ANÁLISIS DEL EQUILIBRIO TÉRMICO DE UN MÓDULO DE BATERÍAS (THERMAL BALANCE ANALYSIS OF A BATTERY MODULE)

Andrés Calvillo Téllez, Luis Alberto Cantera Cantera, Teodoro Álvarez Sánchez

Resumen


Resumen
Se presenta el estudio donde se analiza al parámetro de temperatura de un módulo de baterías de un vehiculó autónomo a escala a partir de una prueba de monitoreo del equilibrio térmico. La adquisición de datos de temperatura del módulo de baterías se realizó en un lapso en el que se observaron diferentes rangos de temperatura en operación, esto se presentó en cuatro casos. El primer caso corresponde a un módulo de baterías con su empaque normal, la segunda con un recubrimiento de color blanco, la tercera de color negro y la cuarta con recubrimiento de cinta de kapton. Los valores de temperatura registrados se mantuvieron dentro del margen de seguridad de 0 a 70 oC La transferencia de calor fue a través de contacto directo entre celdas, de la más caliente a la más fría, alcanzado un equilibrio térmico entre ellas mediante distribución física de las baterías. Se logró mantener un equilibrio térmico confortable observando que las lecturas no rebasaran los márgenes de seguridad de los componentes, por lo que ninguna batería alcanzó esfuerzos térmicos no permisible, permitiendo prolongar su vida útil. Se muestra el desarrollo de las métricas de análisis como las temperaturas promedio extremas y las desviaciones estándar a las que son sometidos.
Palabras Clave: Análisis Matemático, Diseño del Prototipo, STEM.

Abstract
The study is presented where the temperature parameter of a battery module of an autonomous vehicle is analyzed at scale from a thermal balance monitoring test. The acquisition of temperature data from the battery module was carried out in a period in which different operating temperature ranges were observed, this occurred in four cases. The first case corresponds to a battery module with its normal packaging, the second with a white coating, the third with black, and the fourth with a Kapton tape coating. The temperature values recorded were kept within the safety margin of 0 to 70 oC The heat transfer was through direct contact between cells, from the hottest to the coldest, reaching a thermal equilibrium between them through the physical distribution of the cells. It was possible to maintain a comfortable thermal balance by observing that the readings did not exceed the safety margins of the components, so that no battery made impermissible thermal stresses, allowing it to extend its useful life. The development of analysis metrics such as extreme average temperatures and standard deviations to which they are subjected is shown.
Keywords: STEM, Design Thinking Math Analysis.

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