Estimación del estado de carga y coeficientes de difusión en baterías de flujo redox

Abstract

[Resumen] En este artículo se presenta el diseño de un observador de estado y parámetros para la estimación del estado de carga y algunos de los parámetros de difusión de una batería de flujo redox. El observador es de alta ganancia y se basa en un modelo din´amico no lineal, que utiliza un enfoque realista diferenciando entre las concentraciones totales de electrolito en las dos partes del sistema. Se muestra que el estado de carga se puede estimar mediante la medición del voltaje de celda y un observador de alta ganancia. No obstante, la precisión de la estimaci´on se ve afectada por la incertidumbre en los coeficientes de difusión del sistema. Por esta razón, el observador se robustece mediante una estimación de parámetros adaptativos de inmersión e invariancia. Finalmente, los resultados se validan en una simulación numérica.

[Abstract] This paper presents an observer for the estimation of the state of charge of redox flow batteries. The observer is high gain and is based on a non-linear dynamic model, which uses a realistic approach differentiating between the total electrolyte concentrations in the two parts of the system. It is shown that the state of charge can be estimated by measuring cell voltage and a high gain observer. However, the precision of the estimate is affected by the uncertainty in the diffusion coefficients of the system. For this reason, the observer is strengthened by estimating adaptive parameters of immersion and invariance. Finally, the results are validated in a numerical simulation.