Desenvolvimento de acumulador de bateria para a equipe de competição Formula CEM Elétrico

Abstract

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um novo acumulador de alta tensão para o veículo da equipe Fórmula CEM Elétrico (FCEM EV), vinculado à Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville. O projeto teve como objetivo principal aprimorar o desempenho, a segurança e a conformidade do sistema em relação às normas da competição Fórmula SAE Brasil Elétrico. Inicialmente, realizou-se uma análise dos acumuladores utilizados em versões anteriores do veículo, identificando limitações quanto ao dimensionamento elétrico, organização interna e facilidade de manutenção. A partir dessa análise, foram desenvolvidos novos Pack de baterias e container, com foco em modularidade, redução de massa e otimização do espaço interno. O dimensionamento elétrico adotado proporcionou equilíbrio entre tensão, capacidade energética e segurança, enquanto as simulações estruturais confirmaram a resistência do container às cargas dinâmicas. Além disso, a integração dos sistemas de segurança, como o Battery Management System (BMS) e o Insulation Monitoring Device (IMD) foi aprimorada, resultando em um conjunto mais compacto e confiável. Os resultados demonstram que o novo acumulador atende plenamente aos requisitos da competição, apresentando melhorias em eficiência, segurança e manutenção. O trabalho contribui para o avanço técnico da equipe e para o fortalecimento da formação prática em engenharia automotiva elétrica.

This work describes the development of a new high-voltage accumulator for the Fórmula CEM Elétrico (FCEM EV) vehicle, from the Federal University of Santa Catarina, Joinville Campus. The main objective was to improve the performance, safety, and regulatory compliance of the system according to the Fórmula SAE Brazil Electric competition standards. An initial analysis of previous accumulator versions identified limitations in electrical sizing, internal layout, and maintenance practicality. Based on this evaluation, new stack and container designs were developed, focusing on modularity, weight reduction, and optimized internal organization. The adopted electrical configuration provided a balance between voltage, energy capacity, and safety, while structural simulations confirmed the container’s resistance to dynamic loads. In addition, the integration of safety systems, such as the Battery Management System (BMS) and the Insulation Monitoring Device (IMD). was improved, resulting in a more compact and reliable assembly. The results show that the new accumulator fully meets the competition requirements, offering improvements in efficiency, safety, and maintainability. This work contributes to the technical evolution of the team and reinforces practical training in electric automotive engineering.