Diagnóstico de baterías de alta tensión en vehículos híbridos y eléctricos mediante imágenes térmicas

Abstract

La finalidad del presente trabajo de investigación fue desarrollar una metodología de diagnóstico de baterías de alta tensión incorporadas en vehículos híbridos y eléctricos mediante la medición de su temperatura máxima de operación obtenida a través de imágenes térmicas, puesto que los métodos de diagnóstico actuales son limitados y costosos. Para ello, se seleccionaron métodos para estimar el estado de salud (SOH) y el estado de carga (SOC) de las baterías, los cuales se aplicaron durante las fases de carga y descarga de baterías de ion litio y Ni-MH, midiendo también parámetros como el voltaje y la temperatura mediante imágenes térmicas. Una vez recopilados los datos de temperatura y SOH, se construyeron líneas de tendencia empleando estos valores, con el objetivo de utilizar la ecuación perteneciente a cada gráfica para estimar el SOH de una batería únicamente a partir de su temperatura máxima de operación. En el caso de las celdas de ion litio, el error relativo entre el SOH estimado inicialmente y el obtenido mediante la línea de tendencia resultó relativamente bajo, situándose entre un 2 % y 3 %, lo que garantiza una adecuada estimación al emplear el modelo obtenido; a diferencia del error relativo en los módulos de Ni-MH, cuyo valor se situó entre 13 % y 17 %, generando una mayor incertidumbre al aplicar dicha línea de tendencia en este tipo de baterías. Posteriormente, se efectuó un ensayo estático y dinámico en la batería HV de ion litio de una motocicleta eléctrica, con el propósito de aplicar las líneas de tendencia previamente definidas para diagnosticar el paquete de baterías en función de la temperatura, obteniéndose temperaturas que oscilaron entre 69,3 °C y 76,4 °C en la mayoría de las celdas evaluadas, valores coherentes con el desgaste presente en la autonomía de vehículo.