Guía docente de Modelado y Gestión de Sistemas de Almacenamiento de Energía (MC3/56/1/3)

• Modelado eléctrico de los sistemas de almacenamiento de energía que se están utilizando en la tecnología actual.
• Modelado basado en las ecuaciones de los procesos físicos que tienen lugar en los sistemas de almacenamiento de energía.
• Análisis de los componentes esenciales de los circuitos de gestión de sistemas de almacenamiento de energía.
• Diseño de circuitos de carga/descarga (tantos unidirecionales como bidireccionales) y de balanceo de celdas.
• Estimación de los parámetros principales que definen el comportamiento de la batería: estado de carga y estado de salud.

• Electric modeling of energy storage systems in current technology.
• Physical modeling of energy storage systems. Batteries
• Electronic circuits in energy storage managament systems
• Circuit design for driving battery loads and battery balance.
• Estimation of the main parameter defining battery behavior: State of Charge and State of Health.

Es recomendable tener conocimientos básicos de electrónica de potencia.

El alumno sabrá/comprenderá:

• Cómo se modela una batería desde el punto de vista físico.
• Cómo se modela una batería desde el punto de vista circuital.
• Cuáles son los parámetros fundamentales y las figuras de mérito de una batería.
• Cuáles son los principales circuitos de carga de batería.
• Qué es un Sistema de Gestión de Baterías y cuáles son las técnicas fundamentales para implementarlo.

El alumno será capaz de:

• Diseñar un sistema de gestión de baterías
• Aplicar los conocimientos adquiridos en las aplicaciones en las que se vislumbra que el uso de baterías puede ser una tecnología fundamental y entre las que cabe citar los respaldos de red, los desplazamientos del perfil de carga en sistemas de energías renovables, movilidad eléctrica, almacenamiento de energía en dispositivos portátiles, etc

Tema 1. Introducción.

Tema 2. Almacenamiento de energía en el sistema eléctrico. Tecnologías de almacenamiento. 

Tema 3. Baterías de iones de litio. Fundamentos. 

Tema 4. Modelado de baterías y supercondensadores.

Tema 5. Cargadores de baterías.

Tema 6. Sistemas de gestión de baterías.

Unit 1. Introduction.

Unit 2. Energy storage in the electric system. Storage technologies. 

Unit 3. Lithium ion batteries. Fundamentals. 

Unit 4. Modeling of batteries and supercapacitors.

Unit 5. Battery chargers.

Unit 6. Battery management system.

Práctica 1. Simulación circuital de baterías y supercondensadores.

Práctica 2. Simulación física de baterías.

Práctica 3. Circuitos de carga, descarga y balanceo de celdas en baterías. 

Práctica 4. Obtención experimental de parámetros de baterías.

Lab 1: Circuital simulation of batteries and supercapacitors.

Lab 2: Physical simulation of batteries.

Lab 3: Circuits for charge, discharge and cell balancing in batteries.

Lab 4. Experimental determination of the characteristic parameters of a battery.

• Gregory Plett. "Battery Management Systems. Vol. I, Battery Modeling “, Artech House, 2015
• Gregory Plett. "Battery Management Systems. Vol. II, Equivalent-Circuit Methods “, Artech House, 2015

• Bard A.J., Faulkner L.R., “Electrochemical methods. Fundamentals and Applications”, 2ª Ed. John Wiley and Sons, 2001
• Christopher D. Rahn and Chao-Yang Wang. "Battery Systems Engineering", Wiley, 2013
• Gianfranco Pistoia,. " Lithium-Ion Batteries. Advances and Applications", Elsevier, 2014
• Yasar Demirel, "Energy. Production, conversion, storage, conservation, and coupling", 3rd edition, Springer, 2021

• https://batteryuniversity.com/
• https://www.elithion.com/index.php

Enlaces a fabricantes de componentes electrónicos relacionados.

• https://www.analog.com/en/index.html
• https://www.ti.com
• https://www.allegromicro.com
• https://www.onsemi.com/
• https://www.maximintegrated.com/en.html
• https://www.st.com/content/st_com/en.html
• https://www.microchip.com/
• https://www.agilent.com/

El artículo 17 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante, excepto para quienes se le haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

Para realizar esa EVALUACIÓN CONTINUA se realizarán distintas pruebas que permitan valorar la adquisición de los contenidos y competencias a desarrollar en la materia. La calificación global corresponderá a la puntuación ponderada de los diferentes aspectos y actividades que integran el sistema de evaluación, dando como resultado una calificación numérica obtenida mediante la suma ponderada de las calificaciones correspondientes a una parte teórica y otra práctica. El baremo establecido es:

• Una prueba escrita que representará el 50% de la nota final
• Informes, trabajos, proyectos, etc. (individual o en grupo), que representarán el 30% de la nota final.
• Pruebas, ejercicios y problemas, resueltos en clase o individualmente a lo largo del curso que constituirán el 20% de la nota final.

Hay que obtener una nota mínima de 4 sobre 10 en cada una de los anteriores ítems para poder realizar la baremación final

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo. Para obtener la calificación se seguirá el siguiente baremo:

• Una prueba escrita teórico-práctica que representará el 60% de la nota final.
• Una prueba práctica que podrá realizarse en aula o laboratorio y representará el 40% de la nota final.

Hay que obtener una calificación mínima de 5 sobre 10 en cada uno de los anteriores ítems

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas.

Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases o por causa sobrevenidas. Lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación se realizará de la misma manera que la evaluación de la convocatoria extraordinaria