Download - Baterias de Litio
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Bateras
Dr. Jos Ignacio Huertas
Ing. Gina Ramrez Garca
Ing. Daniel Cordero Moreno
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Agenda
Introduccin
Resea histrica
Definicin bateras
Tipos y clasificacin de bateras
Bateras de ion-litio
Estados de la batera
Tiempo de vida de la batera
Manejo de la temperatura
Pruebas en bateras
Seguridad, regulacin y normas
2
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Introduccin
3
Tipos de energa
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz 4
Introduccin
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Introduccin
Diferentes tecnologas como almacenadores y fuentes de
energa
Energas renovables Carbn Celda de combustible
5
Bateras
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Resea histrica
6
Alessandro Volta John
Goodenough
1800
Gaston Plant
1859 1899
Waldemar Jungner Lew Urruy
1955 1979
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Definicin
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Almacena energa
electroqumica
Una celda electroqumica es un
dispositivo capaz de obtener
energa elctrica a partir de
reacciones qumicas
Celda
voltaica
+ -
NO
D
O
Fuente: Celda voltaica google images
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Definicin
8
Almacena energa
electroqumica
Entrega su energa casi en
su totalidad, en un
determinado nmero de
ciclos.
Batera
+ -
N
O
D
O
C
T
O
D
O Electrolito
Separador
Fuente: Paper State of charge of lithium-ion battery, Sciencie
Direct.
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Definicin de trminos
9
Qu es?
nodo
Electrolito
Separador
Ctodo
El electrodo negativo, donde sucede la reduccin. El
nodo es el electrodo que pierde electrones
El electrodo positivo, tambin conocido como el
electrodo oxidante. Gana electrones
El separador proporciona un aislamiento entre el
nodo y el ctodo.
El electrolito hace de conductor inico, puede
ser lquido o slido
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Materiales de las partes
10
nodo
Zinc (Zn)
Cadmio (Cd)
Plomo (Pb)
Litio (Li)
Ctodo
xido de manganeso
(MnO2)
Nickel (NiOOH)
Sulfuro de metal
Dixido de plomo (PbO2)
Electrolito
Solucin acuosa
Orgnicos
Polmeros
Cermicos
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Tipos de celdas
Cilndrica Primeras fabricadas
Las opciones de enfriamiento son limitadas
Prismtica Ocupan menos espacio
Tienen opciones de enfriamiento por lquido y
aire
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Principio de funcionamiento
12
Batera cargada Batera en funcionamiento Batera descargada
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Tipo de bateras
Segn la qumica de la batera hay diferentes tipos:
Batera nodo (-) Ctodo (+) Electrolito V. Celda
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cido-Plomo
Nickel-Cadmium
Nickel-metal
Hidruro
Iones de litio
Litio polmero
Pb
Cd
Metal
hidruro
Carbn
Carbn
PbO2
Ni(OH)2
Ni(OH)2
xido de
litio
xido de
cobalto
H2SO4
KOH
KOH
Solucin de
litio
Solucin de
polmero
2 V
1.2 V
1.2 V
3.6 V
3.7 V
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Voltaje
14
C
T
O
D
O
Voltaje de cada celda
= ()
* =Potencial qumico
Anlisis termodinmico
=
* = Energa libre de gibbs [J/mol]
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Voltaje
15
C
T
O
D
O
Para proceso reversible
=
*n= Nmero de electrones transferidos en la reaccin
*F= 96500 C/mol
*Vr=Voltaje de la celda
Voltaje condiciones estndar
0 =
0
= 0
ln
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Voltaje
16
C
T
O
D
O
Ejemplo:
Bateras de litio
4 + 6 4 + 6 = 3.45
= 1
=
= 1 96500
3.45
= . /
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en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Energa especfica
17
C
T
O
D
O
Es la capacidad de energa por unidad de peso de la batera
, =
3.6 =3.6
=
= 3.45 = 1
= 229.8
= 96,500
, =3.6
=1 96,500 3.45 1000
3.6 0.2298= .
