Sistemas de gestión de baterías (BMS)

Desarrolle sistemas de gestión de baterías con Simulink

Los paquetes de baterías de ion litio son los sistemas de almacenamiento de energía predominantes en aeronaves, vehículos eléctricos, dispositivos portátiles y otros equipos que requieren una fuente de alimentación fiable, con elevada densidad de energía y bajo peso. El sistema de gestión de baterías (BMS, por sus siglas en inglés) es responsable del funcionamiento seguro, el rendimiento y la duración de las baterías en diversas condiciones de carga y descarga y ambientales. Al diseñar un sistema BMS, los ingenieros desarrollan un control de realimentación y supervisión que:

  • Monitoriza la tensión y la temperatura de las celdas
  • Estima el estado de carga y el estado de salud
  • Limita la entrada y salida de potencia para conseguir protección térmica y contra sobrecargas
  • Controla el perfil de carga
  • Equilibra el estado de carga de cada celda
  • Aísla el paquete de baterías de la carga en caso necesario

Las capacidades de modelado y simulación de Simulink® permiten el desarrollo de sistemas BMS, incluida la formulación y parametrización de circuitos equivalentes de una sola celda, el diseño de circuitos electrónicos, la lógica de control, la generación automática de código y la verificación y validación. Con Simulink, los ingenieros pueden diseñar y simular los sistemas de gestión de baterías haciendo lo siguiente:

  • Modelando paquetes de baterías mediante redes eléctricas cuya topología refleja la del sistema real y escala conforme al número de celdas
  • Parametrizando los elementos de los circuitos equivalentes mediante datos de pruebas para obtener una representación precisa de la química de las celdas
  • Diseñando el circuito de electrónica de potencia que conecta el paquete con los controles
  • Desarrollando algoritmos de control de lazo cerrado para la lógica de supervisión y detección de fallos
  • Diseñando observadores de estado para la estimación online del estado de carga y el estado de salud

Mediante Simulink, los ingenieros pueden ensayar con el sistema de gestión de baterías en una serie de condiciones de funcionamiento y fallo antes de realizar las pruebas físicas. Puede generar código C desde los modelos de Simulink para implementar sus algoritmos de control para el prototipado rápido de sistemas o microcontroladores. Simulink genera código a partir de los modelos de baterías y componentes eléctricos, lo que le permite realizar simulación en tiempo real para pruebas de tipo hardware-in-the-loop (HIL) con objeto de validar su sistema BMS antes de proceder a la implementación en hardware.

Desarrollar sistemas de gestión de baterías (BMS) con Simulink

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