Estudio y diseño del modelo de un cargador para baterías de litio para el uso en automoción

El descubrimiento de las baterías trajo consigo la aparición de dispositivos portátiles y la capacidad de llevar la energía eléctrica a zonas o situaciones donde no existía suministro eléctrico. Las primeras baterías eran pesadas y voluminosas, por lo que su uso estaba restringido a tareas donde estas desventajas no suponían un problema, con el avance en la tecnología de las baterías se han conseguido sistemas de almacenamiento óptimos donde estas características resultas más atractivas, permitiendo su uso en labores, donde, por viabilidad técnica, antes no eran posible. Este ha sido el caso de la automoción, donde baterías como las de litio, ya que ofrecen unas altas densidades de potencia y energía, resultan viables, dando paso a un desarrollo y un mercado tecnológico el cual se encuentra en creciente demanda debido a las ventajas que ofrece en referencia a las mejoras en la conducción, la dinámica del vehículo y en sostenibilidad con el medio ambiente. Aunque los vehículos eléctricos ofrecen ciertas ventajas con respecto a los de combustión, presentan el principal inconveniente de la autonomía. En el caso de un vehículo de combustión con un tanque de combustible lleno es fácil conseguir 600 km de autonomía y la recarga puede llevarse a cabo en unos minutos, mientras que en el caso de los eléctricos pocos vehículos en el mercado actual pueden llegar a ese nivel de autonomía con una recarga lenta que puede durar horas, pudiendo realizarse recargas rápidas a costas reducir la vida útil de la batería. La velocidad a la que se pueden recargar estas baterías depende de la tipología de celda empleada, las cuales pueden ser muy variadas y debido a su gran número pueden fabricarse bajo demanda con distintas características eléctricas según las necesidades, por lo que la potencia empleada para la carga dependerá del uso y la finalidad que se les den a estas baterías. En el ámbito de la automoción de competición, en concreto Formula Student Electric, se requieren baterías de altas prestaciones en las que la densidad de potencia y energía son prioritarios, mientras que no hay necesidad de recarga rápida, pues se dispone de tiempo suficiente para las pruebas dinámicas En este trabajo se estudiará el diseño de un convertidor DC-DC controlado mediante lógica borrosa como cargador para las baterías de litio que se emplearán en este sector. También, por motivos de interés de estudio, se realizarán una serie observaciones que nos permita profundizar en el comportamiento de la carga de una batería de estudio para líneas futuras de investigación.Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería Eléctric