Modular battery emulator para desarrollo y pruebas funcionales de sistemas de gestión de baterías: diseño de hardware y caracterización
Autores: Verani, Alessandro; Di Rienzo, Roberto; Nicodemo, Niccolò; Baronti, Federico; Roncella, Roberto; Saletti, Roberto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modular battery emulator para desarrollo y pruebas funcionales de sistemas de gestión de baterías: diseño de hardware y caracterización
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistemas de gestión de baterías
Baterías de iones de litio
Pruebas funcionales
Fases de validación
Emuladores de batería
Enfoque de hardware en bucle
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Los Sistemas de Gestión de Baterías son esenciales para el uso seguro y efectivo de las baterías de Iones de Litio. La creciente complejidad de los algoritmos de control y estimación requiere pruebas funcionales más profundas y fases de validación de los Sistemas de Gestión de Baterías. Sin embargo, el uso de baterías reales en tales fases conlleva riesgos de peligro y seguridad. Los emuladores de baterías y el enfoque de Hardware-in-the-Loop pueden acelerar e incrementar la seguridad de las pruebas funcionales y fases de validación de algoritmos. Este trabajo describe el diseño y la caracterización de un emulador de batería modular de múltiples celdas de bajo costo que proporciona una emulación completa del voltaje de celda, temperatura y corriente. Esta plataforma puede utilizarse para llevar a cabo pruebas de Hardware-in-the-Loop en Sistemas de Gestión de Baterías personalizados y comerciales. El artículo describe las restricciones de diseño de la plataforma derivadas de las arquitecturas de Sistemas de Gestión de Baterías más difundidas, las principales elecciones de diseño e implementación, y los resultados de caracterización de la plataforma. La plataforma de emulación propuesta se compara con la literatura y las comerciales mostrando un muy buen equilibrio entre rendimiento y costo. Esta característica la hace atractiva para laboratorios de tamaño pequeño que desarrollan y prueban Sistemas de Gestión de Baterías. Por lo tanto, el proyecto ha sido puesto a disposición de la comunidad científica como una plataforma de hardware abierta descargable de forma gratuita.
Descripción
Los Sistemas de Gestión de Baterías son esenciales para el uso seguro y efectivo de las baterías de Iones de Litio. La creciente complejidad de los algoritmos de control y estimación requiere pruebas funcionales más profundas y fases de validación de los Sistemas de Gestión de Baterías. Sin embargo, el uso de baterías reales en tales fases conlleva riesgos de peligro y seguridad. Los emuladores de baterías y el enfoque de Hardware-in-the-Loop pueden acelerar e incrementar la seguridad de las pruebas funcionales y fases de validación de algoritmos. Este trabajo describe el diseño y la caracterización de un emulador de batería modular de múltiples celdas de bajo costo que proporciona una emulación completa del voltaje de celda, temperatura y corriente. Esta plataforma puede utilizarse para llevar a cabo pruebas de Hardware-in-the-Loop en Sistemas de Gestión de Baterías personalizados y comerciales. El artículo describe las restricciones de diseño de la plataforma derivadas de las arquitecturas de Sistemas de Gestión de Baterías más difundidas, las principales elecciones de diseño e implementación, y los resultados de caracterización de la plataforma. La plataforma de emulación propuesta se compara con la literatura y las comerciales mostrando un muy buen equilibrio entre rendimiento y costo. Esta característica la hace atractiva para laboratorios de tamaño pequeño que desarrollan y prueban Sistemas de Gestión de Baterías. Por lo tanto, el proyecto ha sido puesto a disposición de la comunidad científica como una plataforma de hardware abierta descargable de forma gratuita.