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Potencia especfica
18
C
T
O
D
O
La mxima potencia por unidad de peso de la batera que puede producir
en un corto perodo de tiempo
=2
4( + )
Rc Resistencia conductora Rint Resistencia interna causada por la reaccin qumica
Potencia especfica es importante en la reduccin de peso de la batera,
especialmente en aplicaciones de alta demanda de energa, tales como
los HEVs
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Capacidad de la batera [Ah]
Densidad de potencia [W/kg W/L]
Densidad de energa [W/kg W/L]
Estado de carga (SOC) [%]
Resistencia interna (Ri) []
Estado de vida (SOL)
Fin de vida (EOL)
Estado de salud (SOH)
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Bateras: Terminologa
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Capacidad
Grafica comparacin densidad de energa dependiendo de la
composicin qumica de la batera
20
Fuente: Secondary batteries cell google images
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz 21
Bateras: Curvas caractersticas
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Clasificacin
22
Bateras primarias Bateras secundarias
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en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Especificaciones
Voltaje
Capacidad Ah
Profundidad descarga
La carga
Dimensiones
Nmero de ciclos
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Cmo elegir una batera?
24
Primaria o secundaria? Costo Temperatura
Capacidad Ciclos Tiempo de vida
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz 25
Bateras: Tipos de conexiones
Conexin serie
En el circuito serie la corriente que circula
por l slo tienen un camino por recorrer,
por tanto la intensidad es la misma en todo
el circuito
= 1 = 2 = 3 = =
= 1 + 2 + 3 ++
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz 26
Bateras: Tipos de conexiones
Conexin paralelo
Los elementos que lo forman se
encuentran unidos entre si por dos
puntos y sus caractersticas son:
La corriente total es la suma de la corriente en cada elemento.
La diferencia de potencial es la misma en todo el circuito.
1
=1
1+1
2+1
3++
1
= 1 + 2 + 3 ++
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz 27
Bateras: Tipos de conexiones
Ejemplo serie
Calcular la corriente total que circula en el siguiente circuito con cargas en
serie, considerando que la fuente es de 90 volts
=
= 45 =90
45 = 2
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en Mecatrnica Automotriz 28
Bateras: Tipos de conexiones
Ejemplo paralelo
Encontrar la corriente que circula por el circuito mostrado, suponiendo que
se tiene una fuente de 12V
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Ejemplo de dimensionamiento
Asumiendo que un mdulo son 10 celdas en serie. Cuntos mdulos en serie y cuntas celdas en paralelo
debe haber en el mdulo?
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Capacidad 14 A-hr
Descarga mx. 8 C
Descarga continua 5 C
Carga mxima 3 C
Carga continua 1 C
Voltaje nominal 3.2 V
Celda
Capacidad 8000 W-hr
Descarga mx. 180 A
Descarga continua 120 A
Carga mxima 80 A
Carga continua 20 A
Voltaje nominal 285-360 V
Requerimientos del mdulo
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Ejemplo de dimensionamiento
1. Comenzar por comprobar el nmero de clulas en paralelo que
cumplen con los requisitos actuales:
30
Mximo Continuo Mximo Continuo
Requerimientos del modulo 180 120 80 20
1P Capacidad 8 x 14= 112 5 x 14=70 3 x 14=42 1 x 14=14
2P Capacidad 2 x 8 x 14=224 2 x 5 x 14=140 2 x 3 x 14=84 2 x 1 x 14=28
3P Capacidad 3 x 8 x 14=336 3 x 5 x 14=210 3 x 3 x 14=126 2 x 1 x 14=42
Corriente de descarga (A) Corriente de carga (A)
2. Comprobar el nmero de mdulos en serie que se requieren para
cumplir con el voltaje del modulo
# Modulos
en serie
Voltaje nominal
del modulo (V)
8 3.2 x 10 x 8 = 256
