Parametrización, modelado y simulación de baterías mediante la utilización de Battery Modeling en Simulink-Matlab

Abstract

Este Trabajo Final de Grado explora el potencial de la herramienta Battery Modeling desarrollada por MathWorks para su utilización en Simulink-Matlab. Este software está enfocado al modelado de baterías, más en concreto las de ion-litio. Abarcando grandes áreas como la caracterización de la propia batería, la estimación del estado de carga (SOC) y el estado de salud (SOH) o la simulación en tiempo real de la batería para el diseño de sistemas de gestión (BMS) de las mismas. Más concretamente, este TFG pondrá un primer foco de atención en la estimación de los parámetros que permitan definir el comportamiento físico de una batería, partiendo de una serie de ensayos experimentales. Para más tarde observar cómo la simulación del modelo obtenido se adecua a lo que se debería obtener de manera experimental. Por otro lado, también se estudiará el uso de la herramienta Battery App, la cual permite predecir el comportamiento de la celda de la batería ante unas condiciones de corriente de descarga y temperatura arbitrariamente elegidas, haciendo uso única y exclusivamente de la hoja de características entregada por el fabricante de la batería. Por último, también se profundizará en el área de balanceo pasivo de Battery Modeling. Donde se estudiará como en un sistema formado por 3 celdas unidas en serie, iniciadas en diferentes estados de carga acaban balanceándose. En este apartado se podrá visualizar este comportamiento en dos casos, un primero donde la batería es sometida a una carga-descarga. Y un segundo caso donde se aplica la técnica de corriente constante-tensión constante (CCCV). Los resultados de este trabajo han permitido ahondar en el potencial que ofrece esta gran aplicación a la vez que ha permitido dar un primer paso en el enfoque que concede Simulink- Matlab a la hora de trabajar en el modelado y simulación de baterías, lo que podría facilitar el diseño de aplicaciones y sistemas de gestión donde sean requeridas.