Análisis y modelado de baterías de Ion Litio para vehículos eléctricos
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Date
2018
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Abstract
The present study analyzes the existing electrical models and identifies the one that best represents the actual behavior of Lithium Ion accumulators for electric vehicles. This document presents a bibliographical study on the typologies and background of electric vehicles. The technologies and the current trend of the electrochemical storage systems that are applied in the accumulators of electric vehicles are reviewed. The main characteristics of lithium ion batteries, their operation, internal processes and the main factors that degrade this type of accumulator are analyzed. The parametrization processes of the equivalent circuits that reproduce the behavior of the accumulator from an electric approach are reviewed.
The study approach include the different equivalent circuits that reproduce the behavior of the accumulator, its main characteristics and its parameterization, to subsequently make the application of a model that characterizes the behavior of an accumulator module of the Kia Soul electric vehicle, owned by the University of Cuenca, and five models of equivalent circuits for two accumulator cells, which have applications in the electric traction. A characterization of the modeled cells for the energy requirements of the Kia Soul vehicle is carried out and also the validation of the modules proposed with the modeled cells is made when making a comparison with the model of the vehicle accumulator bank.
Finally, an analysis of the results of the models is made with respect to the experimental data, of which different levels of accuracy are shown
Resumen
El presente estudio analiza los modelos eléctricos existentes e identifica aquel que mejor reproduce el comportamiento real de los acumuladores de Ion Litio para vehículos eléctricos. En este documento se presenta un estudio bibliográfico sobre las tipologías y los antecedentes de los vehículos eléctricos. Se revisan las tecnologías y la tendencia actual de los sistemas de almacenamiento electroquímico que se aplican en los acumuladores de los vehículos eléctricos. Se analizan las características principales de los acumuladores de Ion Litio, su funcionamiento, procesos internos y los principales factores que degradan este tipo de acumulador. Se revisan los procesos parametrización de los circuitos equivalentes que reproducen el comportamiento del acumulador desde un enfoque eléctrico.
El enfoque de estudio abarca los diferentes circuitos equivalentes que reproducen el comportamiento del acumulador, sus principales características y su parametrización, para posteriormente realizar la aplicación de un modelo que caracterice el comportamiento de un módulo acumulador del vehículo eléctrico Kia Soul, de propiedad de la Universidad de Cuenca, y cinco modelos de circuitos equivalentes para dos celdas acumuladoras, las cuales tienen aplicaciones en la tracción eléctrica. Se realiza una caracterización de las celdas modeladas para los requerimientos energéticos del vehículo Kia Soul y además se hace la validación de los módulos planteados con las celdas modeladas al realizar una comparación con el modelo del banco acumulador del vehículo.
Finalmente se realiza un análisis de los resultados de los modelos con respecto a los datos experimentales, de los cuales se muestran diferentes niveles de exactitud
Keywords
Ingeniería Eléctrica, Vehículo eléctrico, Energía eléctrica, Potencia eléctrica
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TE;421