9 3.2 x 10 x 9 = 288
10 3.2 x 10 x 10 = 320
11 3.2 x 10 x 11 = 352
12 3.2 x 10 x 12 = 384
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Ejemplo de dimensionamiento
3. Revisar la capacidad del modulo segn los requerimientos
31
4. Elija la configuracin del modulo que mejor se adapte a la aplicacin:
90S2P cumple con los requerimientos sin necesidad de capacidad adicional
El siguiente paso sera analizar la configuracin 90S2P a travs de
varios ciclos de conduccin
S la capacidad es una limitacin (debido al rango de requerimientos y control de la batera para alto o bajos SOC), entonces usar 10S2P
# Modulos
en serie
# Celdas en
paralelo Capacidad del modulo
9 1 9 x 10 x 3.2 x 14 = 4032
9 2 2 x 9 x 10 x 3.2 x 14 = 8064
10 1 10 x 10 x 3.2 x 14 = 4480
10 2 2 x 10 x 10 x 3.4 x 14 =8960
11 1 11 x 10 x 3.2 x 14 =4928
11 2 2 x 11 x 10 x 3.2 x 14 = 9856
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en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Nickel- Cadmio
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Mejor rendimiento a baja
temperatura
Larga vida
Confiabilidad
Requiere poco
mantenimiento
Alto costo
Toxicidad
Baja potencia para
aplicaciones VE
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Nickel e hidruro metlico
1. Terminal positiva
2. Carcasa de metal exterior
3. Electrodo positivo
4. Electrodo negativo con colector de
corriente
5. Separador.
33
Mayor energa especfica
que NiCd 60-80 W h/kg
Potencia especfica 250
W/kg
Usada en VE
Mayor ciclo de vida que la
batera de plomo
Alto costo
Alta tasa de auto descarga
comparada con NiCd
Capacidad de aceptacin de
carga deficiente a
temperaturas elevadas
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Plomo-cido
Reaccin global
Pb + Pb2 + 22424 + 22
34
Plomo cido
Buena relacin de desempeo-
costo
Pesada- corto
tiempo de vida
Voltaje por celda 2 V
Provee poca energa por
peso
Descarga
Carga
Es la ms fabricada en el mundo Mantenimiento Contaminante
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Plomo-cido
35
Baja energa especfica
Bajo rendimiento a bajas
temperaturas
Bajo tiempo de vida
Caractersticas electromecnicas
favorables
Fcil manufactura
Rejilla batera plomo cido Energa especfica 35-50 W h/kg
Potencia especfica 150-400 W/kg
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Aplicaciones: Plomo cido
Automocin
Embarcaciones
Industriales
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Bateras de ion-litio
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Li-ion
Alto ciclo de vida
Sensible a perfiles de uso
Gran aplicabilidad
Reaccin global
+ +
38
Iones de litio
Baja densidad
Mayor potencial
Voltaje por celda 3.4- 4.0V
Provee mayor energa por peso
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Li-ion
Estructura
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Tipos Litio
40
Tipos
Li-Polmero
Li-Nickel-Aluminio
Li- cobalto
Li-Titanio
Li-Nickel-manganeso
Li-Hierro-Fosfato
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Caractersticas
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Litio-cobalto Litio-manganeso Litio-fosfato
Litio-nickel-manganeso-
cobalto
Litio-Nickel-aluminio-
cobalto
Litio-titanio
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras: Tipos-Litio
42
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Aplicaciones: Litio
Eficiencia energtica Vehculos hbridos y elctricos
43
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz 44
Battery Pack Management
Conjunto de bateras, pueden
estar conectadas en serie o
paralelo o combinadas.
Serie Voltaje requerido Paralelo Incrementar la capacidad
Fuente: http://www.cleantechinstitute.org/Training/CEVT.html
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz 45
Battery Management System
Qu es un BMS?
Es un sistema embebido construido para el procesamiento electrnico.
