������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������������������������������

 

Estimaci�n y recuperaci�n del sistema de almacenamiento de energ�a electroqu�mica aplicado en veh�culos el�ctricos

 

Estimation and recovery of the electrochemical energy storage system applied in electric vehicles

 

Estimativa e recupera��o do sistema de armazenamento eletroqu�mico de energia aplicado em ve�culos el�tricos

 

Jairo Edison Guasumba-Maila I

jguasumba@tecnoecuatoriano.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-0533-0397

 

V�ctor Alfonso Garay-Cisneros II

vgaray@tecnoecuatoriano.edu.ec

https://orcid.org/0000-0001-6739-9309

 

 

 

 

Gerson Alexander Vasco-Vega III

gvasco2099@gmail.com

https://orcid.org/0000-0003-3031-1582

 

 

Mauro Danilo Simba�a-Manopanta III

mauromrx10@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0001-8501-7757

 

 
 

 

 

 


Correspondencia: jguasumba@tecnoecuatoriano.edu.ec

Ciencias de la T�cnicas y Aplicadas

Art�culos de investigaci�n

 

 

*Recibido: 16 de julio de 2021 *Aceptado: 30 de agosto de 2021 * Publicado: 08 de septiembre de 2021

 

       I.            Mag�ster en Dise�o Mec�nico, Docente Investigador, Coordinador de Carrera de Mec�nica y Electromec�nica Automotriz, Instituto Superior Tecnol�gico Tecnoecuatoriano, Ecuador.

    II.            Magister en Educaci�n Menci�n Gesti�n del Aprendizaje. Mediado por Tic, Docente investigador. Director de Vinculaci�n con la sociedad, Miembro del Consejo Acad�mico Superior ISTTE, Instituto Superior Tecnol�gico Tecnoecuatoriano, Ecuador.

III.            Participante Investigador, Estudiante Tecnolog�a Superior en Electromec�nica Automotriz, Instituto Superior Tecnol�gico Tecnoecuatoriano, Ecuador.

IV.            Participante Investigador, Estudiante Tecnolog�a Superior en Electromec�nica Automotriz, Instituto Superior Tecnol�gico Tecnoecuatoriano, Ecuador.


Resumen

La promoci�n de veh�culos el�ctricos requiere el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energ�a a gran escala confiables, seguros y de bajo costo. Existe varias tecnolog�as en bater�as y una de las m�s importantes la bater�a de pol�mero de litio de estado s�lido se considera una de las tecnolog�as prometedoras a cumplir. los requisitos de EV. La estimaci�n de una bater�a energ�tica contribuye a predecir el comportamiento que esta tendr�, cuando se encuentren funcionando en el veh�culo el�ctrico, pero sus reacciones qu�micas son dif�ciles de predecir, y estas var�an en funci�n de ciertos par�metros como: la temperatura, el uso que se le haya dado, o tambi�n puede ser el tiempo que se mantengan funcionando. Se concluye que las bater�as de ion-litio se someten a cargas y descargas muy r�pidas, reducir�n su vida �til dr�sticamente, por lo que recomiendan hacer una mezcla en su funcionamiento, si se realiza una carga con pocos amperios se debe realizar una descarga con muchos amperios, con esto se obtendr� el doble de ciclos de vida de una bater�a, esta forma es esencial para alargar la vida �til de las bater�as para nuestros veh�culos el�ctricos

Palabras clave: veh�culo; Almacenamiento de energ�a; veh�culo el�ctrico; medio ambiente; estimaci�n de bater�a.

 

Abstract

The promotion of electric vehicles requires the development of reliable, safe, and low-cost large-scale energy storage systems. There are several battery technologies and one of the most important, the solid-state lithium polymer battery, is considered one of the promising technologies to deliver. EV requirements. The estimation of an energy battery helps to predict the behavior that it will have, when they are operating in the electric vehicle, but their chemical reactions are difficult to predict, and these vary depending on certain parameters such as: temperature, the use that is you have given, or it can also be the time that they keep running. It is concluded that lithium-ion batteries are subjected to very fast charges and discharges, they will drastically reduce their useful life, so they recommend making a mixture in their operation, if a charge with few amps is carried out, a discharge with many amps, with this you will get double the life cycles of a battery, this way is essential to extend the useful life of the batteries for our electric vehicles.

Keywords: vehicle; Energy storage; electric vehicle; environment; battery estimate.

 

Resumo

A promo��o de ve�culos el�tricos requer o desenvolvimento de sistemas de armazenamento de energia em grande escala confi�veis, seguros e de baixo custo. Existem v�rias tecnologias de bateria e uma das mais importantes, a bateria de pol�mero de l�tio de estado s�lido, � considerada uma das tecnologias promissoras a serem fornecidas. Requisitos de EV. A estimativa de uma bateria de energia ajuda a prever o comportamento que ela ter�, quando estiver operando no ve�culo el�trico, mas suas rea��es qu�micas s�o dif�ceis de prever, e estas variam dependendo de certos par�metros como: temperatura, o uso que � voc� deu, ou tamb�m pode ser o tempo que eles continuam correndo. Conclui-se que as baterias de �on-l�tio est�o sujeitas a cargas e descargas muito r�pidas, v�o reduzir drasticamente sua vida �til, por isso recomendam fazer uma mistura em seu funcionamento, se for realizada uma carga com poucos amperes, uma descarga com muitos amperes , com isso voc� ter� o dobro da vida �til de uma bateria, desta forma � essencial para estender a vida �til das baterias dos nossos ve�culos el�tricos.

Palavras-chave: ve�culo; Armazenamento de energia; ve�culo el�trico; meio Ambiente; estimativa da bateria..

 

Introducci�n

Desde los a�os 70, cuando tuvo lugar la 1� crisis del petr�leo, se comenz� a tener una inquietud acerca del futuro de dicha energ�a, llegando al punto de iniciar una b�squeda de nuevas fuentes de energ�a, m�s baratas y que pudieran ser obtenidas de forma m�s independiente. Dicha crisis, junto con los estudios realizados durante los a�os 80 y 90 sobre la contaminaci�n en el planeta, especialmente el denominado �efecto invernadero�, que podr�a acabar con la capa de ozono de la atm�sfera debido al excesivo uso de todo tipo de gases, dio pie a una nueva conciencia relativa a la investigaci�n sobre el uso de energ�as renovables m�s favorables con el medio ambiente (Pelayo, 2013). Junto con esos estudios, otra raz�n que impuls� el inicio de la investigaci�n de veh�culos el�ctricos ha sido el hecho de que cada vez quedan menos reservas de petr�leo, lo que aumenta su precio considerablemente (Chowdhury et al., 2018)

El comportamiento medioambiental de los veh�culos el�ctricos est� directamente relacionado con la combinaci�n de electricidad que se utiliza durante el proceso de carga. Hoy en d�a, con un aumento constante de la electricidad renovable que se est� introduciendo, su uso no siempre es �ptimo (Oliveira et al., 2015). Con las crecientes demandas de energ�a, se requieren nuevas qu�micas de bater�a m�s all� de la tecnolog�a de iones de litio para hacer frente a un mayor consumo de energ�a y promover la electrificaci�n del veh�culo. En particular, las �reas de conocimiento relacionadas con los veh�culos el�ctricos han ganado importancia en todas las tecnolog�as de bater�as examinadas, lo que refleja el impulso para producir sistemas de bater�as de alta energ�a (Aaldering & Song, 2019).

