Jon Perez Blanco ikasleak BIKAIN CUM LAUDE kalifikazioa lortu zuen DOKTORETZA INDUSTRIALA aipamenarekin
Jon Perez Blanco ikasleak BIKAIN CUM LAUDE kalifikazioa lortu zuen DOKTORETZA INDUSTRIALA aipamenarekin
Jon Perez Blanco ikasleak BIKAIN CUM LAUDE kalifikazioa lortu zuen DOKTORETZA INDUSTRIALA aipamenarekin
- Tesi titulua: Detection of aging and failure mechanisms in Li-ion Energy storage systems
Epaimahaia:
- Lehendakaritza: Maitane Berecibar Uribe (Vrije Universiteit Brussel)
- Bokala: Henk Jan Bergveld (Eindhoven University of Technology)
- Idazkaritza: Erik Garayalde Perez (Mondragon Unibertsitatea)
Laburpena:
Ibilgailu elektrikoen gorakada eta beraz, Thermal-Runaway kasu isolatuen gorakadak industriaren eta gizartearen segurtasun kezkei erantzuteko neurriak hartzeko beharra areagotu dute. Thermal-Runaway-a denbora tarte jakin batean gerta daiteke, abusu elektriko edo termiko baten ondorioz, edo bat-batean gerta daiteke, abusu mekaniko baten ondorioz. Honegatik, UN ECE R100r3 edo GTR-EVS bezalako araudiek honi buruzko segurtasun arauak gehitu dituzte, non Thermal-Runaway-ko kasu bat bidaiarien konpartimenduaren barruan egoera arriskutsu bat gertatu baino 5 minutu lehenago gutxienez detektatu behar den.
Dokumentu honek “Li-ion energia biltegiratze sistemetan degradazio eta akats mekanismoen detekzioa" izeneko doktorego tesiaren dokumentua jasotzen du. Doktorego tesi honen helburu nagusia Thermal-Runaway gertaera bat goiz antzematea da, baita gertaera katastrofiko hori eragin edo amai daitezkeen mekanismoak ere. Horretarako, Thermal-Runaway-aren detekzio, predikzio eta prebentzio faseak aztertzen dira.
Lehenik eta behin, Thermal-Runaway-aren detekzio metodoak aztertzen dira, sentsoreetan eta inpedantzian oinarritutako metodoekin. Gas eta presio sentsore komertzialak, baita Electrochemical Impedance Spectroscopy -n (EIS) oinarritutako teknikak ere, abusuko entsegu kontrolatuen bidez esperimentalki ebaluatzen dira. Inpedantzian oinarritutako detekzio metodologia bat proposatu, garatu eta balioztatu da erabilera kasu ezberdinetan. Metodologia honen bidez, 6 eta 12 minuturen arteko oharpenak lortu dira garapen azkarreko Thermal-Runaway gertaeretan.
Bigarrenik, Thermal-Runaway-aren predikzioa aztertzen da barne zirkuitu laburren detekzio eta kuantifikazioaren bidez. Algoritmoen entrenamendua eta balioztapena ahalbidetzeko, datuak sortzeko esparruak garatu dira, degradazio honen larritasun maila eta funtzionamendu baldintza ezberdinak kontuan hartuta. Bateriaren eredu baliokideetan eta Adimen Artifizialean oinarritutako metodoak aztertu eta alderatu dira. Proposatutako metodoek bateriaren kargan zehar detekzioa ahalbidetzen dute, eta atseden egoeretan diagnostiko zehatzagoa eskaintzen dute, aste bateko autodeskarga denborari dagozkion degradazioa detektatzeko gai izanik.
Hirugarrenik, Thermal-Runaway-aren prebentzioa aztertzen da Li-plating-aren detekzioaren bidez, segurtasunaren ikuspegitik funtsezkoa den mekanismoa baita. Tentsio neurketetan eta inpedantzia neurketetan oinarritutako metodoak aztertu dira zelda komertzialetan, botoi-piletan, eta hiru elektrodoetako konfigurazioetan. Emaitzek erakusten dute beharrezkoa dela teknika ezberdinekin Li-plating itzulgarria eta itzulezina detektatzeko. Metodo bakoitzaren indarguneak eta limitazioak kontuan hartuta, bateriaren zahartzea ekiditeko bateria operazio estrategia bat proposatzen da.
Azkenik, tesi honetan lortutako emaitzak State-of-Safety indikadore multifisiko batean integratzen dira, Fuzzy Logic-ean oinarrituta. Indikadore honek, detekzioari, predikzioari eta prebentzioari lotutako adierazleak bateratzen ditu segurtasun metrika bakar batean. Proposatutako indikadore logika hainbat abusu entsegutan balioztatu da, degradazio mekanismo, kimika eta zelda formatu ezberdinekin, baterien kudeaketa sistemetako aplikazioetarako egokitasuna frogatuz.