Modelización matemática de una batería de uso espacial = On the mathematical modeling of Li-ion batteries for space systems

Abstract

En este trabajo se estudia la creación de un modelo matemático y eléctrico para la modelización de baterías de Ion-litio. La necesidad de tener un modelo que permita predecir el estado de la batería se ha demostrado de gran ayuda en el análisis y la optimización en sistemas de potencia eléctrica espaciales.En este trabajo se ha modelizado una batería de prueba formada por pilas Samsung, y la batería del satélite UPMSat-2 fabricada por Saft Batteries. Tomando como referencia modelos de otros autores y bajo las simplificaciones necesarias para la realización de un primer modelo, se ha creado un modelo eléctrico-matemático para una batería de Ion-litio tomando como parámetros fundamental la energía descargada de la batería. El empleo de esta variable, la energía descargada, en lugar de los amperios por hora descargados representa una novedad técnica de este trabajo a tenor de lo encontrado en la literatura disponible. Con este tipo de modelo se busca crear un circuito equivalente que permita predecir el comportamiento de la batería en cortos periodos de carga/descarga como a lo largo de un ciclo de carga/descarga. Se pretende que este modelo pueda integrarse, en el futuro, en el módulo de potencia eléctrica de la CFD (Concurrent Desing Facility) del Instituto IDR/UPM, la cual es empleada en el análisis y prediseño de misiones espaciales.