Baterien segurtasun-egoera iragartzea (SoS)

Abstract

Gaur egun, teknologiak aurrera egin ahala, bateriak funtsezko osagaiak bihurtu dira, gehien bat, erabilienak, litio ioizko bateriak (LIB). Hala ere, hauen segurtasunarekiko kezka oraindik ere kritikoa da. Hori dela eta, proiektu honetan, baterien segurtasun egoera (SOS - State of Safety) estimatuko duen algoritmo bat garatu da. Honen bidez, segurtasuna estimatu eta arriskuak iragarriko dira. Proiektuan, lehenik, LIBei buruzko informazio orokorra azaldu da, eta hauen segurtasuna aztertu. Ondoren, baterien kudeaketa sistemak (BMSak) dituen funtzioei buruzko informazioa azaldu da, eta honek estimatzen dituen egoerak aztertu. Eta, jarraian, gaur egun LIBen segurtasuna nola dagoen eta segurtasun egoeraren (SOS) beharra esplikatu dira. Izan ere, literaturako aurreko deskribapenek izaera kualitatiboa dute, baina ez dute biltegiratze-sistema baten segurtasunaren zenbakizko kuantifikaziorik eskaintzen. Arrazoi honengatik, SOSa kalkulatzen duen algoritmo bat proposatu da. Behin hau eginda, landutako SOS algoritmoaren balidazioa egiteko abusuzko testak egin dira laborategian. Honela, litiozko zelula zilindrikoei egindako segurtasun entseguen informazioa bildu da. Zehazki, zein entsegu edo test mota dauden, zein egin diren, hauek burutzeko beharrezko materialak zein baldintzak, lorturiko emaitzak eta hauetatik ateratako ondoriak. Azkenik, testetatik ateratako datuekin SOS algoritmoa balioztatu da, eta, honekin, algoritmoa SOS balioa estimatzeko eta arriskuak iragartzeko gai dela frogatu da.

Hoy en día, a medida que avanza la tecnología, las baterías se han convertido en componentes fundamentales, sobre todo, las baterías de ion litio (LIB). Sin embargo, la preocupación por su seguridad sigue siendo crítica. Por ello, en este proyecto se ha desarrollado un algoritmo que estima el estado de seguridad de las baterías (SOS - State of Safety). Con ello se estimará la seguridad y se predecirán los riesgos. En el proyecto, en primer lugar, se explica la información general sobre las LIB y se analiza su seguridad. A continuación, se explica la información sobre las funciones del sistema de gestión de baterías (BMS) y se analizan los estados que éste estima. Posteriormente, se explica cómo está la seguridad de las LIB en la actualidad y la necesidad del estado de seguridad (SOS). De hecho, las anteriores descripciones literarias tienen un carácter cualitativo, pero no ofrecen una cuantificación numérica de la seguridad de un sistema de almacenamiento. Por este motivo se ha propuesto un algoritmo que calcula el SOS. Una vez hecho esto, se han realizado en el laboratorio tests de abuso para la validación del algoritmo SOS elaborado. Así, se ha recopilado información de los ensayos de seguridad realizados a las celdas cilíndricas de litio. En concreto, qué tipo de ensayos o test existen, cuáles se han realizado, los materiales y condiciones necesarias para llevarlos a cabo, los resultados obtenidos y las conclusiones extraídas de los mismos. Por último, con los datos conseguidos de los test se ha validado el algoritmo SOS, con el que se ha demostrado que el algoritmo es capaz de estimar el valor de SOS y predecir los riesgos.

Today, as technology advances, batteries have become key components, especially the most widely used, lithium-ion batteries (LIBs). However, safety concerns remain critical. Therefore, this project has developed an algorithm that estimates the state of safety of batteries (SOS - State of Safety). This will estimate safety and predict risks. In the project, first of all, general information about LIBs is explained and their safety is analysed. Next, the information about the functions of the battery management system (BMS) is explained and the states estimated by the BMS are analysed. Subsequently, it is explained how the safety of LIBs is nowadays and the necessity of the state of safety (SOS). In fact, the above literary descriptions have a qualitative character, but do not provide a numerical quantification of the safety of a storage system. For this reason, an algorithm that calculates the SOS has been proposed. Once this has been done, abuse tests have been carried out in the laboratory to validate the SOS algorithm developed. Thus, information has been collected from the safety tests carried out on lithium cylindrical cells. Specifically, what type of tests exist, which ones have been carried out, the materials and conditions necessary to carry them out, the results obtained and the conclusions drawn from them. Finally, with the data extracted from the tests, the SOS algorithm has been validated, demonstrating that the algorithm is capable of estimating the SOS value and predicting the risks.