Diseño de un Sistema de Gestión de Energía Embebido para Baterías de Li-Po Basado en un Enfoque DCC-EKF para Uso en Robots Móviles
Autores: Chellal, Arezki Abderrahim; Gonçalves, José; Lima, José; Pinto, Vítor; Megnafi, Hicham
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño de un Sistema de Gestión de Energía Embebido para Baterías de Li-Po Basado en un Enfoque DCC-EKF para Uso en Robots Móviles
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Robótica móvil
Sistemas de gestión de baterías
Voltaje de circuito abierto
Conteo de coulombs
Estimación del estado de carga
Sistema embebido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
En la robótica móvil, dado que no se han definido requisitos respecto a la precisión para los Sistemas de Gestión de Baterías (BMS), se aplican enfoques estándar como el Voltaje de Circuito Abierto (OCV) y el Conteo de Coulomb (CC), principalmente debido al hecho de que emplear algoritmos de estimación más complicados requiere mayor potencia de cálculo; así, los algoritmos de BMS más avanzados reportados en la literatura son desarrollados y verificados mediante experimentos de laboratorio utilizando software basado en PC. El objetivo de este artículo es describir el diseño de un sistema embebido autónomo y versátil basado en un microcontrolador de 8 bits, donde se implementa un algoritmo de Filtro de Kalman Extendido de Conteo de Coulomb Doble (DCC-EKF) para la estimación del Estado de Carga (SOC); el prototipo desarrollado cumple con la mayoría de las restricciones para BMS reportadas en la literatura, con una eficiencia energética del 94% y un error de precisión del SOC que varía entre el 2% y el 8% basado en componentes de bajo costo.
Descripción
En la robótica móvil, dado que no se han definido requisitos respecto a la precisión para los Sistemas de Gestión de Baterías (BMS), se aplican enfoques estándar como el Voltaje de Circuito Abierto (OCV) y el Conteo de Coulomb (CC), principalmente debido al hecho de que emplear algoritmos de estimación más complicados requiere mayor potencia de cálculo; así, los algoritmos de BMS más avanzados reportados en la literatura son desarrollados y verificados mediante experimentos de laboratorio utilizando software basado en PC. El objetivo de este artículo es describir el diseño de un sistema embebido autónomo y versátil basado en un microcontrolador de 8 bits, donde se implementa un algoritmo de Filtro de Kalman Extendido de Conteo de Coulomb Doble (DCC-EKF) para la estimación del Estado de Carga (SOC); el prototipo desarrollado cumple con la mayoría de las restricciones para BMS reportadas en la literatura, con una eficiencia energética del 94% y un error de precisión del SOC que varía entre el 2% y el 8% basado en componentes de bajo costo.