Los veh�culos el�ctricos (VE) ya fueron testados antes de los propios veh�culos de combustible. Sin embargo, fueron desplazados por estos �ltimos debido a que necesitaban un enorme tiempo de recarga para un �ptimo funcionamiento y a la dificultad para almacenar grandes cantidades de energ�a, lo cual sigue siendo hoy en d�a el principal problema (Pelayo, 2013). La cadena energ�tica que conduce a la alimentaci�n de cualquier veh�culo el�ctrico, coche, autob�s, furgoneta, etc., parte de la generaci�n de energ�a primaria atendiendo a la estructura mixta que suponen las distintas centrales, la cual a su vez var�a seg�n los entornos geogr�ficos de referencia (Martin y Bargallo Pernina, 2015; Pfleging, 2021).

 

Tabla 1 Datos de funcionamiento de veh�culos el�ctricos (Fierro y Siguenza, 2017)

CARACTERISTIC AS

KIA SOUL

BYD E5

RENAUL

T KANGOO

NISSAN LEAF

RENAULT TWIZY

Tipo de Motor el�ctrico

Motor el�ctrico s�ncrono de im�n permanente

Motor s�ncrono de imanes permanentes

Motor El�ctrico 2.4 (S�ncrono reversible)

Motor s�ncrono de corriente el�ctrica

motor el�ctrico as�ncrono

Tipo de corriente

AC

AC

AC

AC

AC

Potencia m�xima CV

109CV

107CV

60 CV

109CV

17 CV

Potencia m�xima kW/rpm

81.4

kW/rpm

160 kW/rpm

44 kW/rpm

80 kW/rpm

13 Kw/rpm

Par m�ximo

285

Nm/rpm

310

Nm/rpm

226

Nm/rpm

254

Nm/rpm

57Nm/rpm

Velocidad m�xima

145 km/h

130 km/h

130 km/h

150km/h

80km/h

Aceleraci�n de 0-100 km/h

11.2 s

14 s

20,3 s

*

0 a 45 km/h

en 6,1 segundo

Consumo el�ctrico

21 kWh cada 100 km

*

155 Wh/km

20,4 kWh cada 100

63 Wh/km

Autonom�a NEDC o EPA

212 km

220 km

170 km

117km

100km

 

 

El reemplazo de autom�viles convencionales por veh�culos el�ctricos de bater�a (BEV) ofrece una oportunidad para reducir significativamente las futuras emisiones de di�xido de carbono (Gorlin et al., 2016; Bebelis et al., 2013). Los veh�culos el�ctricos (EV) se han desarrollado recientemente en niveles avanzados y, en particular, tambi�n se han desarrollado tecnolog�as de bater�as. Aunque se ha avanzado en el desarrollo de la tecnolog�a de la bater�a, el uso no acompa�a por completo al consumo de energ�a (Udhaya Sankar et al., 2019)..

A inicios del 2016 se inici� en Ecuador la comercializaci�n de veh�culos 100% el�ctricos para venta directa a usuarios en dos concesionarios locales, en otros casos se deb�a recurrir a procesos de importaci�n a trav�s de agencias a fin de acceder a este tipo de movilidad. En funci�n de esta opci�n se considera 5 veh�culos el�ctricos, en la tabla 1 se menciona varios veh�culos. Estos veh�culos tipos: biplaza, sedan o todoterreno, cuentan con un motor s�ncrono en su mayor�a y potencias de 17 a 109 CV, y desarrollan velocidades hasta de 145 km/hr (Fierro y Siguenza, 2017). En este trabajo se aprecia varias caracter�sticas de la estimaci�n y recuperaci�n del sistema de almacenamiento, adem�s de su evoluci�n en la aplicaci�n de los veh�culos el�ctricos.

 

Estimaci�n del sistema de almacenamiento en prototipos de veh�culos el�ctricos

Las bater�as son la fuente de energ�a para cualquier veh�culo el�ctrico, a una velocidad, un voltaje mayor aumenta el rango y puede aumentar el par de torsi�n ascendente, sin embargo, un voltaje mayor no lo hace, se necesita una bater�a de tama�o compacto para instalar en el scooter. El rendimiento del motor var�a con la carga aplicada, se asumi� que el peso colocado en el motor es de 110 kg, siendo el total del conjunto del scooter que incorpora el motor, chasis, bater�a y adicionalmente el del usuario. El scooter contiene una bater�a de plomo-�cido de capacidad 24v, 10Ah; por lo tanto, se puede cargar de 200 a 250 Wh, funcionando a una velocidad adecuada de 15 km / h (Ganesh Murali et al., 2021). En suma, de veh�culos similares un modelo impulsado por dos motores BLDC colocados en las ruedas traseras controlados independientemente por un controlador no lineal denominado Backstepping. El modelo se simul� a trav�s del entorno Matlab/Simulink, para ello la bater�a se someti� a diferentes condiciones (carga y velocidad) y lleg� mostrar un resultado en la tabla 2 (Chergui, Nasri y Korhan, 2020).

 

 

 

Tabla 2. Variaci�n de la corriente de la bater�a, potencia de la bater�a y SOC, en diferentes fases de trayectoria.

Tiempo (s)

CONSUMO DE BATER�A

Intensidad (A)

Potencia (W)

SOC (%)

 

PI

Backstepping

PI

Backstepping

PI

Backstepping

0

0

0

0

0

50

50

1

6,72

4,31

1432

921

49,98

49,99

6

17,03

12,06

3561

2551

49,89

49,91

20,18

21,68

18,44

4454

3815

49,37

49,39

25,17

5,5

8,69

1144

1805

48,97

49

Fuente: (Chergui, Nasri y Korhan, 2020).

 

La simulaci�n para la estimaci�n de una bater�a energ�tica contribuy� a predecir el comportamiento que esta tendr�, cuando se encuentren funcionando en el veh�culo el�ctrico. El modelado de la bater�a es un proceso complejo, sus reacciones qu�micas son dif�ciles de predecir, y estas var�an en funci�n de ciertos par�metros como: la temperatura, el uso que se le haya dado, o tambi�n puede ser el tiempo que se mantengan funcionando, pero para este proyecto se utilizar� un modelo sencillo que garantiza buenos resultados. Para calcular la tensi�n del circuito abierto, que depende de la profundidad de descarga (DoD), y del estado de carga (SoC), siendo SoC=1- DoD, el bloque de configuraci�n de las bater�as que viene dado por el esquema planteado en la figura 1 (Moreno, 2015).

 

Figura 1. Bloque de constantes para la configuraci�n de la bater�a (Moreno, 2015)

 

Para ingresar en Simulink, se necesita integrar el resultado en funci�n del tiempo, como se observa en la figura 2. Para el bloque de estado de carga, se necesit� dividir la carga entre la capacidad original de la bater�a, una vez realizados todos los bloques, se procedi� a la uni�n de todos ellos, teniendo en cuenta que es necesario unir la salida del estado de carga (SoC) con la entrada de tensi�n del circuito abierto y se tiene como resultado el porcentaje del estado de carga de la bater�a en cada instante del tiempo que dura la simulaci�n (Moreno, 2015)

 

Figura 2. Bloque de carga (Moreno, 2015)

 

La bater�a del transporte el�ctrico es el n�cleo de la vida �til de la bater�a del veh�culo el�ctrico y la estabilidad del rendimiento, por lo cual el soporte o la ca�da de su rendimiento determina la calidad general del veh�culo el�ctrico. Los cargadores de autom�viles el�ctricos est�n afectando de manera directa la eficiencia y la vida �til de la bater�a. Este dise�o utiliz� el microordenador de un solo chip como control primordial, capacidad de control de microcontrolador confiable, el puerto de E/S y los beneficios de bajo voltaje y bajo consumo de energ�a. Este dise�o realiz� una carga r�pida y pudo alimentar autom�ticamente el cargador del veh�culo el�ctrico anal�gico, para que el proceso sea m�s seguro, por lo cual se puede utilizar extensamente (Wang y Wu, 2016).

