Diseño y control digital de un convertidor elevador entrelazado para sistemas de carga/descarga de baterías

Abstract

Este trabajo presenta la metodología de diseño de un control digital para reducir el rizado en la corriente que se inyecta a la batería por medio de los convertidores que procesan la energía de carga y descarga, el cual es uno de los parámetros indicados en la literatura que disminuyen el tiempo de vida de las baterías. Este trabajo tiene como alcance mostrar el procedimiento de diseño e implementación de la estrategia propuesta sobre un convertidor entrelazado. La metodología implementada se presenta por medio de cuatro etapas (i) modelado del sistema batería-convertidor-carga, (ii) diseño de control digital basado en el modelo, (iii) diseño de la plataforma práctica donde se presenta la etapa de instrumentación e implementación utilizando un dispositivo embebido y (iv) la validación práctica del funcionamiento de la estrategia presentada y la disminución del rizado inyectado en la batería. Por medio de la metodología presentada se logra evidenciar el correcto desempeño del control digital cumpliendo los parámetros de diseño para diferentes modos de operación de carga de la batería y reduciendo el rizado de corriente en la batería entre un 50 % a 65 %. Esta reducción protege la vida útil de la batería y de las fuentes o cargas conectadas al sistema. Adicionalmente, permite que los algoritmos de estimación de estado de carga y estado de salud incrementen su precisión, lo que conlleva a una mejora en los protocolos de mantenimiento y planificación de reemplazo de los elementos.