Iker Lopetegui Tapia ikasleak BIKAIN CUM LAUDE kalifikazioa lortu zuen Nazioarteko Doktoretza aipamenarekin
Iker Lopetegui Tapia ikasleak BIKAIN CUM LAUDE kalifikazioa lortu zuen Nazioarteko Doktoretza aipamenarekin
Iker Lopetegui Tapia ikasleak BIKAIN CUM LAUDE kalifikazioa lortu zuen Nazioarteko Doktoretza aipamenarekin
- Tesi titulua: Mitigating Lithium-Ion Battery Aging: Physics-Based State Estimation, Aging Prediction, and Degradation-aware Control Strategies
Epaimahaia:
- Lehendakaritza: Gregory Plett (University of Colorado Colorado Springs)
- Bokala: Scott Trimboli (University of Colorado Colorado Springs)
- Bokala: David Anseán González (Universidad de Oviedo)
- Bokala: Elixabete Ayerbe Olano (CIDETEC)
- Idazkaritza: Erik Garayalde Perez (Mondragon Unibertsitatea)
Laburpena:
Gaur egun, litio-ioizko bateriak dira energia biltegiratzeko sistemarik erabiliena. Beren energia dentsitate grabimetriko eta bolumetriko altua, eta auto-deskarga tasa baxua tarteko, aplikazio askotarako aukerarik onena dira, hala nola kontsumo elektronikarako edota ibilgailu elektrikoetarako. Hala ere, trantsizio energetikoaren aldarriarekin bat egiteko teknologia honek badu zer hobetu. Bateria hauek jasaten duten degradazioa da egungo kezka nagusienetako bat. Horregatik, premiazkoa da beraien erabilera seguruago eta optimizatuago bat bilatzea.
Tesi honek litio-ioizko baterien kudeaketa hobetzea du helburu, baterien zahartzea arintzea ahalbideratzen duten ezagutza fisikoan oinarritutako kontrol algoritmoak erabiliz. Horretarako, ordena murriztuko eta sinplifikatutako bateria modelo fisikoak (PBM) erabili dira, hots, P2D eta SPMe izenez ezagutzen direnak. Hauek, baterien barruan gertatzen diren fenomeno fisiko-kimikoei buruzko informazio garrantzitsua ematen dute. Litio-ioizko baterien degradazioa aztertzeko, bateria eredu fisikoetan oinarritzen den degradazio modelo fidagarri bat doitu da, aurrerago kontrol algoritmo aurreratuen garapena ahalbideratu dezakeena. Horretarako, esperimentu kopurua nabarmen murriztu dezakeen parametrizazio prozesu berri bat proposatu eta bere zehaztasuna esperimentalki egiaztatu da. Horrez gain, bateriaren bizitzan zehar bere uneoroko egoeraren berri ematen duten aldagai fisikoak estimatzeko, karga (SOC) eta degradazio-egoeren (SOH) estimazio algoritmo berritzaileak garatu dira, egungo bateriaren diagnostiko algoritmoak hobetuz, eta elektrodo-mailako degradazioaren eta barne aldagai fisikoen estimazio zehatzak emanez. Azkenik, aldagai fisikoen estimatzaileak emandako ezagutza eta degradazio-modeloaren iragarpenak konbinatuz, karga azkarreko kontrol-estrategia berri bat proposatu da, "\textit{nonlinear model predictive control}" (NMPC) algoritmoan oinarritzen dena. Modu honetan, karga denbora eta degradazioa, biak murriztea lortu da.
Tesi honetan proposatu eta garatu diren degradazio modeloak, bateriaren egoera eta parametro fisikoen estimazio prozesuak, eta karga-azkarrerako kontrol algoritmoak frogatzen dute PBMek, gaur egun erabiltzen diren modelo enpirikoen aldean, baterien erabilera seguruago eta optimoago baten bidean aurreratzen jarraitzea ahalbideratzen dutela; degradazio predikzio eta diagnosiarekin, eta baita degradazioa murrrizteko kontrol estrategiak hobetuz.