Las estimaciones del estado de carga (SOC) y del estado de salud (SOH) de la bater�a de iones de litio son importantes en un sistema de gesti�n de bater�as. En este art�culo, se presenta un m�todo para la estimaci�n conjunta de SOC y SOH basado en un observador de modo deslizante dual (DSMO) considerando el factor de desvanecimiento de la capacidad. Se construye un modelo de circuito equivalente con una red de condensadores y resistencias para representar los comportamientos din�micos de las bater�as de iones de litio. SOC y SOH no son variables medibles y deben estimarse, por lo tanto, los observadores deben reconstruir los estados y par�metros internos del sistema. El diagrama de bloques de DSMO para la estimaci�n conjunta de SOC y SOH se muestra en la figura 3 (Chen, Ma y Chen, 2018).

 

Figura 3. Diagrama de bloques de DSMO para estimaci�n de SOC y SOH (Chen, Ma y Chen, 2018).

 

El modelo de bater�a propuesto y el DSMO son programados por Matlab / Simulink, debe verificar la viabilidad de la estimaci�n conjunta de SOC y SOH basada en DSMO. Las simulaciones basadas en DSMO se llevan a cabo en el ciclo de pruebas urbanas est�ndar japon�s JC08. El valor SOC de la bater�a disminuy� del 81,5% al 73,4%, el SOC estimado sigue de cerca la referencia y el error de estimaci�n del SOC converge a61%. Adem�s, los resultados de la simulaci�n de la estimaci�n de SOH basada en DSMO se muestran en la figura 4. El error de estimaci�n de SOH es cercano a cero, lo que significa que el DSMO propuesto tiene una alta precisi�n de estimaci�n y un buen rendimiento de seguimiento (Chen, Ma y Chen, 2018).

 

Figura 4. Resultados de SOH estimados bajo JC08 (Chen, Ma y Chen, 2018).

En el siguiente estudio, se simul� en la plataforma MATLAB-Simulink, los componentes relevantes del sistema el�ctrico, as� como se identificaron las ecuaciones correspondientes para la verificaci�n de este. El controlador de carga de la bater�a es una herramienta responsable de la longevidad de las bater�as, su importancia radica en emplear un sistema de gesti�n (BMS) de bater�a en el dise�o de BEV's de sistema el�ctrico. Un BMS muestra el voltaje de la bater�a, la corriente, temperatura, estado de carga (SoC), medici�n y el equilibrio celular. El estado de carga expresa la capacidad restante de la bater�a que podr�a verse afectada por la temperatura, la tasa de descarga y duraci�n de la bater�a. La relaci�n entre la carga residual disponible y la capacidad nominal es el SoC (Abulifa et al., 2018). En la figura 5, el voltaje y la corriente de la bater�a est� expuesta, la curva de corriente de la bater�a sigue al motor y las curvas de par requeridas vencen al aumento en la demanda de par, pudiendo notar el aumento de corriente de la bater�a (Abulifa et al., 2018).

 

Figura 5. Resultados de voltaje y corriente (Abulifa et al., 2018).

 

La simulaci�n de BMS, sistema que gestiona una bater�a recargable. Para veh�culos el�ctricos, todo el modelo y todos los dem�s bloques funcionales de BMS se implementan en la caja de herramientas Simulink de MATLAB. El BMS se implement� para proteger la bater�a y que funcione m�s all� de sus l�mites de seguridad, monitoreando su estado de carga (SoC) y su estado de salud (SoH). El FLC (Controlador de l�gica Difuso) est� dise�ado para estimar la SoC de bater�a de plomo �cido, denotando que la vida �til de la bater�a se reduce con el aumento de temperatura, o a su vez esta se acorte seg�n su tiempo de uso. Con los resultados obtenidos en la figura 6, se concluye que el modelo implementado en MATLAB, tiene un sistema de gesti�n muy eficiente para indicar el estado de la bater�a SoC y SoH (Kumar, Khare y Chaturvedi, 2016).

 

Figura 6. Vida �til de bater�a vs temperatura (Kumar, Khare y Chaturvedi, 2016).

 

El conjunto de bater�a que simula el comportamiento de una bater�a real y genera se�ales que llevan informaci�n sobre el estado de la bater�a para el controlador de carga, el alcance y configuraci�n del solucionador requerido para los modelos correctos. El resultado pr�ctico de la investigaci�n es el modelo inform�tico del dispositivo de carga de bater�a multifuncional destinado a la prueba virtual de los par�metros del sistema de control bajo diferentes estrategias de carga y algoritmos de control (Martyanov, Solomin y Korobatov, 2015). En el mismo sentido, el an�lisis de datos para Li-Ion, los an�lisis basados en la entrada y salida de los par�metros de descarga se procesaron en SimulinkMATLAB. Calculando la carga actual que utiliza el tel�fono celular, cuando se usa para llamadas, internet en WiFi y visualizaci�n de pel�culas es de aproximadamente 0.24A, 0.25A y 0.26 A respectivamente. El esquema se traz� en la biblioteca Simulink con una corriente de descarga cargada de 0,24 A, 0,25 A, 0,26 A y 0,1 A, respectivamente (Kurniawan et al., 2016). Adem�s, la primera secci�n representa la ca�da de voltaje exponencial cuando la bater�a est� completamente cargada. El ancho de esta regi�n es de unos veinte minutos, la segunda secci�n representa la carga que se pudo extraer de 1.2661 Ah, en m�s de dos horas. Simulink proporciona un entorno para el an�lisis de la descarga de la bater�a de iones de litio como se observa en la figura 7. Las bater�as de iones de litio tienen ventajas en voltaje constante, voltaje exponencial y descarga de corriente nominal, la recomendaci�n para futuros estudios e investigaciones es hacer un an�lisis completo, no solo de descarga sino tambi�n de las caracter�sticas de carga (Kurniawan et al., 2016).

Figura 7. Caracter�stica de descarga a la corriente nominal (Kurniawan et al., 2016).

 

En el mismo sentido se discute el estado de carga de la bater�a de iones de litio modelada por Matlab / Simulink. El dise�o y la simulaci�n de la bater�a de iones de litio de carga multiestado basada en el paquete de opciones con las que trabaja el software se muestra en la figura 8, en donde la caracter�stica del modelo de bater�a es de 12 voltios y 30 Ah. El estado de carga (SOC) se mide y se aplica para evaluar la caracter�stica de carga / descarga de la bater�a. Los m�ltiples estados de carga aplicados para llenar la capacidad de la bater�a se eval�an con el fin de lograr una alta eficiencia. Los resultados de la simulaci�n de carga en el nivel de bater�a voltaje, SOC, corriente de carga normal y carga multiestado con Vth = 11,5V y Vth = 12,5V se pueden apreciar en la figura 9 (Poonsuk y Pongyupinpanich, 2017).

 

Figura 8. Carga en el nivel de bater�a voltaje, SOC y corriente de carga (Poonsuk y Pongyupinpanich, 2017).

El siguiente art�culo realiza la simulaci�n de una bater�a ZEBRA mediante el entorno MATLAB/Simulink. El objetivo principal de este trabajo es desarrollar un procedimiento operativo est�ndar para el dise�o, simulaci�n y an�lisis de bater�as para Veh�culos El�ctricos H�bridos. El modelo consta de una fuente de voltaje ideal (EO) y una resistencia en serie interna equivalente constante (ESR), as� mismo puede aumentar la vida �til de la bater�a en un 15%, lo que a su vez tiene un gran impacto en el costo de mantenimiento de los veh�culos el�ctricos. El modelo de bater�a Zebra propuesto en la figura 9, se puede analizar en el futuro en el modo t�rmico para reducir la temperatura, lo que mejora a�n m�s el rendimiento (VimalRaj et al., 2019).

 

Figura 9. Modelo simulink de sistema h�brido (VimalRaj et al., 2019).