Protege la seguridad del operador del vehculo y sus pasajeros
Protege las celdas de la batera
Informa sobre cmo se puede hacer el mejor uso del paquete de bateras
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz 46
Battery Management System
El BMS est diseado para tener
todas o algunas de las siguientes
caractersticas:
Estimacin del estado de carga (SoC)
Monitorear el estado de salud (SoH) de la celda y el
paquete.
Control de temperatura
Control carga-descarga
Registro de datos
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en Mecatrnica Automotriz 47
BMS: Monitoreo voltaje
Porqu/Cmo medir el voltaje de todas las celdas?
El voltaje de la celda es un indicador crtico de:
Balance relativo de las celdas Seguridad y salud del paquete de bateras
El voltaje es una entrada crtica para la mayora de los
algoritmos de SoH y SoC
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en Mecatrnica Automotriz 48
BMS: Medicin temperatura
Porqu medir la temperatura?
No cargue la batera a baja temperatura. Controlar el sistema de gestin trmica para mantener la
temperatura en la regin de seguro
Ubicar sensores exteriores a una o ms celdas por mdulo, con el fin de calcular temperaturas internas
Fuente:
http://www.nrel.gov/vehiclesandfuels/energystorage/images/photo_infrafred_leadacid.j
pg
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz 49
BMS: Medicin temperatura
Cmo medir la temperatura?
Se debe convertir la temperatura en una seal de tensin y medirla a travs de un circuito de A2D
Las termocuplas directamente producen un voltaje (muy pequeo), el cual puede ser amplificado y medido
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en Mecatrnica Automotriz 50
BMS: Medicin corriente
Porqu/Cmo medir la corriente?
Para el paquete de bateras las mediciones de corriente son necesarias para garantizar la seguridad, y registrar las
condiciones de abuso
Existen dos mtodos bsicos
Shunt Efecto hall
Fuente :http://tema4grupo5.blogspot.mx/ Fuente: www.lem.com
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en Mecatrnica Automotriz 51
BMS: Medicin corriente
Resistencia de shunt
Resistencia de bajo valor que esta conectada en serie con el
paquete de bateras
Fuente:http://tema4grupo5.blogspot.mx/
La corriente se calcula por la
medida de cada de voltaje en la
resistencia de shunt
=
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en Mecatrnica Automotriz 52
BMS: Medicin corriente
Sensor de efecto hall
Sensores de efecto de campo
magntico que miden el paso de la
corriente que fluye a travs de un
alambre
Algunas compensaciones entre los
dos mtodos:
Shunt Simple/ Aislamiento Efecto hall Fcil cambio a la
temperatura/ Calibrar
Fuente: www.lem.com
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en Mecatrnica Automotriz 53
Battery Management System
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Modelacin de bateras
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Enfoque Caracteristicas
Modelos electroqumicos
Representacin de las reacciones
electroqumicas, termodinmicas y de
construccin del acumulador
Modelo circuital en continua Representacin de procesos electroqumicos
de la batera en el dominio elctrico DC
Modelos circuita en alterna Representacin de procesos electroqumicos
de la batera en el dominio elctrico AC
Modelos tipo caja negra En base a datos de entrada-salida, generan
un modelo de la batera
Modelos estocsticos La modelacin se asume que es un proceso
estocstico, tipo cadena de Markov
Modelos heursticos Se representa alguna caracterstica del
acumulador por medio de una heurstica
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Modelo circuital en continua
55
Modelo Thevenin capa simple
Asume valores de resistencia y capacitancia constantes
Modelo Thevenin doble capa
Es un modelo mejorado, caracteriza efectos de polarizacin
Modelo Thevenin Runtime
Representa el tiempo de vida til de la batera
Modelo Shepherd
Slo trabaja en aplicaciones de carga y descarga constante
Modelo de Plett
Se combina con el modelo de Shepherd para obtener el modelo dinmico de la batera
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Estados de la batera
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Cuantificacin del proceso de envejecimiento.
