Resumen de Power Conversion System for Hybrid Battery-Capacitor Storage

Sergio I. Serna Garcés, Carlos Andres Ramos Paja, Daniel González Montoya

• español

  Contexto: Gracias a las bajas emisiones de CO2 de los sistemas eléctricos, estos han ganado mucha atención por parte de la industria y la academia. Sin embargo, los sistemas de almacenamiento de energía requeridos en un sin numero de aplicaciones deben garantizar ser de alta densidad de energía y potencia.

  Método: Para satisfacer estos requerimientos, este trabajo propone un sistema de almacenamiento de energía hibrido (HESS) activo, el cual es formado por una batería como dispositivo de alta densidad de energía, y un capacitor como el dispositivo de alta densidad de potencia. Asimismo, la solución propuesta protege la batería a través de la limitación de la derivada de la corriente.

  Resultados: Se diseñan dos controladores por modos deslizantes, uno para la corriente de la batería y otro para regular el voltaje en la carga. El proceso de diseño garantiza la estabilidad global del sistema y una operación segura de la batería.

• English

  Context: Thanks to the low emissions of CO2 generated by electric systems, those solutions have anincreased attention from industry and academia. However, the electrical storage systems required in alarge amount of applications must to have both high energy and power densities.

  Method: To meet those requirements, this paper proposes an active hybrid energy storage system(HESS), which is formed by a battery, i.e. the device with high energy density, and a capacitor, i.e. the device with high power capability. The proposed power system also protects the battery by limiting the current derivative.

  Results: Two sliding-mode controllers (SMC) are designed to regulate both the battery current and the load voltage. The design process guarantees the global stability and safe battery operation.

  Conclusions: The controller avoids the battery degradation caused by the high-frequency current components since the capacitor assumes those components demanded by the load profile.