 

Se analiza un modelo emp�rico de envejecimiento para una celda de �xido de litio y manganeso, que se basa en mediciones de envejecimiento. Al principio, se comparan los dos modelos PMSM diferentes en cuanto a precisi�n y tiempo de c�lculo, posteriormente los resultados del modelo de bater�a para el envejecimiento del calendario se comparan con el envejecimiento medido, al final se mostraron los resultados generales del modelo para el tren motriz. Los modelos PMSM se implementaron y probaron utilizando una parte del ciclo de certificaci�n de emisiones de motocicletas armonizado en todo el mundo (WMTC), que se redujo para adaptarse a la potencia del scooter. En la figura 10, la velocidad de rotaci�n resultante ωmech se visualiza, la l�nea punteada roja muestra la demanda de velocidad y la l�nea continua la velocidad alcanzada ωt cuando se usa el modelo sin inversor destinado a un horizonte de simulaci�n largo (Rechkemmer, Zhang y Sawodny, 2017).

Figura 10. Velocidad Wmech resultante (Rechkemmer, Zhang y Sawodny, 2017).

 

Uno de los desaf�os que enfrentan las bater�as de iones de litio es la degradaci�n. La predicci�n precisa de la vida �til restante de la bater�a es esencial para que el sistema de gesti�n de la bater�a garantice un funcionamiento confiable y un mantenimiento oportuno, y tambi�n es fundamental para las aplicaciones de la bater�a de segunda vida. Despu�s de presentar los mecanismos de degradaci�n, este documento proporciona una revisi�n completa y oportuna de enfoques h�bridos, basados en modelos y basados en datos para el pron�stico de la vida �til de la bater�a (Hu et al., 2020)

 

Prueba de autonom�a de las bater�as

Los veh�culos el�ctricos presentan ventajas indiscutibles frente a los veh�culos de combusti�n interna especialmente en el tema ambiental, sin embargo, todas estas ventajas se ven opacadas por la autonom�a que puede brindar la bater�a del veh�culo el�ctrico, el combustible de un veh�culo convencional se lo puede cargar en cuesti�n de minutos, pero la energ�a de las bater�as requiere algunas horas para que puedan estar en �ptimas condiciones de funcionamiento (Colomer Ferr�ndiz, Saiz Gabald�n y Colomer Font, 2016). Para la prueba de la autonom�a de la bater�a se utiliza la siguiente ecuaci�n, donde: 𝐶𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎= capacidad de la bater�a; 𝐶𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜=capacidad promedio; 𝑣𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜=velocidad promedio

 

��������������������������������������� 𝑪𝒃𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝑽𝒑𝒓𝒐𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐

𝑨𝒖𝒕𝒐𝒏𝒐𝒎𝒊𝒂 =

������������������������������������������������� 𝑪𝒑𝒓𝒐𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐

Esta ecuaci�n sirve para encontrar la autonom�a del veh�culo mediante c�lculos, se tiene que comprobar dicha autonom�a en diferentes ciclos de conducci�n, esto debido a que en estos se encontraran con pendientes y los distintos tipos de carreteras, la vida �til de las bater�as es a�n un problema, ya que no pueden otorgarle un sistema de recarga, ni de protecci�n a las bater�as, es por ello por lo que se vuelve primordial el uso adecuado de las bater�as en cuanto a un modelo de conducci�n adecuado para otorgar una autonom�a aceptable.

El sistema de almacenamiento de energ�a es el sistema m�s importante, ya que cumple funciones como manejar y determinar el flujo de energ�a, es por ello por lo que la bater�a de los motores el�ctricos es el principal tema de estudio, y el constante avance por mejorar autonom�a y brindar m�s capacidad de almacenaje (Sharma, Panwar y Tripathi, 2020). Hoy en d�a tenemos en nuestros medios diversos tipos de bater�as clasificadas entre bater�as primarias, secundarias y supercondensadores, las cuales funcionan a trav�s de un electrolito, que se encarga de permitir el desplazamiento de electrones a trav�s de reacciones qu�micas, hoy existen muchos almacenadores de energ�a (Sharma, Panwar y Tripathi, 2020). Es por ello que para su an�lisis no solo se enfoca en componentes individuales de la bater�a o solo su comportamiento en sus terminales, para obtener un resultado diferente e �ntegro se requiere modelar el flujo de energ�a absorbido y entregado por la bater�a, es decir se necesita el modelo el�ctrico din�mico, para no solo analizar el comportamiento el�ctrico y t�rmico en sus ciclos de descarga y carga, sino tambi�n se puede generar una configuraci�n la cual permita con su modelo analizar distintos veh�culos el�ctricos e h�bridos, el mismo modelo ayudara a la creaci�n al desarrollo de un nuevo veh�culo el�ctrico el cual podr� evitar estudios de autonom�a y menorar tiempos de an�lisis individuales, por el hecho de ya poseer un modelo de configuraci�n adecuada (Benabdelaziz y Maaroufi, 2017).

 

Recuperaci�n de energ�a de bater�as

Se denomina ciclo de vida de la bater�a a la descarga completa y luego de recarga completa. El rango de vida de una bater�a esta aproximadamente entre los 2000 y 8000 ciclos y en promedio el tiempo de vida de una bater�a esta aproximadamente en el rango de 18 meses a 36 meses. Al llegar a su vida �til estas no mueren, sino que su eficiencia columbia se va deteriorando considerablemente es decir la carga de la bater�a a descargarse m�s r�pido y su capacidad de recarga disminuye por completo. La carga repetida debilita a la bater�a, as� como el calentamiento repetido, con la finalidad de reducir los efectos adversos producidos por la carga repetida se recomienda utilizar cargadores bater�as establecidos por el fabricante, como referencia se tiene la figura 11(Guambo Daquilema, 2019).

Las bater�as, son consideradas como las bater�as recargables, las cuales permiten un almacenamiento, y un sistema de carga y descarga para mejorar el rendimiento de un veh�culo el�ctrico, en la tabla 3 se aprecia las reacciones de energ�a electroqu�micas (Park, 2012).

 

Figura 11. Ciclo de vida de la bater�a (Guambo Daquilema, 2019)

 

Tabla 3 Bater�as Secundarias (Sharma, Panwar y Tripathi, 2020)

Bater�as secundarias

Material del c�todo

Material del �nodo

Electrolito / reacci�n

Voltaje nominal (V)

Capacidad pr�ctica (W � h / kg)

Plomo-�cido

PbO 2

Pb

H 2 SO 4 soluci�n acuosa

Pb + SO 4 2− ↔ PbSO 4 + 2e -

(�nodo)

PbO 2 + 4H + + SO 4 2− + 2e - ↔

PbSO 4+ 2H 2 O (c�todo)

PbO 2 + 2PbSO 4+ Pb ↔ PbSO 4 +

2H 2 O (reacci�n total)

2

30�50

Niquel Cadmio

NiOOH

CD

Soluci�n acuosa de KOH

Cd + 2OH - ↔ Cd (OH) 2 + 2e -

(�nodo)

2NiOOH + 2H 2 O + 2e - ↔ 2Ni

(OH) 2 + 2OH - (c�todo)

2NiOOH + Cd + 2H 2 O ↔ Ni (OH )

2 + Cd (OH) 2 (reacci�n total)

1.2

50

Hidruro de n�quel-metal

NiOOH

Aleaci�n de hidr�geno adsorbido

Soluci�n acuosa de KOH

H 2 + 2OH - ↔ 2H 2 O + 2e -

(�nodo)

2NiOOH + 2H 2 O + 2e - ↔ 2Ni

(OH) 2 + 2OH - (c�todo)

2NiOOH + H 2 ↔ 2Ni (OH) 2 (total reacci�n)

1.2

100

Iones de litio

LiCoO 2

C + Li / Li

Electrolito org�nico con sal de litio Li (C) ↔ Li (1- x ) (C) + x Li + + x e

- (�nodo) x Li + + x e - + Li (1- x ) CoO 2 ↔ LiCoO 2 ( c�todo)

