O Simscape Battery é uma ferramenta para modelar e simular sistemas de gerenciamento de baterias, oferecendo a esses componentes – tão importantes nos dias atuais – maior vida útil, melhor desempenho e performance.
Além de serem usados em dispositivos pequenos, como smartphones, fones de ouvido e aparelhos de som, as baterias são peças essenciais para equipamentos de grande porte, como carros e até aeronaves. Ou seja, são essenciais para a Indústria também.
Neste artigo, você vai conhecer o Simscape Battery e entender porque ele é um grande aliado da Indústria 4.0
Acompanhe!
A importância do gerenciamento de baterias para a Indústria
O gerenciamento de baterias, do inglês Battery Management System (BMS), é um sistema eletrônico feito para gerenciar, monitorar e otimizar o desempenho e a performance de diversos modelos de baterias.
O BMS é usado principalmente em baterias de íons de lítio, que hoje são predominantes em equipamentos eletrônicos e dispositivos portáteis. Isso porque esse modelo permite armazenar uma grande quantidade de energia em baterias pequenas e leves, além de não serem afetadas pelo efeito memória, popularmente conhecido como “vício de bateria”.
Dessa forma, um sistema de gerenciamento pode ser usado tanto em gadgets do dia a dia quanto em maquinário industrial.
👉Assim, o gerenciamento de bateria trata da tensão, corrente, temperatura e estado das cargas de baterias, além de ser responsável por evitar que a bateria opere fora de sua margem de segurança, garantindo a saúde e longevidade aos equipamentos e proteção aos usuários.
Mas a importância do gerenciamento de baterias para a Indústria vai muito além disso. Veja o que esse sistema é capaz de fazer:
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Garante que a carga e descarga das baterias sejam feitas de forma adequada para evitar sobrecarga ou descarga profunda, prolongando a vida útil das baterias;
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Monitora e acompanha o desempenho e uso das baterias para identificar problemas potenciais e agendar manutenção;
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Fornece dados em tempo real sobre o status das baterias, permitindo gerenciamento proativo e tomada de decisão;
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Aumenta a segurança do sistema de baterias evitando superaquecimento e sobretensão;
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Otimiza o uso de energia e reduz os custos com eletricidade.
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Aumenta a confiabilidade e disponibilidade dos sistemas de baterias, reduzindo paradas e custos de manutenção;
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Fornece relatórios detalhados e análises sobre o desempenho das baterias, permitindo a melhoria contínua;
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Permite o monitoramento e gerenciamento remotos de baterias, proporcionando maior flexibilidade e comodidade;
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Oferece um sistema seguro e eficaz para gerenciar dados de baterias;
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Permite o cumprimento de várias regulamentações e padrões da Indústria relacionados ao uso e gerenciamento de baterias.
Veja também: A importância da eletrificação para a indústria!
O que é e o que faz o Simscape Battery?
O Simscape Battery é um software que fornece ferramentas e modelos padronizados para projetar e simular sistemas de gerenciamento de baterias, realizando também a avaliação do comportamento desses sistemas em condições normais e de falha.
Da mesma forma, com o Simscape é possível modelar e simular sistemas de armazenamento de energia, executando testes virtuais de arquitetura de baterias para otimizar o uso energético do sistema.
A modelagem dos sistemas de bateria é feita de forma intuitiva, por meio de soluções do tipo “low-code” e “no-code”, que permitem montar componentes em um esquema de blocos a fim de facilitar o cálculo dos efeitos físicos simultâneos nos quais deseja-se incluir.
Um desses blocos é o Battery Pack Model Builder, uma ferramenta de design que permite automatizar 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.
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.
Saiba como simular sistemas elétricos e eletrônicos
Benefícios do Simscape Battery para a Indústria 4.0
Por projetar e modelar sistemas de gerenciamento de baterias, o Simscape Battery pode trazer muitos benefícios para a Indústria 4.0.
Isso porque o setor industrial, que é um dos maiores consumidores de energia do mundo, vem passando por um processo de eletrificação, em que a energia térmica proveniente de combustíveis fósseis (como petróleo, gás natural e carvão mineral) são substituídas por eletricidade oriunda de fontes renováveis, como a solar e eólica, diminuindo assim a emissão de gás carbônico na atmosfera.
Ao diminuir a dependência de fontes não renováveis de energia, a Indústria pode obter grandes retornos com a redução dos custos em manutenção de maquinário e combustíveis, além da maior eficiência no processo produtivo e menor desperdício de matérias primas.
Dessa forma, muitos equipamentos, como rebocadores, empilhadeiras e até veículos, que utilizam fontes não renováveis podem ser substituídos por modelos baseados em energia elétrica para seu funcionamento.
Além disso, setores que utilizam dispositivos à base de combustão, como fornos e caldeiras, também podem ser eletrificados por meio de equipamentos que aquecem de forma elétrica. Assim como sistemas de aquecimento e refrigeração utilizados em edifícios. Ainda, processos industriais como reforma a vapor, secagem, evaporação, destilação, ativação, lavagem e enxágue também podem substituir combustíveis fósseis por energia elétrica.
Uma vez que a maioria desses equipamentos elétricos necessitam de bateria para seu funcionamento, o Simscape Battery se mostra uma peça fundamental no processo de eletrificação das Indústrias. Isso porque com a ferramenta você poderá:
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Modelar o comportamento eletrotérmico em células de bateria, incluindo dinâmica de carga, envelhecimento, efeitos térmicos e de transferência de calor;
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Modelar e simular o desempenho da bateria para otimização de um projeto;
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Projetar placas de resfriamento com caminhos de fluido personalizáveis e conexões térmicas para a bateria;
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Desenvolver algoritmos para estimativa de estado de carga (SOC) e estado de integridade (SOH), balanceamento de células e gerenciamento térmico;
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Verificar o comportamento do sistema em condições que não podem ser facilmente testadas com protótipos de hardware.
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