Capacidad y potencia
Estado de salud (SOH)
Tiempo restante de vida de la batera
Degradacin de mecanismos
Estado de vida (SOL)
Factor clave Porcentaje de carga que
queda en la batera
Estado de carga (SOC)
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Estado de carga (SOC): Bateras de litio
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Es la capacidad nominal restante en la batera comparada con la energa que tiene cuando esta 100% cargada.
El cambio en el SOC en un intervalo de tiempo dt con una corriente de descarga puede expresarse como:
Puede expresarse como:
=
()
= 0
Este valor cambia nicamente debido a la corriente en la celda o
autodescarga
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Por qu no se puede medir fcilmente el estado
de carga de una batera?
El SOC debe calcularse a partir del
voltaje y la corriente de la celda.
Alternativa 1: Medir voltaje en
circuito abierto de la batera
Curva de descarga se obtiene a carga constante
Alternativa 2: Llevar un registro
de los consumos
Problema: Cuando se instala un nuevo rack de bateras no se
sabe cual es su estado inicial de
carga.
58
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Estado de carga (SOC): Mtodos
59
Medicin SOC para bateras
Medicin de gravedad
especfica para SOC Medicin directa Estimacin del SOC
basado en voltaje
Estimacin del SOC basado en
corriente (Conteo Coulomb) Medicin de la impedancia
interna para estimar SOC
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Estado de carga (SOC): Mtodos- litio
60
Medicin SOC para bateras de litio
Estimacin basada
en look up tables
Algoritmos de estimacin
Estimacin prctica Estimacin terica
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Estado de carga (SOC): Litio
Estimacin terica
Variables que afectan el rendimiento
Conteo de Coulomb
Las bateras no tienen comportamiento lineal
Estimacin prctica
Look up tables
Recopilacin de datos reales medidos
Sensores, microprocesador
Estimacin exacta basada en
Look up tables
Errores de desplazamiento (nmero y significado de influir
factores considerados)
Tamao de la muestra y de validez, Auto Velocidad de
descarga
Puntos de datos y algoritmos de prediccin,
Eficiencia de Coulomb
Errores aleatorios (Exactitud de la medida), Error
acumulativo Build Up
61
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Estado de carga (SOC): Litio
62
Algoritmos de estimacin
Lgica difusa Filtrado de Kalman Redes neuronales
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Filtrado extendido de Kalman
63
El objetivo es determinar el estado no medible de un sistema no
lineal. En este caso se debe usar el proceso de linealizacin en
cada tiempo para aproximar el sistema no lineal a un sistema
variante en el tiempo. (LTV)
Ecuacin de estado
Ecuacin de salida
Series de Taylor
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Estado de carga (SOC): Factores que la afectan
64
Capacidad de uso
Tasa de carga y descarga
Histresis Tasa de
descarga y temperatura
Envejecimiento de la celda
Auto descarga
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Envejecimiento de la batera
Las celdas de ion litio tienen relativamente bajo tiempo de vida
Segn el consumo de las celdas puede ser de 1-4 aos
Duracin de 10 aos celda de automviles
Factores de envejecimiento
Temperatura
Estado de carga
Potencia
Rendimiento energtico
65
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Envejecimiento de la batera
Ciclos de vida
La capacidad de la celda decrece linealmente con el nmero de
ciclos de carga y descarga
66
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Seguridad en bateras
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Seguridad en bateras
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Abusar de una clula del Li-ion de una determinada manera
puede ser muy peligroso y puede resultar en daos fsicos.
Perforacin Aplastamiento
Debido al sobrecalentamiento a partir de:
Sobre voltaje Sobre corriente Calor externo
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Seguridad en bateras
rea de funcionamiento seguro
69
El rea de funcionamiento seguro de las clulas de Li-Ion est
limitado por corriente, temperatura y voltaje
Descarga fuera del rango de temperatura
Descarga a intensidad demasiado alta y carga rpida
Pueden haber daos si se opera a pulsos de corriente altos por varios segundos
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Seguridad en bateras
rea de funcionamiento seguro
70
Celdas
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Manejo de la temperatura
Porqu medir la
temperatura?