Li (C) + Li (1- x ) CoO 2 ↔ LiCoO 2

(reacci�n total)

3.6

150-200

Litio-azufre

S

Li

Electrolito l�quido

Li 2 S 8 + 2e - + 2Li + ↔ 2Li 2 S 4

Li 2 S 4 + 2e - + 2Li + ↔ 2Li 2 S 2 Li 2 S 2 + 2e - + 2Li + ↔ 2Li 2 S

2.15

2600�2800

Litio-aire

LiCoO 2

C

Electrolito l�quido o en gel 2Li + O 2 ↔ Li 2 O 2

4Li + 6H 2 O + O 2 ↔ 4 (LiOH � H 2 O)

3.1

3620�5200

 

Es por ello por lo que al analizar el veh�culo el�ctrico con bater�as de Plomo-�cido, como Li-ion obtuvimos una eficiencia de ambos tipos de bater�as muy semejante, pero las pruebas y ciclos de conducci�n realizados otorg� mejores resultados y m�s aceptables con las bater�as de Li-ion, por muchos factores como por ejemplo peso que es un factor muy importante en un tren de potencia de motor el�ctrico, as� como la eficiencia de sistema que permite entregar la potencia y torque sin p�rdidas, y la eficiencia del sistema de almacenamiento, que nos otorga mayor autonom�a, mejorando nuestros ciclos de conducci�n, como se puede observar en la tabla 4. Seg�n Soares Dos Santos et al., (2020) se pudo demostrar que �en las aplicaciones de dos bancos de bater�as, en momentos en los que se necesitaban picos de velocidad superiores a 78,5 km / h, el veh�culo con la arquitectura propuesta no pod�a cumplir con la solicitud�, de la misma manera al analizar la temperatura de funcionamiento encontramos que las bater�as de plomo-�cido trabajan con temperaturas m�s bajas que las de Li-ion, lo mismo que no se presenta como un inconveniente puesto que tienen rangos de temperatura de trabajo diferentes y esto no se presenta como una falla o inconveniente (Soares Dos Santos et al., 2020), de esta forma se rompen barreras para la comercializaci�n de los veh�culos el�ctricos, h�bridos o enchufables en el parque automotor ecuatoriano puesto que despu�s de todo el an�lisis se observa de manera global que los avances continuos en bater�as est� superando a los sistemas de los MCI (Cueva S�nchez et al., 2018).

 

 

 

 

 

 

Tabla 4: Comparaci�n de los par�metros de los modelos propuestos (Soares Dos Santos et al., 2020)

Tipo de arquitectura de simulado

Eficiencia del motor (%)

Eficiencia desde el banco de pilas (%)

Peso del veh�culo (Kg)

Peso del banco de pilas (Kg)

Plomo �cido Pb

82

77

1,583

275

Ion litio (Li- ion)

82

88

1,372

64

MCI

22

-

1,467

-

 

 

El desarrollo de bater�as mejoradas de litio y azufre, nuestro trabajo se centra en la comprensi�n mec�nica de los procesos que ocurren dentro de la bater�a. En particular, estudiamos el mecanismo del proceso de carga y obtenemos informaci�n resuelta espacialmente sobre los intermedios en soluci�n y en fase s�lida en dos ubicaciones de una bater�a Li2S-Li en funcionamiento: el c�todo y el separador. Utilizando los datos generados, identificamos un mecanismo de carga en un electrolito est�ndar basado en DOL-DME, que es consistente tanto con el primer proceso de carga como con los posteriores (Gorlin et al., 2016).

Existe una soluci�n al cambiar su arquitectura para acoplar la bater�a con un supercondensador para tener un ciclo de bater�a de alta velocidad y una mejor capacidad. Un supercondensador proporciona m�s energ�a a la bater�a en caso de que se necesite m�s energ�a. En este dise�o y arquitectura, el supercondensador y la bater�a se consideran unidades diferentes y, desde el punto de vista de la ingenier�a el�ctrica, se considera un sistema h�brido (Udhaya Sankar et al., 2019).

Uno de los problemas clave es el consumo de energ�a no mon�tono acompa�ado de cambios frecuentes durante el proceso de descarga de la bater�a. Una soluci�n pr�ctica es acoplar la bater�a con un supercondensador, que es b�sicamente una celda electroqu�mica con una arquitectura similar, pero con una capacidad de velocidad m�s alta y mejor ciclabilidad. En este dise�o, el supercondensador puede proporcionar el exceso de energ�a requerida mientras la bater�a no lo hace. Adem�s de la bater�a y el supercondensador como unidades individuales, el dise�o de la arquitectura del sistema h�brido correspondiente desde el punto de vista de la ingenier�a el�ctrica es de suma importancia (Kouchachvili et al., 2018).

Los procesos que empleaban una combinaci�n de procesamiento mec�nico y pasos hidro y pirometal�rgicos parec�an capaces de obtener materiales adecuados para la (re) fabricaci�n de bater�as de iones de litio. Por otro lado, los procesos que se basan en pasos pirometal�rgicos son robustos, pero solo capaces de recuperar componentes met�licos (Vel�zquez-Mart�nez et al., 2019).

Los nuevos sistemas electroqu�micos basados en bater�as para la recuperaci�n de litio se han considerado m�todos prometedores de recuperaci�n de litio, aunque no se han considerado para aplicaciones de agua de mar debido a la concentraci�n extremadamente baja de Li +. ac� se mira la capacidad de capturar Li + en un per�odo de tiempo sustancialmente corto en comparaci�n con los procesos convencionales a una velocidad al menos 3 veces m�s r�pida que la de los procesos de adsorci�n, y nuestro enfoque no requiri� productos qu�micos �cidos o t�xicos a diferencia de otras tecnolog�as de recuperaci�n. Adem�s, mediante el funcionamiento consecutivo del sistema, se obtuvo una soluci�n de recuperaci�n de litio que conten�a 190 mM de Li + con solo un peque�o consumo de energ�a (3,07 Wh gLi-1), y la pureza de Li + se increment� al 99,0% (Kim et al., 2019).

El aumento de las prestaciones electroqu�micas debido al texturizado l�ser de los materiales de almacenamiento de energ�a est� probado actualmente a escala de laboratorio. Se presentar� el procesamiento l�ser de componentes de electrodos, a saber, colectores de corriente, �nodos y c�todos. Se generaron diferentes tipos de arquitecturas de electrodos, como agujeros, rejillas y l�neas; se ilustra su impacto en el rendimiento de la bater�a. El aumento del rendimiento de la bater�a se activa al controlar la cin�tica de difusi�n de iones de litio en electrodos porosos llenos de electrolito l�quido (Pfleging, 2021).

 

M�todos de recuperaci�n de energ�a

Estimaci�n de la bater�a SOC para un veh�culo el�ctrico h�brido usando el m�todo de recuento de Culombio. En la actualidad los veh�culos el�ctricos poseen la aceptaci�n de un gran n�mero de transportistas y peatones como una tecnolog�a prometedora para la reducci�n de emisiones de gases de efecto invernadero los cuales son muy perjudiciales para el medio ambiente, los veh�culos el�ctricos de encuentran como principales pioneros para desarrollar un sistema de transporte aut�nomo. Actualmente la principal tecnolog�a de almacenamiento de energ�a que se utilizan en veh�culo el�ctricos son las bater�as de iones de litio, el avance de la tecnolog�a ha permitido aumentar la autonom�a y prestaciones de estas bater�as. Para poder evaluar las prestaciones que nos brinda los veh�culos el�ctricos es necesario disponer de modelos que realizan simulaciones reales tanto de las bater�as como del mismo veh�culo el�ctrico. La autonom�a que puede brindar un veh�culo el�ctrico es considera como el punto clave, tanto para el desarrollo como para la comercializaci�n de estos. La autonom�a que pueda brindar las bater�as est� relacionada con la cantidad de energ�a almacenada y la energ�a restante que dispone la bater�a, que es el estado de carga (SOC). Los veh�culos el�ctricos requieren una fuente de alimentaci�n a bordo, el cual suministre la energ�a al motor y este pueda proporcionar movimiento al veh�culo. Las bater�as electroqu�micas han venido realizando ese papel, actualmente estas bater�as est�n sujetas a un rendimiento en termino de volumen de energ�a y masa. Una carga y descarga inadecuada producir�n una ca�da en el rendimiento de la bater�a, reduciendo considerablemente su vida �til y el correcto funcionamiento de esta, el SOC indica c�mo mejorar una bater�a, su confiabilidad, extender su vida �til y optimizar la estrategia de distribuci�n de energ�a de los veh�culos (Zine et al., 2018).

