrici, caratterizzato dal fatto che comprende un?apparecchiatura di alimentazione elettrica e controllo dell?azionamento dell?almeno un motore elettrico secondo una delle rivendicazioni 15-17.
19. 19. Metodo di alimentazione elettrica e controllo dell?azionamento di almeno un motore elettrico (2) di azionamento di almeno una ruota motrice di un veicolo, in cui almeno due batterie (B1 ,B2,B3,Bn), preferibilmente un numero N dispari di batterie, presentano ciascuna un polo comune collegato ad uno stesso potenziale di riferimento ed un polo libero collegato ad un rispettivo nodo di collegamento dell?unit? di commutazione (100; 1100) di un sistema di gestione e controllo secondo una delle rivendicazioni 1-14, ed in cui uno o pi? motori elettrici (2) sono disposti per ricevere almeno parte di una potenza elettrica (POUT) fornita in uscita ad un nodo di uscita (100d) dell?unit? di commutazione; comprendente inoltre il comandare, mediante l?unit? di controllo (200), l'apertura/chiusura selettiva di uno o pi? interruttori di monte e/o di valle dell'unit? di commutazione per determinare l?alimentazione di energia/potenza elettrica da una o pi? delle batteria (B1,B2,B3,Bn) e/o dal nodo di ingresso (100c) verso il nodo di uscita (100d) per la fornitura di una potenza da erogare in uscita verso uno o pi? motori elettrici, e/o dal nodo di ingresso verso una o pi? delle batterie, per la ricarica delle stesse.
20. 20. Metodo secondo la rivendicazione precedente in cui l?unit? di controllo comanda un azionamento selettivo in chiusura/apertura di uno o pi? interruttori dell?unit? di commutazione (100;1100) per determinare una desiderata configurazione di collegamento dell?unit? di commutazione in funzione di una potenza (POUT) elettrica da erogare in uscita, in particolare proporzionale ad una Potenza (PEM) da erogare per l?azionamento dell?uno o pi? motori elettrici, ed opzionalmente in funzione di una potenza elettrica (PEG) disponibile in ingresso al nodo (100c) di ingresso e/o di uno o pi? parametri di una o pi? batterie.
21. 21. Metodo secondo una delle rivendicazioni 19-20, comprendente inoltre il comandare ciclicamente la commutazione tra una pluralit? di diverse configurazioni di collegamento dell?unit? di commutazione (100; 1100), in modo da attuare una gestione ciclica di scarica/ricarica selettiva delle due o pi? batterie (B1,B2,B3,Bn); in cui preferibilmente, durante un ciclo, almeno una batteria (B1,Bn), ed opzionalmente fino ad un numero M di batterie designate, ?/sono connessa/e al nodo di uscita per fornire potenza elettrica in uscita, ed almeno un?altra diversa batteria (B2) ? scollegata dal nodo di uscita (100d) e mantenuta in standby o posta in ricarica; ed in cui, opzionalmente, una o pi? batteria/e scollegata/e dal nodo di uscita ?/sono successivamente collegata/e al nodo stesso se ? richiesto un aumento della potenza elettrica da erogare in uscita (POUT).