Control trmico
Cmo se afectan las
celdas?
71
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Seguridad
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Una batera de Li-ion en el fuego despus de un cortocircuito directo
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Seguridad
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Seguridad
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Restos de un PHEV Prius
despus de su paquete de
traccin Li-Ion se incendi
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Seguridad en bateras
75
Porqu ocurren estos eventos?
Pobre diseo mecnico Malos procesos de manufactura
Prevencin
Vestir equipo de seguridad No objetos de metal Disee un plan de prevencin Diseo bateras correctamente, el uso estricto control de
calidad.
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras Seguridad, regulaciones y normas
Seguridad de la batera/ Hbridos
SAE J2929
Norma de seguridad para vehculos hbridos y elctricos propulsados por un sistema de batera de iones de litio recargable.
SAE J2469
Aplicacin para tren motriz y capacidad de arranque
UL 2580
Uso de bateras en vehculos elctricos
Pruebas de rendimiento
SAE J1798
Prctica recomendada para la clasificacin de rendimiento de los mdulos de bateras del vehculo elctrico
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bateras Seguridad, regulaciones y normas
Pruebas de rendimiento
SAE J2288
Pruebas de ciclo de vida del mdulo de bateras de un vehculo elctrico
USABC
Consejo de investigacin automotriz de los Estados Unidos
Pruebas de temperatura. T1-T8
T2
Prueba trmica
T7
Sobrecarga, slo para bateras recargables
T8
Descarga a fuerza
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Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Pruebas en bateras
78
BMS
Balance de celdas
Verificacin y diagnstico SOC/SOH/SOF
Precisin de medida y temperatura
Seal de adquisicin
Deteccin de aislamiento
Medicin de corriente y voltaje
Elctricas
Carga y descarga
Corto circuito
Resistencia
Eficiencia
Verificacin de seguridad
Pruebas para rango de voltaje
-
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Pruebas en bateras
79
Fsicas
Arranque en fro
Vibraciones
Simulacin ciclo de conduccin
Impacto
Autodescarga
Inmersin agua-sal
Ambientales
Rendimiento trmico
Manejo de la temperatura
Humedad trmica
Prueba de niebla salina
Exposicin trmica
Prueba de altitud
-
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Situacin, perspectivas y futuro
80
-
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Situacin, perspectivas y futuro
81
Energa especfica
Cambio de material
Optimizacin del diseo de la celda
Aleaciones de metal de litio, por ejemplo, de litio-silicio (Li-Si), y de litio-estao (Li-Sn), aleaciones, se encuentran
entre los electrodos negativos ms prometedores para
sustituir materiales comunes a base de carbono.
Investigacin de nuevos materiales de nodo se dirige tambin a los xidos de titanio y xido de litio de titanio
-
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Situacin, perspectivas y futuro
82
La potencia
Nuevas morfologas de electrodos nano estructurados
Se espera que el uso de nano estructuras de lugar a un aumento de la superficie geomtrica, con lo que se
consigue mas baja densidad.
Mejores aglutinantes y aditivos
-
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Situacin, perspectivas y futuro
83
Seguridad y confiabilidad
Seguridad y fiabilidad en los electrolitos
Estabilidad trmica, proteccin sobrecarga.
Reducir toxicidad
Electrolitos de gel y lquidos
-
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz
Bibliografa
Battery University. http://batteryuniversity.com
SAE International. Hybrid and Electric vehicle engineering academy
Understanding batteries. Ronald M Dell y David A. J. Rand
Modern electric, Hybrid electric and fuel cell vehicles. Mehrdad Ehsani, Yimin Gao y Ali Emadi
Lithium batteries: Status, prospects and future. Bruno Scrosat, Jrgen Garche
State of charge. www.poweruk.com
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Gracias por su atencin
Centro de Investigacin
en Mecatrnica Automotriz