El m�todo de integraci�n de corriente (m�todo de columbio), se basa en el n�mero de amperios- hora dentro y fuera de la bater�a del veh�culo el�ctrico. La precisi�n del m�todo depende del sensor de corriente, la eficiencia coulombica debe ser reflejada en el m�todo de recuento de columbio dependiendo de la carga y descarga de la bater�a. Para La determinaci�n del estado de carga se requiere el conocimiento del estado de carga inicial, la estimaci�n de la bater�a pro este m�todo se define de la siguiente manera (Zine et al., 2018). Mientras el estado de carga inicial sea conocido el m�todo de recuento de culombios se vuelve bastante exacto, pero, si no se tiene el estado de carga inicial el m�todo se vuelve menos preciso. Adem�s, la eficiencia coulombica que nos ofrece la bater�a depende mucho de las condiciones de funcionamiento como la temperatura, la corriente, etc. El m�todo de recuento de culombio es utilizado ampliamente debido a su simplicidad y efectividad ya que fue probado en varios experimentos en bater�as de ion-litio (Zine et al., 2018).

M�todo experimental. La bater�a utilizada para este estudio es una bater�a AGM Plomo-acido con voltaje nominal de 12V y una capacidad de 100Ah.

 

 

 

 

Tabla 5: Caracter�sticas de la bater�a

par�metro

valor

Fabricante

VISION

Modelo

6FM100E-X

Capacidad nominal

100Ah

Voltaje nominal

12V

Cargando/ descargando

Tensi�n de corte (13,8/10,8 V)

Corriente de carga recomendada (0.25C)

25 A

Corriente de descarga m�xima

(tiempo corto<5s)900A

Vida de dise�o

10 a�os

Temperatura de funcionamiento (carga/descarga)

-10C� -60C�/ -20C� -60C�

Material de la carcasa

ABS

Peso

29 Kg

 

 

Proceso de carga y descarga, Se realiza la carga de la bater�a con una fuente de energ�a estable, esta fuente se regula a 14 voltios y a unos 5,5 A y se mide respectivamente el voltaje y la corriente utilizando un mult�metro y un sensor de pasillo cada 10 minutos hasta que la bater�a este completamente cargada. Al momento de desconectar la bater�a, debe estar en 13,92V y 0,89A, esta prueba se lo realiza durante 5 d�as lo que equivale a 91 080 segundos o 23.5 horas, la resistencia variable es conectada a la bater�a a una temperatura ambiente, la resistencia se regula a 10 Amperios en el proceso de descarga y el valor de esta resistencia no var�a durante este proceso. Adem�s, el voltaje y corriente de la bater�a se miden cada 5 minutos, luego de 10 horas con 17 minutos la tensi�n de corte alcanza 10.8 V, al llegar a este valor se procede a desconectar la resistencia, figura 12 (Zine et al., 2018; Cueva et al., 2018).

 

Figura 12. Banco de Pruebas (Zine et al., 2018).

En el an�lisis de los factores que intervienen en el desgaste y estimaci�n de las bater�as de ion-litio, para conocer las variables externas y de estado interna con el que se pudo estudiar el comportamiento de las celdas que componen una bater�a de ion-litio. Continuando con la parte del modelado te�rico, se tom� en cuenta f�rmulas que permitieron calcular las variables de las bater�as que afectan a los par�metros el�ctricos y t�rmicos de las celdas, como se observa en la figura 13, con la ayuda del programa Matlab Simulink (Pico, Pazmi�o y Ponce, 2021).

 

Figura 13. C�lculo de carga y descarga (Pico, Pazmi�o y Ponce, 2021)

 

De estas f�rmulas se especifica que (i) representan la corriente de la bater�a, (E) la tensi�n en los bornes, (EO) la tensi�n del circuito abierto, (K) es la constante de resistencia, (QMAX) es la m�xima capacidad de la bater�a, (A) es la tensi�n exponencial, (B) es la capacidad exponencial y el (SoC) es el estado de carga. Tambi�n se toma en cuenta f�rmulas para la representaci�n calor�fica en el simulado de bater�a (Pico, Pazmi�o y Ponce, 2021). Se especifica que (H) es el calor que se genera y (T) es la temperatura de las celdas, est�s dos se las considera uniformes. La conexi�n de las celdas se puede dar en serie o en paralelo dependiendo los resultados que se necesite obtener de las bater�as, para este estudio se utiliz� la conexi�n en serie, luego se procedi� a realizar las simulaciones en Matlab- Simulink, partiendo como base los datos especificados de 15 celdas con una conexi�n en serie y una intensidad de 55 Ah, que son con las que cuenta la bater�a utilizada para el estudio. La primera parte consisti� en simular el desgaste prematuro de la bater�a teniendo en cuenta las diferentes profundidades de descargas con lo que se obtuvieron los resultados expresados en la figura 14 (Pico, Pazmi�o y Ponce, 2021).

 

Figura 14. Ciclos vs profundidad de descarga (Pico, Pazmi�o y Ponce, 2021).

 

Las tres curvas tienen la siguiente descripci�n: curva celeste (100%), curva naranja (90%) y la curva gris (80%), sometiendo cada una a diferentes profundidades de descarga. Con esto se pudo deducir que con una carga de 90% y una descarga de 80% se pudo lograr 3408 ciclos. En otro caso podemos observar que cuando se carga 90% y se descarga un 20% se llegan a tener 662 ciclos. Estos an�lisis permitieron deducir que, cuando la bater�a se carga a un l�mite menor de su capacidad m�xima, se obtendr� un mayor n�mero de ciclos teniendo una vida m�s prolongada. Las curvas obtenidas en la figura 15, muestran que las bater�as de ion-litio con la carga y descarga del (80%) al (30%), representada por la curva naranja, presentan un mayor n�mero de ciclos, obteniendo as� mayor duraci�n que la curva celeste representada por un (80%) a (20%) (Ortega y Gomez, 2019)

 

Figura 15. Barrido de carga a diferentes "C" (Pico, Pazmi�o y Ponce, 2021).

Con los resultados obtenidos se demostr� que cuando las pilas secundarias de ion-litio se someten a cargas y descargas muy r�pidas, reducir�n su vida �til dr�sticamente, por lo que recomiendan hacer una mezcla en su funcionamiento, si se realiza una carga con pocos amperios se debe realizar una descarga con muchos amperios, con esto se obtendr� el doble de ciclos de vida de una bater�a que si se realizara una carga y descarga con altas corrientes. Tambi�n se confirm� que cuando las bater�as funcionan a una temperatura bajo 0�C, los ciclos de vida tambi�n disminuyen en gran cantidad, as� como tambi�n sucede en el caso de trabajar a altas temperaturas, concluyendo as� que las bater�as de ion-litio deben evitar ciclos de carga y descarga a temperaturas muy bajas o altas para poder prolongar su vida �til (Pico, Pazmi�o y Ponce, 2021).

