Browsing by Author "ALVES, VASCO ROCHA"
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- Rendimento de Ciclos de Carga e Descarga em Baterias de Armazenamento de Energia Elétrica Aplicadas em VeículosPublication . ALVES, VASCO ROCHA; Silva, Paulo Jorge Lourenço Ferreira daA eletrificação do setor automóvel torna as baterias recarregáveis centrais para o desempenho e fiabilidade de veículos elétricos e híbridos, mas existe escassez de dados sobre o rendimento energético real em uso quotidiano. Este trabalho avalia experimentalmente diferentes tecnologias de baterias através de ensaios controlados, esclarecendo o seu desempenho real. Inicialmente, é apresentado o estado da arte dos veículos eletrificados, das tecnologias existentes e dos métodos de medição de eficiência em baterias, com destaque para as inovações e limitações atuais no setor automóvel. Foram ensaiadas seis baterias de naturezas distintas – iões de lítio (NCA, NCM+ (estado semi-sólido), LFP), polímero de lítio (Li − Po) e chumbo-ácido do tipo AGM – de modo a representar o panorama atual da aplicação de baterias em veículos. Os ensaios realizados envolveram ciclos de carga-descarga sob várias condições de operação, medindo corrente, tensão e temperatura. A metodologia baseou-se na utilização combinada de um carregador inteligente com uma fonte e multímetro, permitindo registar, com elevada precisão, os perfis de tensão e corrente ao longo dos ciclos, com posterior cálculo da potência e energia acumulada, compreendendo medições experimentais detalhadas, definição das condições de teste e análise comparativa dos resultados obtidos com dados de referência. Neste sentido foram definidos dois casos de estudo: (#1) determinação do rendimento energético em diferentes condições de carga e descarga; e (#2) avaliação da capacidade real comparada com os valores nominais indicados. Nos resultados do Caso de Estudo #1, a eficiência das baterias revelou forte dependência da tecnologia e da faixa de SoC. As baterias de NMC+ mostraram maior eficiência na faixa parcial 20–80 %, enquanto as restantes baterias Li − ion foram mais eficientes em ciclo completo devido à menor corrente aplicada (0.2 C). A bateria de Li −Po destacou-se com eficiência significativamente maior em ciclo completo (95.2% vs. 81.6 %); a bateria AGM manteve valores próximos do de referência mesmo em fim de vida. Globalmente, as eficiências situaram-se entre 88% e 91.4 %. No Caso de Estudo #2, com apenas um ensaio realizado por C-rate, os resultados mostraram energia e capacidade geralmente ligeiramente superiores a 100% das especificações. Ensaios adicionais seriam necessários para maior rigor e minimização de erros. Os resultados reforçam que nenhum sistema atinge 100% de eficiência, sendo as perdas internas um dos aspetos críticos, sobretudo a elevadas taxas de corrente e em ciclos completos. Salienta-se ainda que a eficiência global calculada considera apenas perdas internas da célula, não incluindo BMS, conversores e cablagem, pelo que a eficiência útil real tende a ser inferior aos valores medidos. Conclui-se que a caracterização experimental é essencial para validar informações técnicas e apoiar o desenvolvimento de sistemas de mobilidade elétrica mais fiáveis. O estudo contribui também para a definição de metodologias de ensaio aplicáveis em contextos académicos e industriais, identificando limitações e sugerindo futuras linhas de investigação.