Desenvolvimento de sistema de monitoramento do estado de carga de baterias para uso em drones
Resumen
Uma das principais limitações dos drones elétricos disponíveis comercialmente na atualidade é a baixa autonomia de voo. Como a simples adição de um grande número de células de bateria não é uma opção em uma aplicação onde o baixo peso é fundamental, e considerando que a densidade energética das baterias disponíveis aumentou pouco nos últimos anos, os esforços têm sido concentrados na otimização do uso da energia disponível, sendo o monitoramento da bateria uma das maneiras de se atingir esse objetivo. Nesse contexto, a determinação precisa do estado de carga da bateria é essencial, pois permite estender a autonomia de voo da aeronave sem recorrer a baterias maiores e/ou de maior custo, já que possibilita extrair a máxima capacidade de descarga disponível sem o risco de danos. Nesse trabalho, foi desenvolvido um sistema de gerenciamento que visou integrar hardware e software de modo a ser capaz de informar em tempo real o estado de carga de uma bateria Li-Ion, bem como estimar o tempo de operação restante com nível de precisão similar a métodos de maior complexidade, como os que utilizam aprendizagem de máquina, mas com baixa demanda computacional, utilizando-se como base o método de contagem de Coulomb, que tem como princípio o monitoramento da corrente ao longo do tempo, mas incrementando-o com medições de tensão e temperatura, além de uma pequena sequência de ensaios de descarga para aquisição de dados de caracterização da bateria. Testes de descarga com corrente constante resultaram em um erro médio de 1,51% nas estimativas de estado de carga, enquanto nos ensaios com corrente variável se obteve um erro médio de 4,05%. Ensaios realizados com a bateria carregada parcialmente e com descarga em corrente constante resultaram em um erro médio de 1,95%. [resumo fornecido pelo autor]