En la figura 16 se presente el voltaje de descarga en funci�n del tiempo, si esta simulaci�n se compara con la hoja de datos podemos ver que var�an ligeramente, esta variaci�n puede darse por la impresi�n al extraer los par�metros del modelo de la bater�a. Al transcurrir las 10 horas el voltaje de descarga se encuentra en 10.8 V y esto de lo denomina voltaje de corte, el 10.8 V no corresponde a la descarga completa pero este valor es adecuado para el estado de carga m�nimo que se lo puede representar con casi el 20% (SOC=20%). El an�lisis de la gr�fica 1-1 da a conocer que la descarga experimental se ajusta a la simulaci�n, al final se apreciar que la tenci�n de 10.8 voltios se alcanza luego de 10 horas con 17 minutos, esto indica que la capacidad de la bater�a var�a seg�n los par�metros en la cual la bater�a est� funcionando, par�metros como la temperatura, modo de carga, corriente de descarga etc. Adem�s, el voltaje brindado por el fabricante est�n relacionadas con condiciones de funcionamiento ideales (Zine et al., 2018). Para realizar la simulaci�n se tomaron en cuenta las siguientes condiciones: 𝑆𝑂𝐶0 = 100%; 𝑉𝑑𝑖𝑠𝑖𝑛𝑡 = 12.6 𝑉; 𝑉𝑑𝑖𝑠𝑒𝑛𝑑 = 10.8 𝑉; 𝑇𝑑𝑖𝑠𝑠𝑢𝑚 = 36000 𝑠

El voltaje de carga en funci�n del tiempo, el valor de 12.6 voltios se mantiene tanto para la simulaci�n y para la hoja de datos, esto se da por el estado de carga inicial que es del 20%, el voltaje de carga aumenta r�pidamente hasta llegar a estabilizarse en 13.8 voltios hay varios rangos en donde se existen cambios notorios. La fase de carga depende de varios factores como lo son la temperatura ambiental, voltaje y corriente de carga, modo de carga, etc. Para evitar sobrecarga la bater�a, el voltaje que suministra el cargador es cortado al verificar que la corriente es igual a 0.85 Amperios correspondiente a un tiempo de 20 horas (Zine et al., 2018).

 

 

Figura 16. Voltaje de descarga en funci�n del tiempo (Zine et al., 2018)

 

Conclusiones y recomendaciones

En este art�culo presentamos las aplicaciones, las prestaciones electroqu�micas debido a los materiales de almacenamiento de energ�a esto pasa por varios componentes como los electrodos, colectores de corriente, �nodos y c�todos, que influyen directamente en el rendimiento de la bater�a, sin perder de vista el electrolito l�quido de nuestros veh�culos el�ctricos.

Las bater�as de iones de litio son actualmente uno de los dispositivos de almacenamiento de energ�a electroqu�mica m�s importantes, que alimentan los veh�culos el�ctricos y algunas m�s que son requeridas para su optimizaci�n. La conexi�n de las celdas se puede dar en serie o en paralelo dependiendo los resultados que se necesite obtener de las bater�as, se aplica gran variedad de modelos y simulaciones en Matlab- Simulink, con el fin de estimar la vida �til y simularse el desgaste prematuro de la bater�a.

Se estableci� que cuando las pilas secundarias de ion-litio se someten a cargas y descargas muy r�pidas, reducir�n su vida �til dr�sticamente, por lo que recomiendan hacer una mezcla en su funcionamiento, si se realiza una carga con pocos amperios se debe realizar una descarga con muchos amperios, con esto se obtendr� el doble de ciclos de vida de una bater�a que si se realizara una carga y descarga con altas corrientes. De forma general esto es esencial para alargar la vida �til de las bater�as para nuestros veh�culos el�ctricos.

 

 

 

 

Referencias

1.      Aaldering, L. J., & Song, C. H. (2019). Tracing the technological development trajectory in post-lithium-ion battery technologies: A patent-based approach. Journal of Cleaner Production, 241. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118343

2.      Bebelis, S., Bouzek, K., Cornell, A., Ferreira, M. G. S., Kelsall, G. H., Lapicque, F., Ponce de Le�n, C., Rodrigo, M. A., & Walsh, F. C. (2013). Highlights during the development of electrochemical engineering. Chemical Engineering Research and Design, 91(10), 1998�2020. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2013.08.029

3.      Gorlin, Y., Patel, M. U. M., Freiberg, A., He, Q., Piana, M., Tromp, M., & Gasteiger, H. A. (2016). Understanding the Charging Mechanism of Lithium-Sulfur Batteries Using Spatially Resolved Operando X-Ray Absorption Spectroscopy. Journal of The Electrochemical Society, 163(6), A930�A939. https://doi.org/10.1149/2.0631606jes

4.      Hu, X., Xu, L., Lin, X., & Pecht, M. (2020). Battery Lifetime Prognostics. In Joule (Vol. 4, Issue 2, pp. 310�346). https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.11.018

5.      Kim, S., Joo, H., Moon, T., Kim, S. H., & Yoon, J. (2019). Rapid and selective lithium recovery from desalination brine using an electrochemical system. Environmental Science: Processes and Impacts, 21(4), 667�676. https://doi.org/10.1039/c8em00498f

6.      Kouchachvili, L., Ya�ci, W., & Entchev, E. (2018). Hybrid battery/supercapacitor energy storage system for the electric vehicles. In Journal of Power Sources (Vol. 374, pp. 237�248). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.11.040

7.      Oliveira, L., Rangaraju, S., Messagie, M., & Van Mierlo, J. (2015). Increasing the environmental potential of electric vehicles and renewable energies with grid attached energy storage. World Electric Vehicle Journal, 7(3), 459�467. https://doi.org/10.3390/wevj7030459

8.      Park, J. K. (2012). Principles and Applications of Lithium Secondary Batteries. In Principles and Applications of Lithium Secondary Batteries. https://doi.org/10.1002/9783527650408

9.      Pfleging, W. (2021). Recent progress in laser texturing of battery materials: A review of tuning electrochemical performances, related material development, and prospects for large-scale manufacturing. In International Journal of Extreme Manufacturing (Vol. 3, Issue 1). https://doi.org/10.1088/2631-7990/abca84

10.  Udhaya Sankar, G., Ganesa Moorthy, C., & RajKumar, G. (2019). Smart Storage Systems for Electric Vehicles�A Review. In Smart Science (Vol. 7, Issue 1, pp. 1�15). https://doi.org/10.1080/23080477.2018.1531612

11.  Vel�zquez-Mart�nez, O., Valio, J., Santasalo-Aarnio, A., Reuter, M., & Serna-Guerrero, R. (2019). A critical review of lithium-ion battery recycling processes from a circular economy perspective. In Batteries (Vol. 5, Issue 4). https://doi.org/10.3390/batteries5040068

12.  PELAYO, C., 2013. ESTUDIO SOBRE INSTALACI�N, MONTAJE Y FUNCIONAMIENTO DE UN CODIFICADOR PARA DETERMINAR POSICI�N Y VELOCIDAD DE UN VEH�CULO EL�CTRICO [en l�nea]. S.l.: Universidad de Almer�a.

13.  MARTIN, H. y BARGALLO PERNINA, R., 2015. El Veh�culo El�ctrico Y La Eficiencia. , no. February, pp. 11-14.

14.  FIERRO, P. y SIGUENZA, A., 2017. MODELADO Y SIMULACI�N NUM�RICO- MATEM�TICO DE PAR�METROS DE FUNCIONAMIENTO PARA UN VEH�CULO EL�CTRICO EN LA CIUDAD DE CUENCA-ECUADOR [en l�nea]. S.l.: Universidad Polit�cnica Salesiana.

