Repositório Institucional da UFPB
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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19521| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Análise térmica e avaliação das incertezas dos parâmetros do modelo elétrico da bateria de lítio-íon |
| Autor(es): | Alves, Caio Luiz Gomes de Sousa |
| Primeiro Orientador: | Villanueva, Juan Moises Mauricio |
| Resumo: | As baterias são sistemas eletroquímicos complexos, que tem como principal aplicação o armazenamento de energia para uso em diversas áreas, como veículos elétricos, dispositivos móveis, telecomunicações e rede elétrica. Para a determinação da condição de operação de uma célula de bateria, então são definidos e estimados alguns parâmetros inerentes ao comportamento da célula da bateria, tal como Estado de Carga, Estado de Saúde, Tensão de circuito aberto e temperatura interna. Quando a célula de bateria é submetida a diferentes valores de temperaturas, diferente da determinada como condição normal de temperatura e pressão, esses parâmetros apresentam um comportamento diferentes ao determinado pelo fabricante. Essa temperatura, considerada temperatura ambiente, afeta o comportamento dinâmico da célula de bateria, degradando o elemento, reduzindo seu ciclo de vida, reduzindo sua capacidade de fornecer energia a carga associada ao elemento, possibilitando que tenha a ocorrência de danos maiores como incêndio e explosão. Para se determinar os valores desses parâmetros que definem o comportamento da célula de bateria, baseando nas normas e nos trabalhos publicados na bibliografia, foi definido um perfil de carga para realizar os ensaios de laboratório ao qual foram medidos os valores das variáveis do elemento. Com o intuito de repetir os ensaios reais gerados por meio de uma bancada de teste, foi desenvolvido, em ambiente de simulação, um modelo computacional com os mesmos equipamentos presentes em ambiente real. Foi então proposto um modelo elétrico do elemento composto por componentes como resistência e capacitor, relacionando com o modelo térmico da célula da bateria, tendo como variáveis de entrada do modelo a temperatura ambiente e a corrente inserida na bateria. A partir dos valores dos componentes elétricos, foi possível determinar que para alguns desses componentes, há uma relação maior com a temperatura do que com o SoC. Porém, esses valores não apresentam normalmente uma consistência, havendo uma variação a cada temperatura ou SOC, sendo conhecida como incertezas. Esses valores dos parâmetros dos ensaios simulados foram comparados com os valores dos parâmetros dos ensaios reais e viu-se que há uma relação entre o comportamento dos gráficos dos dois tipos de ensaios. Através dessa análise, é possível avaliar que as baterias apresentam diferentes comportamentos de acordo com a variação das condições de operação e do ambiente. |
| Abstract: | Batteries are complex electrochemical systems, whose main application is the storage of energy for use in several areas, such as electric vehicles, mobile devices, telecommunications and power grid. To determine the operating condition of a battery cell, then some parameters inherent to the behavior of the battery cell are determined and estimated, such as State of Charge, Status of Health, Open Circuit Voltage and internal temperature. When the battery cell is subjected to different temperature values, different from that determined as normal temperature and pressure condition, these parameters exhibit a behavior different from that determined by the manufacturer. This temperature, which is considered the ambient temperature, affects the dynamic behavior of the battery cell, degrading the element, reducing its life cycle, reducing its capacity to provide energy to the load associated with the element, allowing greater damages such as fire and explosion. To determine the values of these parameters that define the behavior of the battery cell, based on standards and published works in the bibliography, a load profile was defined to perform the laboratory tests to which the values of the element variables were collected. To repeat the real tests generated through a test bench, a computational model with the same equipments in real environment was developed in a simulation environment. It was then constructed an electric model of the element composed of components as resistance and capacitor, relating to the thermal model of the battery cell, having input variables of the model at room temperature and the current inserted into the battery. With the values of the electrical components, it was possible to determine that for some of these components, there is a higher relation with temperature than with SoC. However, these values do not normally present a consistency, having a variation at each temperature or SOC, being known as uncertainties. These values of the parameters of the simulated tests were compared with the values of the parameters of the actual tests and it was found that there is a relationship between the behavior of the graphs of the two types of tests. Through this analysis, it is possible to evaluate that the batteries present different behaviors according to the variation of the operating conditions and the environment. |
| Palavras-chave: | Modelo elétrico de bateria Lítio-íon Temperatura Incertezas SoC OCV Battery electric model Uncertainty Temperature |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
| Sigla da Instituição: | UFPB |
| Departamento: | Engenharia Elétrica |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
| URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19521 |
| Data do documento: | 8-Jul-2019 |
| Aparece nas coleções: | Centro de Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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