Un marco de sistema a celda de multiphysics para evaluar el impacto de las condiciones de operación de los sistemas fotovoltaicos autónomos en la vida útil de las baterías de ion litio
Autores: Golzar, Farzin; Astaneh, Majid; Ghorbanzadeh, Milad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un marco de sistema a celda de multiphysics para evaluar el impacto de las condiciones de operación de los sistemas fotovoltaicos autónomos en la vida útil de las baterías de ion litio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propone
Simulación multiphysics
Baterías de Li-ion
Vida útil
Condiciones de operación
Vida útil de la batería
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una estructura de simulación multifísica para predecir la vida útil de las baterías de iones de litio mediante la consolidación de modelos electroquímicos y de envejecimiento térmico de celdas de batería en el dominio eléctrico de sistemas autónomos de baterías PV. Este modelo puede considerar el efecto de las condiciones de operación a nivel del sistema, como patrones de carga/descarga y estrategias de gestión de energía, para evaluar la disminución de la capacidad de la batería a nivel de celda. El modelo propuesto se valida utilizando observaciones experimentales con un RRMSE del 1.1%. Los resultados muestran que las condiciones de operación del banco de baterías afectan significativamente su vida útil. Se predice un amplio rango de 2.7 a 12.5 años de vida útil de la batería aplicando el modelo a diferentes estudios de caso. Además, el modelo predice que gestionar el nivel máximo de carga de celda puede mejorar la vida útil del banco de baterías en un 60%. El modelo desarrollado es un marco de toma de decisiones genérico a escala múltiple para investigar el efecto de las condiciones de operación en la vida útil de la batería.
Descripción
Este documento propone una estructura de simulación multifísica para predecir la vida útil de las baterías de iones de litio mediante la consolidación de modelos electroquímicos y de envejecimiento térmico de celdas de batería en el dominio eléctrico de sistemas autónomos de baterías PV. Este modelo puede considerar el efecto de las condiciones de operación a nivel del sistema, como patrones de carga/descarga y estrategias de gestión de energía, para evaluar la disminución de la capacidad de la batería a nivel de celda. El modelo propuesto se valida utilizando observaciones experimentales con un RRMSE del 1.1%. Los resultados muestran que las condiciones de operación del banco de baterías afectan significativamente su vida útil. Se predice un amplio rango de 2.7 a 12.5 años de vida útil de la batería aplicando el modelo a diferentes estudios de caso. Además, el modelo predice que gestionar el nivel máximo de carga de celda puede mejorar la vida útil del banco de baterías en un 60%. El modelo desarrollado es un marco de toma de decisiones genérico a escala múltiple para investigar el efecto de las condiciones de operación en la vida útil de la batería.