DESARROLLO DE UN BANCO DE SUPERCAPACITORES CON RED DE BALANCEO Y COMUNICACIÓN CAN (DEVELOPMENT OF A SUPERCAPACITORS BANK WITH BALANCING NETWORK AND CAN BUS COMMUNICATION)

Edgar Peralta Sánchez, Manuel Tlapa Juárez, Gerardo Mino Aguilar, Beatriz Eugenia Graniel García, Félix Quirino Morales

Resumen


Los sistemas de almacenamiento de energía basados en supercapacitores que pueden ser aplicados en redes inteligentes, vehículos eléctricos y ferrocarriles, entre otros, requieren ser diseñados de manera robusta y confiable, por esta razón en el presente artículo se presenta el diseño e implementación de un banco de supercapacitores (BSCs) conformado por 18 celdas, se diseña su circuito de balanceo de voltajes, implementando tres topologías de balanceo para evaluar el tiempo de balanceo de voltajes en cada supercapacitor. Se implementa un sistema de monitoreo de voltajes y temperatura a través de una red CAN conformada por 3 nodos esclavos y un nodo maestro que recibe la información de dichas variables a una interfaz gráfica utilizando una pantalla LCD. Las pruebas experimentales de la red CAN implementada muestran el correcto envió de información de las variables medidas y las distintas topologías de balanceo implementadas muestran las ventajas y desventajas que conllevan a la selección más adecuada a implementar en el BSCs.

Energy storage systems based in supercapacitors that can be applied in smart grids, electric vehicles and railways, among others, require to be design  in a reliable and robust way, for this reason this paper presents  the design and implementation of a supercapacitor bank (SB) conformed by 18 cells, its voltage balancing circuit was designed, implementing three balancing topologies to evaluate the voltage balancing time in each supercapacitor. A voltage and temperature monitoring system is implemented through a CAN network consisting of 3 slave nodes and a master node that receives the information and send to a graphic interface using a LCD screen. The experimental tests of the CAN network implemented shows the correct sending of the information of the variables measures, on the other hand, the voltage balancing circuits implemented shows the advantages and disadvantages that lead to the most appropriate selection to implement in the SB.


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Referencias


Barrade, P. Series connection of supercapacitors: Comparative study of solutions for the active equalization of the voltages, Proceedings of 7th International Conference on Modeling and Simulation of Electric Machines, Converters and Systems, IEEE, 2002.

Choi, W. F., Yeung, Y. P., Cheng, K. W. E., & Wang, S. X. (2011,June). Energy management system using ultra-capacitor as energy buffer. In Power Electronics Systems and Applications (PESA). 4th International Conference on (pp. 1-3). IEEE. 2011.

Ibanez, F., Vadillo, J., Echeverria, J. M., & Fontan. Design methodology of a balancing network for supercapacitors. In Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT EUROPE), 2013 4th IEEE/PES (pp. 1-5). IEEE.2013.

Lu, R. G., Pei, L., Ma, R., & Zhu, C. B. EV energy storage monitoring system based on distributed data acquisition. In Vehicle Power and Propulsion Conference, 2009. VPPC’09. IEEE (pp. 1386-1389). IEEE.2009.

Nikkhoo, M., Farjah, E., & Ghanbari, T. A simple method for parameters identification of three branches model of supercapacitors. In Electrical Engineering (ICEE), 2016 24th Iranian Conference on (pp. 1586-1590). IEEE.2016.

Rojas Dixon, W Juan. Diseño y construcción de conversor DC-DC para control de ultracapacitores en un vehículo eléctrico, Tesis de Licenciatura. Escuela de ingeniería, Pontifica Universidad Católica de Chile, 2002.

Salunkhe, A. A., Kamble, P. P., & Jadhav, R. Design and implementation of CAN bus protocol for monitoring vehicle parameters. In Recent Trends in Electronics, Information & Communication Technology (RTEICT), IEEE International Conference on (pp. 301-304). IEEE.2016.

Texas instruments. http://www.ti.com/product/BQ33100 [consulta: miércoles 2 de mayo del 2018].

Thrap, Guy C. Charge balancing circuit. U.S. Patent No. 6,806,686, 19 Oct. 2004.

Uno, M. Energy storage-technologies and applications. (pp. 149-159).2013.

Yanqing Qu,Jianguo Z, Jiefeng Hu, Overview of Supercapacitor Cell Voltage Balancing Methods for an Electric Vehicle, IEEE, 2007.


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