Algoritmo para estimação dos parâmetros equivalentes de modelos elétricos de baterias de iões de lítio - Martinho, João Martins (2022)
As fontes renováveis são cada vez mais utilizadas na produção de energia elétrica em todo o mundo. À medida que a população global aumenta e os respetivos preços das tecnologias de produção diminuem, prevê-se um aumento exponencial da sua utilização. Face às características intrínsecas dos recursos naturais, as soluções de armazenamento da energia elétrica são cada vez mais importantes e determinantes no balanço energético. O recente crescimento exponencial da eletrificação e mobilidade elétrica tem sido um fator determinante no aumento da produção de sistemas de armazenamento de energia, principalmente de baterias de lítio. De entre as várias soluções disponíveis, as baterias de lítio apresentam-se, atualmente, como a tecnologia mais madura para suportar as soluções de armazenamento atuais. O presente trabalho tem como objetivo o estudo da impedância das baterias de lítio através da técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS). Para modelar a bateria, desenvolveu-se um modelo equivalente elétrico baseado nesta técnica. Os dados obtidos são analisados através de gráficos de Nyquist. Para reduzir o erro encontrado entre os resultados estimados e os obtidos experimentalmente, foi desenvolvido um algoritmo de otimização capaz de extrair os parâmetros elétricos do modelo. Desta forma, os resultados estimados são equivalentes aos obtidos experimentalmente. Esta modelação matemática foi feita para diferentes condições de funcionamento, i.e., diferentes estados de carga da bateria e diferentes valores de temperatura. Pretendeu-se avaliar o desenvolvimento do estado de saúde da bateria, pelo que se provocou um envelhecimento cíclico à bateria e procedeu-se a uma análise posterior. No final são estudados os gráficos de Nyquist, os parâmetros estimados e a progressão da degradação do estado da bateria é analisada.