Desarrollo y validación de un modelo electro-térmico para la gestión térmica de baterías de ion-litio

Abstract

Este Trabajo Fin de Grado desarrolla y valida un modelo electrotérmico para analizar el comportamiento de baterías de ion-litio bajo distintas condiciones de operación. Dado que su rendimiento depende del estado de carga y la temperatura, resulta necesario disponer de modelos que describan su comportamiento de forma precisa. Para ello, se realiza la caracterización experimental de una batería de ion-litio mediante ensayos controlados de carga y descarga en un banco diseñado específicamente, el cual permite mantener condiciones térmicas controladas en una cámara térmicamente controlada y estudiar la influencia de la temperatura en la relación entre la tensión en circuito abierto y el estado de carga. A partir de los datos obtenidos, se construyen las curvas SOC-OCV y se ajustan mediante un modelo polinómico continuo. Asimismo, se implementa un modelo electrotérmico en Simulink® utilizando la librería Simscape Electrical, integrando el comportamiento eléctrico y térmico de la batería. Finalmente, los resultados de simulación se comparan con los datos experimentales, mostrando una buena concordancia entre ambos, lo que valida la capacidad del modelo para reproducir el comportamiento real y su aplicabilidad en sistemas de gestión de baterías.