Por mais que passem despercebidas, as baterias têm um papel fundamental no nosso dia a dia, já que armazenam a energia necessária para manter os dispositivos que utilizamos funcionando.
E, mais do que isso, as baterias são importantes hoje até mesmo para garantir a locomoção das pessoas e produtos, fornecendo energia para carros elétricos, bicicletas, patinetes e até mesmo aviões.
Para que as baterias tenham uma vida útil maior, além de melhor desempenho e performance, é preciso um bom software de gerenciamento de bateria lidando com o monitoramento de suas cargas.
É isso que o Simscape Battery oferece aos profissionais do setor. Conheça mais sobre essa ferramenta no artigo abaixo.
Acompanhe!
O que é gerenciamento de baterias?
O BMS (Battery Management System) ou Gerenciamento de Baterias, é um sistema eletrônico que tem por objetivo gerenciar, monitorar e otimizar o desempenho e a performance de diversos modelos de baterias, principalmente de íons de lítio, predominantes nos mais diversos equipamentos.
Além de tratar da tensão, corrente, temperatura e estado das cargas de baterias, esse sistema também é responsável por evitar que a bateria opere fora de sua margem de segurança, o que garante a saúde e longevidade do equipamento, além da proteção tanto do dispositivo em que ele está instalado quanto das pessoas que o utilizam.
Esses dispositivos que utilizam bateria e necessitam de um sistema de gerenciamento são os mais variados possíveis, desde aparelhos portáteis, como smartphones, fones de ouvido, aparelhos de som e utensílios domésticos, até veículos, como carros elétricos e aeronaves.
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Importância do gerenciamento de baterias
O conceito de um sistema de gerenciamento de baterias pode ser explicado utilizando os telefones celulares como exemplo.
Quando novos, os aparelhos chegam com 100% da carga útil de bateria. No entanto, com o tempo de uso, a bateria começa a perder sua vida útil. Por isso, temos a opção de acionar o modo de economia de energia, aumentando assim sua duração. Ao fazer isso, o próprio aparelho se encarrega de limitar algumas funções, como o envio de notificações ou a diminuição do brilho da tela, a fim de aumentar a durabilidade do uso fora da tomada.
Esse trabalho é feito pelo software de gerenciamento de bateria! E o mesmo princípio utilizado em smartphones pode ser aplicado para outros dispositivos que se utilizam de bateria.
Dessa forma, o gerenciamento de baterias busca fazer a gestão dos principais indicadores-chave de desempenho (ou KPIs) de uma bateria, como armazenamento, vida útil da bateria, falhas no equipamento e velocidade de carga e descarga das baterias.
Além disso, como já mencionado, o BMS também é muito importante quando o assunto é segurança.
Uma vez que o eletrólito líquido nas baterias de íons de lítio é altamente inflamável, o sistema é capaz de:
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Promover ações como monitorar a voltagem e temperatura.
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Limitar a potência de entrada e saída para proteção de temperatura e sobrecarga.
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Controlar o perfil do carregamento da bateria.
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Isolar a bateria da fonte e carga quando necessário.
Para lidar com esse volume de dados e informações, que são enviados e analisados em tempo real, é necessário um sistema robusto e eficiente. Por isso, é fundamental contar com softwares adequados e completos, que permitam a criação de sistemas de gerenciamento de baterias eficazes, seguros e funcionais.
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Simscape battery e o gerenciamento de baterias
O Simscape Battery é uma ferramenta de simulação dentro do software Simulink, que oferece mecanismos para projetar sistemas de gerenciamento de baterias e realizar a avaliação de seu comportamento, seja em condições normais ou mesmo extremas.
Nela, também é possível modelar e simular sistemas de armazenamento de energia, realizando os mais variados testes de arquitetura de baterias para otimizar o uso energético do sistema.
A modelagem desses sistemas é feita de forma bastante intuitiva (Low-code e no-code), já que permite montar os componentes em um esquema de blocos a fim de facilitar o cálculo dos efeitos físicos simultâneos nos quais deseja-se incluir.
O Simscape Battery também possui ferramentas de design que automatizam a criação de modelos de baterias, incluindo recursos de análise para aplicações como redes de energia elétrica, mecatrônica e sistemas de aquecimento e resfriamento, permitindo assim a avaliação de respostas elétricas e térmicas simultaneamente.
Além disso, os recursos e componentes oferecidos pelo software possibilitam que o profissional integre aos modelos criados sistemas eletro-hidráulicos, pneumáticos e mecânicos tridimensionais, que analisam comportamentos utilizando uma animação dos resultados obtidos na simulação.
Esses modelos também podem ser convertidos em código C/C++. Isso permite o suporte para testes de software embarcado – em configurações como “processor-in-the-loop (PIL)” e “hardware-in-the-loop (HIL)” – que se mostra mais seguro e eficiente do que a realização de testes em protótipos físicos.
Os modelos de baterias do Simscape integram-se diretamente com diagramas de blocos no Simulink, chamados “state flows” e “state machines”, além da integração com funções do MATLAB. Dessa forma, é possível simular todo o sistema em um único ambiente, o que acelera tarefas como projetar sistemas de controle e otimizar o desempenho do nível do sistema.
Ferramentas de simulação Simulink e Simscape
Simulink e Simscape são ferramentas de simulação capazes de oferecer maior rapidez e facilidade para o desenvolvimento de projetos dos mais variados segmentos.
O software do Simulink permite maior agilidade na implementação da metodologia Model-based Design, onde você pode criar e simular sistemas, testando seu comportamento quantas vezes forem necessárias, antes que o projeto vá para o hardware.
Isso é particularmente útil em situações nas quais haja risco ou que envolvam custos elevados na produção de um projeto físico, uma vez que o ambiente virtual permite você antever falhas no sistema.
Enquanto isso, o Simscape é um software que permite a rápida criação de modelos de sistemas físicos dentro do ambiente Simulink, integrando-se diretamente com diagramas de blocos como no Simulink. Dessa forma, você pode modelar sistemas como gerenciamento de baterias, motores elétricos, retificadores de ponte, atuadores hidráulicos e sistemas de refrigeração, entre outros.
A utilização dessas duas tecnologias em conjunto geram uma poderosa ferramenta em projetos de simulação. Para saber mais sobre o que o Simulink e o Simscape podem te oferecer, confira o artigo abaixo:
Veja mais:
Ferramentas de simulação Simulink e Simscape. Conheça cada uma!
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