Bioeconomia: Diversidade e Riqueza para o Desenvolvimento Sustentável
21 a 25 de outubro de 2019
Trabalho 11577
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Engenharia/Tecnologia |
| Setor | Departamento de Engenharia Elétrica |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Primeiro autor | Matheus Venâncio Muniz Souza e Silva |
| Orientador | RODOLPHO VILELA ALVES NEVES |
| Outros membros | Leonardo Vieira de Albuquerque Rezende |
| Título | Aplicação de lógica fuzzy para diagnóstico de falhas em baterias de íons de lítio aplicadas a um veículo elétrico Formula SAE |
| Resumo | Baterias de íons de lítio, atualmente, são a principal fonte de energia quando o assunto é mobilidade elétrica devido fatores como: potência, capacidade, peso, vida útil, além de serem menos tóxicas. Em compensação, se operadas fora das faixas recomendadas, são extremamente perigosas podendo até mesmo explodir. Quando utilizadas em veículos elétricos, em função da quantidade de energia requerida, a quantidade de baterias utilizadas aumenta significativamente e, com o aumento da quantidade de baterias, as chance que destas baterias entrarem em desequilíbrio, e saírem da zona segura de operação, aumentam. Para que isso não ocorra, circuitos de proteção devem ser implementados. Estes circuitos são comumente chamados de Sistemas de Gerenciamento de Baterias, do inglês battery management system (BMS), e possuem diversas funções, dentre elas: monitorar o nível de tensão das baterias para evitar sobrecargas e sobre descargas, monitorar o nível de corrente dessas, monitorar a temperatura, balancear as baterias para que essas dissipem igualmente potência e proteger as baterias interrompendo sua operação caso os limites sejam excedidos. Além disso, estimar estados internos como: estado de carga, do inglês state of charge (SOC), e estado de saúde, state of health (SOH), e reportar ao usuário. O presente trabalho teve o objetivo de desenvolver um método de detecção de falhas a ser implementado em um protótipo BMS com aplicação em um veículo do tipo Formula SAE. Existem BMS no mercado, mas estes são caros, pouco customizáveis e necessitam ser importados para o Brasil, o que limita consideravelmente o acesso ao dispositivo. A lógica fuzzy permite que classificações em valores diferentes da lógica Booleana, valores além de 0 ou 1. O conceito pode ser entendido como uma lógica nebulosa, assim como o cérebro humano, sendo mais qualitativa que as lógicas binárias. Neste trabalho, a lógica fuzzy foi utilizada para determinar o estado de operação de um banco de baterias e diagnosticar se houve ou não uma falha durante a operação e qual foi esta falha, chamado BMS-Fuzzy. O diagnóstico é feito através da interpretação de medidas da bateria que devem interromper seu funcionamento quando sua operação estiver diante uma operação prejudicial. Tomando como entrada os parâmetros: tensão terminal, corrente e SOC, foram definidas funções de pertinência e regras para a lógica de inferência fuzzy e implementadas em software MATLAB baseadas nos limites de uma célula da K2 Energy: LFP18650P – 1350 – 02. Três testes foram executados em software SIMULINK: sobrecarga, sobre descarga e sobre corrente. Nos 3 casos, o BMS-Fuzzy acusou as falhas de acordo com as regras propostas. Em suma, foi possível diagnosticar cada cenário de operação proposto com o BMS-Fuzzy. Em relação aos BMSs comerciais, o BMS-Fuzzy necessita mais memória para operar. Entretanto, micro-controladores atuais conseguem superar esta desvantagem com facilidade. |
| Palavras-chave | lógica fuzzy, baterias litio-íon, BMS |
| Forma de apresentação..... | Oral, Painel |