APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

El control òptim en bateries de ions de liti maximitza la vida útil de la bateria alhora que garanteix la càrrega ràpida i un ús segur. Les propietats de les bateries fabricades poden diferir del valor de disseny i canviar amb el temps en degradar-se. La limitació d'anteriors simulacions de bateries és que utilitzen valors deterministes per aquests paràmetres que no es coneixen amb precisió. L'anàlisi estocàstic inclou aquestes incerteses d'aplicacions reals en simulacions. Després d'integrar les incerteses, l'objectiu és quantificar-ne la propagació per veure com afecta als estats finals. Aquesta investigació integra incerteses estocàstiques en el control de bateries òptim definint amb distribucions de probabilitat alguns paràmetres, com la temperatura ambient. La propagació de la incertesa es fa utilitzant anàlisi de sensibilitat lineal. S'ha dissenyat una metodologia per quantificar aquesta propagació d'incertesa a les bateries de ions de liti per a qualsevol conjunt de paràmetres incerts i qualsevol model de càrrega òptim. Aquesta metodologia pot calcular sensibilitats lineals en qualsevol sistema d'equacions discretes i algebraiques. En simulació de bateries, permet calcular sensibilitats en sistemes de càrrega híbrids (continus-discrets) resolent els inconvenients típics d'implementar salts discontinus o controlar estats no observables. La metodologia dissenyada és una eina versàtil per a simulacions estocàstiques de bateries. Pot redefinir rutes de càrrega òptimes i precises per futures aplicacions en temps real o per determinar noves especificacions de fabricació més segures. Per demostrar la precisió d'aquest mètode, els resultats presenten múltiples casos d'estudi, incloent la cinètica de reacció i els models de càrrega òptims. Els exemples consideren els efectes de definir una temperatura ambient incerta en estats de la bateria com el voltatge, la temperatura o l'estat de salut per protocols rellevants de càrrega òptima.

El control óptimo de baterías de iones de litio maximiza la vida útil de la batería garantizando también la carga rápida y un uso seguro. Las propiedades de las baterías fabricadas pueden diferir de los valores de diseño o cambiar con el tiempo por degradación. La limitación de anteriores simulaciones de baterías es que utilizan valores deterministas para parámetros que no se conocen con precisión. El análisis estocástico incluye estas incertidumbres reales en las simulaciones. Después de integrar las incertidumbres, el objetivo es cuantificar su propagación para saber cómo afectan a los estados finales. Esta investigación integra incertidumbres en el control óptimo de baterías definiendo como distribuciones de probabilidad algunos parámetros del modelo, como la temperatura ambiente. La propagación de la incertidumbre se implementa utilizando análisis de sensibilidad lineal. Se ha diseñado una metodología para cuantificar esta propagación de incertidumbre en baterías de iones de litio para cualquier conjunto de parámetros inciertos y modelo de carga óptima. Esta metodología permite calcular sensibilidades lineales en cualquier sistema de ecuaciones discretas y algebraicas. Para simulaciones de baterías, puede calcular sensibilidades en sistemas de carga híbridos (continuos-discretos) resolviendo limitaciones comunes en saltos discontinuos y controlar estados no observables. La metodología utilizada es una herramienta versátil para simular baterías estocásticas. Puede redefinir rutas de carga óptimas y precisas para futuras aplicaciones en tiempo real o para determinar nuevas especificaciones de fabricación más seguras. Para demostrar la precisión de este método, los resultados presentan múltiples casos de estudio, incluida la cinética de reacción y modelos de carga óptimos. Los ejemplos consideran la implicación de definir una temperatura ambiente incierta en estados de la batería como el voltaje o el estado de salud en protocolos relevantes de carga óptima.

L'estat de l'art dels aparells d'imatge per ressonància magnètica (IRM) es compon majoritàriament d'aparells basats en imants superconductors, que fan que aquests sistemes siguin especialment cars. En conseqüència, part de la recerca sobre IRM dels darrers anys s'ha centrat a buscar alternatives, com els aparells d'IRM basats en imants permanents. L'objectiu d'aquest projecte és dissenyar un aparell d'IRM basat en un imant permanent, tenint en compte especialment el disseny de bobines de gradient. Mitjançant el càlcul de tres paràmetres a partir de dades provinents de simulacions electromagnètiques, les geometries de les bobines que generaven els gradients més lineals han estat seleccionades i posteriorment bobinades al voltant de peces obtingudes amb impressió 3D. Diverses imatges es presenten com a resultats per avaluar la tria d'aquestes geometries. Més enllà de l'IRM, aquestes bobines de gradient també s'utilitzen per millorar l'homogeneïtat del camp magnètic generat per l'imant permanent, la qual cosa millora la resolució d'altres aplicacions de la ressonància magnètica nuclear, com l'espectroscòpia.

El estado del arte de los equipos de imagen por resonancia magnética (IRM) consiste mayoritariamente en equipos basados en imanes superconductores, que hacen que estos sistemas sean especialmente caros. Consecuentemente, parte de la investigación sobre IRM de los últimos años ha estado centrada en buscar alternativas como los equipos de IRM basados en imanes permanentes. El objetivo de este proyecto es diseñar un equipo de IRM basado en un imán permanente, prestando especial atención al diseño de bobinas de gradiente. Mediante el cálculo de tres parámetros a partir de datos procedentes de simulaciones electromagnéticas, las geometrías de las bobinas que generaban los gradientes más lineales han sido seleccionadas y posteriormente bobinadas alrededor de piezas obtenidas mediante impresión 3D. Varias imágenes se presentan como resultados para evaluar la elección de estas geometrías. Además de IRM, estas bobinas de gradiente también se usan para mejorar la homogeneidad del campo magnético generado por el imán permanente, lo que mejora la resolución de otras aplicaciones de la resonancia magnética nuclear, como la espectroscopia.