Precisión en la caracterización experimental de baterías de litio
Fecha
2021Autor
Versión
Acceso abierto / Sarbide irekia
Tipo
Trabajo Fin de Grado/Gradu Amaierako Lana
Impacto
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nodoi-noplumx
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Resumen
Este trabajo de fin de estudios estudia la precisión lograda en la caracterización
experimental de celdas de baterías de iones de litio. Las baterías recargables son un sistema de
almacenamiento de energía en forma electroquímica, no son lineales en su comportamiento y
dependen entre otros muchos parámetros de la temperatura, del estado de carga y del estado de
salud. Estas variables hay que ...
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Este trabajo de fin de estudios estudia la precisión lograda en la caracterización
experimental de celdas de baterías de iones de litio. Las baterías recargables son un sistema de
almacenamiento de energía en forma electroquímica, no son lineales en su comportamiento y
dependen entre otros muchos parámetros de la temperatura, del estado de carga y del estado de
salud. Estas variables hay que tenerlas en cuenta siempre que se quiera hacer un modelo
eléctrico y térmico de la batería, en definitiva, si se quiere modelar su comportamiento real.
En el presente informe se van a estudiar cuatro parámetros que caracterizan a las celdas
de batería de iones de litio: la eficiencia energética, la eficiencia coulombica, la capacidad y la
impedancia de la celda de batería. Para ello se hará uso de diferentes ensayos experimentales,
por lo que se puede decir que se trata de un trabajo de fin de estudios puramente experimental.
Para empezar, se hará un estudio sobre el error asociado a la medida de la eficiencia
energética, eficiencia coulómbica y capacidad de la celda de batería.
Acto seguido, este trabajo se va a centrar en seleccionar el método más preciso para
medir la impedancia de una celda de batería, para ello se realizarán dos métodos diferentes. El
primero consiste en un ajuste de los parámetros de un circuito equivalente que representa a la
celda de batería, el cual se fijará con antelación, basado en los fenómenos físicos que tienen
lugar en su interior, lo que nos llevará a desarrollar un modelo simplificado de la celda de
batería. El segundo método hace uso de la herramienta proporcionada por Matlab, llamada
“Battery Modeling”, que realiza el ajuste de parámetros desde un punto de vista puramente
matemático.
Para terminar, se realizará una comparación entre los dos métodos descritos
anteriormente, y se presentan varias simulaciones con perfiles de corriente utilizados en
diferentes ensayos experimentales basados en el método que ofrece mejores resultados, con el
fin de comprobar que el modelo de parametrización seleccionado presenta resultados similares
al ensayo experimental. [--]
This Bachelor Project studies the precision achieved in the experimental
characterization of lithium-ion battery cells. Rechargeable batteries are electrochemical energy
storage systems, with a non-linear behaviour and temperature, state of charge and state of health
dependencies. These variables must be considered whenever you want to make an electrical
and thermal model of the battery, in s ...
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This Bachelor Project studies the precision achieved in the experimental
characterization of lithium-ion battery cells. Rechargeable batteries are electrochemical energy
storage systems, with a non-linear behaviour and temperature, state of charge and state of health
dependencies. These variables must be considered whenever you want to make an electrical
and thermal model of the battery, in short, if you want to model its real behaviour.
In this report we will study four parameters that characterize lithium-ion battery cells:
energy efficiency, coulombic efficiency, battery cell capacity and impedance of the battery cell.
For this, different experimental tests will be used, so it can be said that it is a purely
experimental Bachelor Project.
To begin with, a study will be carried out on the error associated with the measurement
of energy efficiency, coulombic efficiency and battery cell capacity.
Then, this work is going to focus on selecting the most accurate method to measure the
impedance of a battery cell, for which two different methods will be carried out. The first
consists of an adjustment of the parameters of an equivalent circuit that represents the battery
cell, which will be set in advance, based on the physical phenomena that take place inside it,
which will lead us to develop a simplified model of the battery cell. The second method makes
use of the tool provided by Matlab, called "Battery Modeling", which performs parameter
adjustment from a purely mathematical point of view.
Finally, a comparison will be made between the models carried out and with the one
that presents the best results, several simulations will be carried out with current profiles used
in different experimental tests, in such a way it will be verified if the parameterization model
of the selected battery cell presents results similar to the experimental trial. [--]
Materias
Batería de iones de litio,
Caracterización experimental,
Error experimental,
Error aleatorio,
Lithium-ion battery,
Experimental characterization,
Experimental error,
Random error
Titulación
Graduado o Graduada en Ingeniería en Tecnologías Industriales por la Universidad Pública de Navarra /
Industria Teknologietako Ingeniaritzan Graduatua Nafarroako Unibertsitate Publikoan
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