Desarrollo de un modelo de batería de ion-litio para estimar su vida útil utilizando un sistema de carga-descarga

Abstract

El creciente uso de baterías de ion de litio en sistemas navales y de alta exigencia energética hace necesario contar con herramientas que permitan anticipar su degradación. Este trabajo desarrolla un modelo de batería con química de litio-ferrofosfato para estimar su vida útil a partir de ensayos experimentales. Para analizar el efecto de la intensidad en la degradación, se han realizado ciclos de carga y descarga completos a dos niveles de corriente: baja (2 A) y alta (5 A). Durante los ensayos, se ha registrado la evolución de parámetros como tensión, capacidad y temperatura, y se ha realizado un seguimiento periódico, cada 10 ciclos, de la curva de tensión en circuito abierto frente al estado de carga de la batería como indicador de envejecimiento. A partir de estos datos, se ha implementado en Simulink un modelo basado en un circuito equivalente con parámetros variables (resistencia interna, coeficiente de Peukert, etc.), capaz de reproducir el comportamiento dinámico de la celda tanto en carga como en descarga. La validación del modelo frente a los datos reales mostró un error cuadrático medio inferior al 1% respecto de la tensión total en todos los casos analizados, lo que confirma su utilidad como herramienta predictiva. Este enfoque permite anticipar la degradación y optimizar la gestión energética, siendo especialmente relevante para aplicaciones en entornos críticos.