Método para parametrização e modelagem de baterias de lítio em segunda-vida

Abstract

O presente projeto tem como objetivo estudar formas de modelagem de baterias de lítio em aplicações consideradas segunda vida (reutilização). No projeto, foram utilizadas baterias de veículos elétricos do modelo Nissan Leaf, ano 2012. Estas foram doadas para o Laboratório Fotovoltaica da UFSC pela Nissan em 2018. Esses carros rodaram nos estados de São Paulo e Rio de Janeiro até 2017 em frotas de táxis e carros policiais. Como não há histórico preciso da rotina de cada carro, detalhes sobre as células internas do banco de baterias e acesso ao sistema de gerenciamento de baterias, não há como predizer o estado de saúde (SOH) do conjunto armazenador. Diante da demanda de escolher as melhores células para a montagem de um banco de baterias, em segunda vida, pela empresa AtlasPower em parceria com o Laboratório Fotovoltaica, houve a necessidade de utilizar métodos para determinação dos parâmetros elétricos que regem o modelo de cada célula de forma rápida, prática e viável com os equipamentos presentes no laboratório e empresa. A partir da determinação de um circuito elétrico que regesse as dinâmicas da bateria, testes com carga eletrônica, tratamento de dados em Matlab® e simulação no Simulink® foi possível caracterizar e parametrizar algumas células dos carros disponíveis e sugerir quais, provavelmente, teriam o melhor desempenho a partir da análise de tendências das resistências internas e capacitâncias do modelo. Dentre os resultados foi verificado que a curva de Tensão de Circuito Aberto (VOC) por Estado de Carga (SOC) dentro da faixa de 30% a 90% não apresenta alteração significativa para diferentes valores de Estado de Saúde (SOH). Para validação do modelo, em testes comparativos com bateria real, foram observados erros relativos aos testes com baterias reais de até 3,6% para a mesma faixa de SOC.