Diseño e implementación de un banco semiautomático de monitoreo de voltaje y control de temperatura para baterías níquel-cadmio

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Título : Diseño e implementación de un banco semiautomático de monitoreo de voltaje y control de temperatura para baterías níquel-cadmio
Autor : Barrionuevo Portero, María Rebeca
Pambi Sinchi, María Helena
Director de Tesis: Casa Casa, Edwin Marcelo
Resumen traducido: The design and implementation of the voltage monitoring and temperature control system for nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries was structured in four main phases. In the first phase, the electrochemical processes during the charge and discharge cycles of Ni-Cd batteries were analyzed, identifying the prevailing design variables, with emphasis on voltage monitoring and thermal regulation. The second phase focused on the multidisciplinary design of the monitoring bench components, using computer-aided design (CAD) tools and finite element simulation (FEA) software. High- precision voltage sensors, negative temperature coefficient (NTC) thermistors and fuzzy logic- based control algorithms were selected. During the third phase, the system was implemented and empirically validated by testing the monitoring bench with galvanostatic charge and discharge cycles. Least squares calibration techniques and digital filtering algorithms were used to adjust the sensors and mitigate noise in the signals. In the final phase, the operation of the developed mechatronic model was verified and tested, correcting errors and making final adjustments. The results obtained were analyzed and discussed, evaluating the fulfillment of the objectives and the effectiveness of the designed system. This testing and validation phase was crucial to ensure that the model met the technical and functional requirements necessary for its successful implementation in real applications within the aerospace sector.
Resumen : El diseño e implementación del sistema de monitoreo de voltaje y control de temperatura para baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd) se estructuró en cuatro fases principales. En la primera fase, se analizaron los procesos electroquímicos durante los ciclos de carga y descarga de las baterías Ni-Cd, identificando las variables de diseño preponderantes, con énfasis en la monitorización del voltaje y la regulación térmica. La segunda fase se enfocó en el diseño multidisciplinario de los componentes del banco de monitoreo, utilizando herramientas de diseño asistido por computadora (CAD) y software de simulación de elementos finitos (FEA). Se seleccionaron sensores de voltaje de alta precisión, termistores de coeficiente negativo de temperatura (NTC) y algoritmos de control basados en lógica difusa. Durante la tercera fase, se implementó y validó empíricamente el sistema, sometiendo el banco de monitoreo a pruebas con ciclos de carga y descarga galvanostáticos. Se emplearon técnicas de calibración por mínimos cuadrados y algoritmos de filtrado digital para ajustar los sensores y mitigar el ruido en las señales. En la fase final, se verificó y probó el funcionamiento del modelo mecatrónico desarrollado, corrigiendo errores y realizando ajustes finales. Se analizaron y discutieron los resultados obtenidos, evaluando el cumplimiento de los objetivos y la eficacia del sistema diseñado. Esta fase de pruebas y validación fue crucial para asegurar que el modelo cumpliera con los requisitos técnicos y funcionales necesarios para su implementación exitosa en aplicaciones reales dentro del sector aeroespacial.
Palabras clave : MECATRÓNICA
DISEÑO EN INGENIERÍA
CONTROL AUTOMÁTICO
FUERZA ELECTROMOTRIZ
BATERÍAS
Fecha de publicación : sep-2024
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/28644
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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