Estudi i disseny d'un sistema de monitorització, gestió i control de la bateria d'un monoplaça de Formula Student

Abstract

Un sistema de monitorització, gestió i control de bateries consisteix en un aparell capaç d’assegurar un funcionament adequat de les cel·les, protegir a les persones de l’entorn i allargar la vida útil de la bateria. En aquesta tesi s’ha dissenyat un BMS per a ser equipat en un monoplaça de Formula Student. S’ha optat per un sistema modular degut al compromís entre el cost, temps i la facilitat de reparació. El sistema està format per deu nodes esclaus que mesuren el voltatge i la temperatura de cada cel·la fent ús d’OpAmps configurats com a restadors de voltatge. Per tal de reduir el cost de cada node, s’han implementat uns multiplexors. A més a més, cada node està dotat amb una comunicació del tipus CAN BUS que permet al mestre controlar els esclaus. S’ha optat per aquesta comunicació per garantir la compatibilitat amb els sistemes comercials dissenyats per a automòbils, ja que aquest protocol és l’utilitzat per les principals empreses del sector. Amb aquest sistema, es pot mesurar el voltatge amb un error màxim del 0,06% així com obtenir el SOC i SOH de la bateria amb un error teòric inferior al 5%. El BMS també permet el control d’elements de seguretat com contactors, detectors d’aïllament o sistemes de precàrrega; i està dotat amb un software que optimitza els processos i permet configurar el sistema o veure’n l’estat mitjançant una interfície gràfica intuïtiva.