15.  GANESH MURALI, J., AJITH, S., JOHNSON STEPHENRAJ, P., SANJAY, R. y SARAN, KUMUR, S.T., Design and Development of a Motorized. InTechOpen [en l�nea], 2021. vol. 25, no. 6, pp. 617-626.

16.  CHERGUI, H., NASRI, A. y KORHAN, K., NON-LINEAR BACKSTEPPING SPEED CONTROL FORASIAN ELECTRIC SCOOTER USES H. [en l�nea], 2020. vol. 0, no. 1112-9867.

17.  MORENO, A., Simulaci�n y validaci�n de un modelo de veh�culo el�ctrico para futuras aplicaciones en el �mbito militar. Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar [en l�nea], 2015. vol. 0, pp. 2014-2015.

18.  WANG, L. y WU, X., The simulation of design electric vehicle charging circuit. [en l�nea], 2016. no. Amitp, pp. 415-417.

19.  CHEN, Y., MA, Y. y CHEN, H., State of charge and state of health estimation for lithium-ion battery through dual sliding mode observer based on AMESim-Simulink co-simulation. Journal of Renewable and Sustainable Energy [en l�nea], 2018. vol. 10, no. 3. ISSN 19417012. DOI 10.1063/1.5012602.

20.  ABULIFA, A.A., RAJA AHMAD, R.K., CHE SOH, A., RADZI, M.A.M. y HASSAN, M.K., Modelling and simulation of battery electric vehicle by using MATLAB-Simulink. IEEE Student Conference on Research and Development: Inspiring Technology for Humanity, SCOReD 2017 - Proceedings [en l�nea], 2018, Janua, pp. 383-387. DOI 10.1109/SCORED.2017.8305360.

21.  KUMAR, B., KHARE, N. y CHATURVEDI, P.K., Advanced battery management system using MATLAB/Simulink. INTELEC, International Telecommunications Energy Conference (Proceedings) [en l�nea], 2016. pp. 1-6. ISSN 02750473. DOI 10.1109/INTLEC.2015.7572447.

22.  MARTYANOV, A.S., SOLOMIN, E. V. y KOROBATOV, D. V., Development of control algorithms in MATLAB/Simulink. Procedia Engineering [en l�nea], 2015. vol. 129, pp. 922-926. ISSN 18777058. DOI 10.1016/j.proeng.2015.12.135.

23.  KURNIAWAN, E., RAHMAT, B., MULYANA, T. y ALHILMAN, J., Data analysis of Li-Ion and lead acid batteries discharge parameters with Simulink-MATLAB. 2016 4th International Conference on Information and Communication Technology, ICoICT 2016 [en l�nea], 2016. vol. , no. 2, pp. 0-4. DOI 10.1109/ICoICT.2016.7571959.

24.  POONSUK, J. y PONGYUPINPANICH, S., Design and estimation of state-charging applied for lithium-ion battery based on Matlab-Simulink. 2016 Management and Innovation Technology International Conference, MITiCON 2016 [en l�nea], 2017. pp. MIT176- MIT179. DOI 10.1109/MITICON.2016.8025222.

25.  VIMALRAJ, S., SURESH KUMAR, G., THOMAS, S. y KANNAN, N.,MATLAB/SIMULINK based simulations on state of charge on battery for electrical vehicles. Journal of Green Engineering [en l�nea], 2019. vol. 9, no. 2, pp. 255-269.

26.  RECHKEMMER, S.K., ZHANG, W. y SAWODNY, O., Modeling of a Permanent Magnet Synchronous Motor of an E-Scooter for Simulation with Battery Aging Model. IFAC- PapersOnLine [en l�nea], 2017. vol. 50, no. 1, pp. 4769-4774. ISSN 24058963. DOI 10.1016/j.ifacol.2017.08.956.

27.  COLOMER FERR�NDIZ, J.V., SAIZ GABALD�N, M.A. y COLOMER FONT, O., 2016. La utilizaci�n de flota de veh�culos el�ctricos para la Unidad de Hospitalizaci�n Domiciliara del Hospital de Alcoy. S.l.: s.n., [En l�nea], 2016, (Espa�a), DOI����������� 10.4995/cit2016.2016.4260.

28.  SHARMA, S., PANWAR, A.K. y TRIPATHI, M.M. Storage technologies for electric vehicles. S.l.: s.n. [En L�nea], 2020, (India). DOI 10.1016/j.jtte.2020.04.004�������

29.  BENABDELAZIZ, K. y MAAROUFI, M. Battery dynamic energy model for use in electric vehicle simulation. International Journal of Hydrogen Energy, vol. 42, no. 30, pp. 19496- 19503. 2017 (Marruecos). ISSN 03603199. DOI 10.1016/j.ijhydene.2017.05.165.�����

30.  DAQUILEMA GUAMBO, Geovanny Marcelo. Dimensionamiento de la fuente de acumulaci�n de energ�a mediante la determinaci�n de la eficiencia energ�tica del ion-litio cubierto con gel para alcanzar 2500 km en un veh�culo solar de competencia. (Trabajo de titulaci�n) Escuela Superior Polit�cnica del Chimborazo, (Ecuador) 2019. pp 32-34

31.  SOARES DOS SANTOS, G., JOSE GRANDINETTI, F., AUGUSTO ROCHA ALVES, R. y DE QUEIROZ LAMAS, W. Design and simulation of an energy storage system with batteries lead acid and lithium-ion for an electric vehicle: Battery vs. conduction cycle efficiency analysis. IEEE Latin America Transactions, vol. 18, no. 8, pp. 1345-1352. [En L�nea], 2020 (Brasil).ISSN 15480992. DOI 10.1109/TLA.2020.9111669.

32.  CUEVA S�NCHEZ, E.J., LUCERO, J., GUZMAN, A., ROCHA, J. y ESPINOZA, L. Revisi�n del estado del arte de bater�as para aplicaciones automotrices. Enfoque UTE, vol. 9, no. 1, pp. 166-176. [En L�nea], 2018 (Ecuador). ISSN 1390-9363. DOI 10.29019/enfoqueute.v9n1.202.

33.  ZINE, B., MAROUANI, K., BECHERIF, M. y YAHMEDI, S., 2018. Estimation of Battery Soc for Hybrid Electric Vehicle using Coulomb Counting Method. International Journal of Emerging Electric Power Systems, vol. 19, no. 2. ISSN 1553779X. DOI 10.1515/ijeeps- 2017-0181.

34.  MART�N MORENO, J.A., 2013. Herramienta de simulaci�n de veh�culos el�ctricos [en l�nea]. S.l.: Universidad Carlos III de Madrid.

35.  ORTEGA, J. y G�MEZ, A. Sistema de recarga de veh�culos el�ctricos: revisi�n tecnol�gica e impacto en el sistema el�ctrico. Econom�a industrial, no. 411, pp. 35-44., 2019 (Espa�a). DOI: 10.1007/978-3-030-50633-9_3

36.  CHOWDHURY, N., HOSSAIN, C.A., LONGO, M. y YA�CI, W., 2018. Optimization of solar energy system for the electric vehicle at university campus in Dhaka, Bangladesh. Energies, vol. 11, no. 9. [En L�nea], 2018 (Bangladesh). ISSN 19961073. DOI 10.3390/en11092433.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

� 2021 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/)

Enlaces de Referencia

  • Por el momento, no existen enlaces de referencia
';





Polo del Conocimiento              

Revista Científico-Académica Multidisciplinaria

ISSN: 2550-682X

Casa Editora del Polo                                                 

Manta - Ecuador       

Dirección: Ciudadela El Palmar, II Etapa,  Manta - Manabí - Ecuador.

Código Postal: 130801

Teléfonos: 056051775/0991871420

Email: polodelconocimientorevista@gmail.com / director@polodelconocimiento.com

URL: https://www.polodelconocimiento.com/