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IMPLEMENTAÇÃO DE UMA BANCADA DE TESTES DE DEGRADAÇÃO DE BATERIAS EMPREGANDO ESPECTROSCOPIA DE IMPEDÂNCIA ELETROQUÍMICA
Última alteração: 2024-09-24
Resumo
O uso de sistemas de armazenamento de energia em baterias (SAEB) tem apresentado, recentemente, um crescimento significativo com destaque em veículos elétricos e na indústria. A fim de reduzir o custo desta tecnologia, é importante conhecer a forma como as baterias se degradam durante sua operação. Esta, que é inevitável, resulta na redução da capacidade da bateria de entregar potência e de armazenar energia, fenômeno vinculado ao estado de saúde (SOH). Na literatura, a própria impedância interna da bateria é proposta como um indicador empregado no monitoramento do SOH. Este projeto de iniciação desenvolveu um sistema empregando espectroscopia de impedância eletroquímica, buscando estimar a impedância da bateria de forma online, por meio do método galvanostático. Neste caso, um conversor c.c./c.c. controlado é responsável por injetar na bateria um sinal senoidal de corrente em uma frequência específica, para então a resposta de tensão nos seus terminais ser medida. Empregando-se uma estrutura inspirada no SOGI-PLL, a magnitude e fase da impedância podem ser estimadas. Foram realizadas simulações computacionais de software PLECS empregando uma bateria de Li-ion. Foi possível estimar a sua impedância em diferentes condições de frequências e amplitude de corrente que demonstram a aplicabilidade do método proposto. Os resultados demonstraram ainda a relação de compromisso entre a frequência de amostragem e qualidade da estimação de impedância. Por fim, os resultados experimentais preliminares obtidos permitiram controlar a corrente injetada na bateria e medir sua resposta de tensão para frequências de 10 a 1,2 kHz. Portanto, conclui-se que o sistema desenvolvido tem a capacidade para ser empregado. No entanto, se faz necessário dar certa atenção à frequência de amostragem e à amplitude da corrente, que deve ser grande o suficiente para que os ruídos não interfiram na estimação da impedância, mas não o suficiente para danificar o sistema.
Palavras-chave
Baterias. Espectroscopia de impedância. Estado de saúde.
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