REVISIÓN DE MÉTODOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LOS ESTADOS DE CARGA Y SALUD DE UNA BATERÍA

Alina Araceli Contreras Sillero, Nimrod Vázquez Nava, Claudia Verónica Hernández Gutiérrez, Jeziel Vázquez Nava, Joaquín Vaquero López

Resumen


Resumen

Actualmente las baterías juegan un papel importante en el uso de energía eléctrica, dichos dispositivos tienen aplicaciones en pequeña y grande escala; para las aplicaciones de baja potencia (baja escala) las baterías son utilizadas en dispositivos electrónicos portátiles tales como teléfono celular, computadoras, ventiladores, etc.; para las aplicaciones de alta potencia (grande escala), éstas son usadas como reserva de energía para aplicaciones automotrices, inyección de energía a la red, entre otras.

La batería es el dispositivo más utilizado para almacenar energía por su practicidad y eficiencia que otorga al usuario. Una batería envejece en proporción a los ciclos de carga y descarga; dichos procesos degradan las sustancias químicas que componen al dispositivo de almacenamiento; una baja carga tiene como consecuencia efectos de sulfatación y estratificación que acortan la duración de la batería, mientras que la sobrecarga provoca gases y pérdidas de agua.

Debido a que la energía almacenada en una batería es limitada se vuelve importante contar con la habilidad de determinar la capacidad disponible, el estado de carga (SOC, por sus siglas en inglés) y el estado de salud (SOH, por sus siglas en inglés) de dicho dispositivo; esto asegura que la batería tenga la energía disponible para ser utilizada. En este artículo se realiza una revisión y análisis comparativo sobre los principales métodos de estimación de SOC y SOH de las baterías en general.

Palabras Claves: AHC, carga, corriente, descarga, SOC, SOF, SOH, tensión.

 

REVIEW OF METHODS FOR THE ESTIMATION OF THE STATES OF CHARGE AND HEALTH OF A BATTERY


Abstract

Batteries currently play a significant role in the use of electric power. Such devices have applications on a small and large scale; for low power applications (low scale) batteries are used in portable electronic devices such as cell phones, computers, fans, etc.; On the other hand, for high power applications (large scale) these sources are used as energy reserve for automotive applications, energy injection to the network, among others.

The battery is the most used device to store energy by its practicality and efficiency that it grants to the user. A battery ages in proportion to the loading and unloading cycles; Such processes degrade the chemicals that make up the storage device; a low charge results in stratification and sulphation effects that shorten battery life, while overloading causes gas and water loss.

Because power is stored in a limited battery, it is important to have the ability to determine the available capacity, the state of charge (SOC), and health status (SOH) of said device; this ensures that the battery has the power available to be used. In this paper, a review and a comparative analysis of the primary methods of estimation of SOC and SOH of general batteries is presented.

Keywords: AHC, charge, current, discharge, SOC, SOF, SOH, voltage


Texto completo:

352-368 PDF

Referencias


Battery University, Battery University: 2017: http://batteryuniversity.com/learn/article/how_to_measure_state_of_charge.

Coleman, M., Hurley, W. G., & Lee, C. K., An improved battery characterization method using a two-pulse load test. IEEE Transactions on energy conversion, 23(2), pp. 708-713, 2008.

Ehret, C., Piller, S., Schroer, W., & Jossen, A., State-of-charge determination for lead-acid batteries in PV-applications. In Proceedings of the 16th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Glasgow (Vol. 2486, pp. 2489, 2000.

Galeotti, M., Giammanco, C., Cinà, L., Cordiner, S., & Di Carlo, A., Synthetic methods for the evaluation of the State of Health (SOH) of nickel-metal hydride (NiMH) batteries. Energy Conversion and Management, 92, pp. 1-9, 2015.

Huet, F., A review of impedance measurements for determination of the state-of-charge or state-of-health of secondary batteries. Journal of power sources, 70(1), pp. 59-69, 1998.

Leksono, E., Haq, I. N., Iqbal, M., Soelami, F. N., & Merthayasa, I. G. N. (2013, November). State of charge (SoC) estimation on LiFePO 4 battery module using Coulomb counting methods with modified Peukert. In Rural Information & Communication Technology and Electric-Vehicle Technology (rICT & ICeV-T), 2013 Joint International Conference on IEEE, pp. 1-4, 2013.

Marchildon, J., Doumbia, M. L., & Agbossou, K., SOC and SOH characterisation of lead acid batteries. In Industrial Electronics Society, IECON 2015-41st Annual Conference of the IEEE, pp. 001442-001446, 2015.

Ng, K. S., Moo, C. S., Chen, Y. P., & Hsieh, Y. C., Enhanced coulomb counting method for estimating state-of-charge and state-of-health of lithium-ion batteries. Applied energy, 86(9), pp. 1506-1511, 2009.

Piller, S., Perrin, M., & Jossen, A., Methods for state-of-charge determination and their applications. Journal of power sources, 96(1), pp. 113-120, 2001.

Purwadi, A., Rizqiawan, A., Kevin, A., & Heryana, N., State of Charge estimation method for lithium battery using combination of Coulomb Counting and Adaptive System with considering the effect of temperature. In Power Engineering and Renewable Energy (ICPERE), 2014 International Conference on IEEE, pp. 91-95. 2014.

Sauer, D. U., Bopp, G., Jossen, A., Garche, J., Rothert, M., & Wollny, M., State of Charge–What do we really speak about. In The 21st international telecommunications energy conference, pp. 6-9, 1999.

Tremblay, O., Dessaint, L. A., & Dekkiche, A. I., A generic battery model for the dynamic simulation of hybrid electric vehicles. In Vehicle Power and Propulsion Conference, 2007. VPPC 2007. IEEE, pp. 284-289, 2007.






URL de la licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es

Barra de separación

Licencia Creative Commons    Pistas Educativas está bajo la Licencia Creative Commons Atribución 3.0 No portada.    

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO / INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA

Antonio García Cubas Pte #600 esq. Av. Tecnológico, Celaya, Gto. México

Tel. 461 61 17575 Ext 5450 y 5146

pistaseducativas@itcelaya.edu.mx

http://pistaseducativas.celaya.tecnm.mx/index.php/pistas