Modelado matemático y evaluación de rendimiento de sistemas de ecualización de baterías basados en capacitores conmutados
Autores: Ho, Kun-Che; Liu, Yi-Hua; Ye, Song-Pei; Chen, Guan-Jhu; Cheng, Yu-Shan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelado matemático y evaluación de rendimiento de sistemas de ecualización de baterías basados en capacitores conmutados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistema de almacenamiento de baterías
BSS
Desequilibrio de carga
Métodos de igualación de baterías
Ecualizadores de batería basados en capacitores conmutados
Ecualizadores de batería basados en SC
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El sistema de almacenamiento de baterías (BSS) es uno de los componentes clave en muchas aplicaciones modernas de energía, como en sistemas de energía renovable y vehículos eléctricos. Sin embargo, el desequilibrio de carga entre las baterías es muy común en los BSS, lo que puede afectar la eficiencia energética, la confiabilidad y la seguridad. Por lo tanto, se han propuesto varios métodos de equalización de baterías en la literatura. Entre estas técnicas, los equalizadores de baterías (BEs) basados en condensadores conmutados (SC) han atraído mucha atención debido a su bajo costo, tamaño reducido y controlabilidad. En este documento, se estudian siete tipos de BEs basados en SC, incluidos los tipos convencionales, de doble nivel, modularizados, de estructura en cadena tipos I y II, serie-paralelo y de un solo SC. Se derivan primero modelos matemáticos que describen los comportamientos de carga y descarga. A continuación, se lleva a cabo un análisis estadístico basado en simulación MATLAB para comparar el rendimiento de estos siete BEs. Finalmente, se proporciona un resumen de la complejidad del diseño del circuito, la velocidad de equilibrado y las opciones de implementación práctica para estas siete topologías.
Descripción
El sistema de almacenamiento de baterías (BSS) es uno de los componentes clave en muchas aplicaciones modernas de energía, como en sistemas de energía renovable y vehículos eléctricos. Sin embargo, el desequilibrio de carga entre las baterías es muy común en los BSS, lo que puede afectar la eficiencia energética, la confiabilidad y la seguridad. Por lo tanto, se han propuesto varios métodos de equalización de baterías en la literatura. Entre estas técnicas, los equalizadores de baterías (BEs) basados en condensadores conmutados (SC) han atraído mucha atención debido a su bajo costo, tamaño reducido y controlabilidad. En este documento, se estudian siete tipos de BEs basados en SC, incluidos los tipos convencionales, de doble nivel, modularizados, de estructura en cadena tipos I y II, serie-paralelo y de un solo SC. Se derivan primero modelos matemáticos que describen los comportamientos de carga y descarga. A continuación, se lleva a cabo un análisis estadístico basado en simulación MATLAB para comparar el rendimiento de estos siete BEs. Finalmente, se proporciona un resumen de la complejidad del diseño del circuito, la velocidad de equilibrado y las opciones de implementación práctica para estas siete topologías.