E-ION
Ogni cella pensa da sola
Un Battery Management System distribuito nato dalle piste Formula Student, dove ogni modulo cella esegue un proprio modello di State-of-Health e bilancia il pacco chimicamente, prolungandone la vita del 30%.
Anno
2024
Cliente
Consorzio automotive italiano (riservato)
Ruolo
Architettura di sistema, firmware embedded, modellazione AI
Durata
10 mesi
Team
5 ingegneri embedded, 1 ingegnere ML, 1 hardware designer
Categoria
Ingegneria Embedded / Veicoli Elettrici
// Il contesto
Il mercato delle batterie EV ad alte prestazioni è a un crocevia: i BMS centralizzati trattano il pacco come un monolite, mascherando la deriva chimica delle singole celle fino a quando il danno è fatto. Le squadre Formula Student italiane raccolgono da anni telemetria ad altissima densità, un patrimonio quasi mai sfruttato oltre i paddock. Nel 2024 un consorzio industriale ha visto in quel dato grezzo la materia prima per ridisegnare l'intelligenza della batteria.
// La sfida
La vera difficoltà non era il modello AI, ma farlo girare su microcontrollori a basso costo in tempo reale, senza sacrificare la sicurezza funzionale IEC 61508. Distribuire l'intelligenza su decine di moduli significava ripensare la topologia di comunicazione e garantire coerenza globale del pacco senza un nodo centrale onnisciente. Il bilanciamento chimico richiedeva un modello fisico-empirico che nessun framework ML off-the-shelf era pronto a ospitare.
// Cosa l'ha reso speciale
Inferenza a 48 kB
Il modello SoH quantizzato gira su STM32F4 in meno di 3 ms per ciclo, bare-metal, con meno di 8 mW di consumo aggiuntivo.
Bilanciamento chimico attivo
L'MPC distribuito agisce su corrente e temperatura per minimizzare la crescita dello strato SEI, allungando la vita del pacco del 30%.
Dati di pista, prodotto reale
14 mesi di telemetria, oltre 900 GB, hanno fornito distribuzioni termiche e di carico impossibili da replicare in laboratorio.
Sicurezza funzionale SIL 2
La catena firmware è stata sviluppata con static analysis, mutation testing automatizzato e copertura MC/DC al 97%.
// Risultati
+30%
Vita del pacco estesa
<3 ms
Latenza inferenza SoH
48 kB
Footprint firmware
97%
Copertura MC/DC
900+ GB
Dati elaborati
96
Celle nel pacco pilota
// Il processo
Esplorazione e dati
Analisi dell'archivio telemetrico Formula Student e scelta della topologia di comunicazione distribuita.
Modellazione e validazione
Training del modello SoH, gemello digitale NMC in Simulink e validazione hardware-in-the-loop su banco cella.
Firmware e hardware
Firmware Rust/C ottimizzato, progettazione PCB in Altium e qualifica termica da -20 a +70 °C.
Integrazione e collaudo
Pacco da 96 celle, aging accelerato, audit SIL 2 indipendente e documentazione certificabile.
"Zeklar ha portato in produzione un'idea che avevamo solo sulla carta, con il rigore che ci aspettavamo da un partner di sistema e la velocità che non ci aspettavamo da nessuno."
// L'impatto
E-ION ha dimostrato che l'intelligenza distribuita a livello di cella è industrialmente percorribile senza rinunciare alla certificabilità: il consorzio ha avviato un programma pre-serie da 500 unità. L'architettura è oggetto di due domande di brevetto europeo depositate col cliente.