Sistema não invasivo de monitoramento de baterias VRLA por método rápido de espectroscopia de impedância

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Silveira, Gabriel do Nascimento
Orientador(a): Crovato, César David Paredes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Escola Politécnica
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Bateria
Conjunto de baterias
Sistema de Monitoramento de Baterias
BMS
VRLA
Bateria chumbo ácida regulada por válvula
Espectroscopia de impedância eletroquímica
EIE
Estado de Saúde
Estado de Carga
Palavras-chave em Inglês:
SoH
SoC
Batteries
Battery pack
Battery Monitoring System
Valve Regulated Lead Acid Battery
Electrochemical Impedance Spectroscopy
EIS
Health State
Charge State
Área do conhecimento CNPq:
ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Elétrica
Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/12179
Resumo: Muitos dispositivos eletroeletrônicos utilizam baterias como fonte de energia, seja como forma principal de alimentação ou fornecimento de emergência. Dentre as diferentes características e materiais construtivos, as baterias tipo VRLA (Valve Regulated Lead Acid) são largamente utilizadas em fontes de alimentação ininterruptas, as UPS. Esse equipamento tem alta empregabilidade em máquinas alta criticidade, a fim de fornecer energia de contingência a partir de baterias em eventuais faltas de energia da fonte principal. Por consequência, é necessário um constante acompanhamento das baterias utilizadas e nesse sentido é crescente o número de trabalhos e desenvolvimentos de BMS (Battery Monitoring Systems). O intuito desse trabalho foi desenvolver um sistema embarcado capaz de coletar dados para diagnóstico do estado de saúde de baterias VRLA. Utilizando de uma topologia de hardware aplicada a filtros ativos de correção de harmônicos, implementando assim um sistema capaz de executar espectroscopia de impedância nas baterias sem retirá-las da UPS. Fornecendo com sucesso os parâmetros de impedância para futuros sistemas de estimação do estão de saúde das baterias.
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spelling 2023-02-17T17:48:05Z2023-02-17T17:48:05Z2022-09-23Submitted by Jeferson Carlos da Veiga Rodrigues (jveigar@unisinos.br) on 2023-02-17T17:48:05Z No. of bitstreams: 1 Gabriel do Nascimento Silveira_PROTEGIDO.pdf: 10721258 bytes, checksum: 70a3a4f45f8caf61403d3827c9df971d (MD5)Made available in DSpace on 2023-02-17T17:48:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gabriel do Nascimento Silveira_PROTEGIDO.pdf: 10721258 bytes, checksum: 70a3a4f45f8caf61403d3827c9df971d (MD5) Previous issue date: 2022-09-23Muitos dispositivos eletroeletrônicos utilizam baterias como fonte de energia, seja como forma principal de alimentação ou fornecimento de emergência. Dentre as diferentes características e materiais construtivos, as baterias tipo VRLA (Valve Regulated Lead Acid) são largamente utilizadas em fontes de alimentação ininterruptas, as UPS. Esse equipamento tem alta empregabilidade em máquinas alta criticidade, a fim de fornecer energia de contingência a partir de baterias em eventuais faltas de energia da fonte principal. Por consequência, é necessário um constante acompanhamento das baterias utilizadas e nesse sentido é crescente o número de trabalhos e desenvolvimentos de BMS (Battery Monitoring Systems). O intuito desse trabalho foi desenvolver um sistema embarcado capaz de coletar dados para diagnóstico do estado de saúde de baterias VRLA. Utilizando de uma topologia de hardware aplicada a filtros ativos de correção de harmônicos, implementando assim um sistema capaz de executar espectroscopia de impedância nas baterias sem retirá-las da UPS. Fornecendo com sucesso os parâmetros de impedância para futuros sistemas de estimação do estão de saúde das baterias.Many electrical and electronic devices use batteries as a source of energy, either as the main power supply or emergency supply. Among the different characteristics and construction materials, the Valve Regulated Lead Acid batteries are widely used in uninterruptible power supplies (UPS). This equipment has high applicability in highly critical machines, in order to provide contingency energy from batteries in eventual power outages from the primary source. Consequently, it is necessary constant monitoring of the batteries used and, in this sense, the development of Battery Monitoring Systems (BMS) is increasing. The purpose of this work was to develop an embedded system capable of collecting data for the diagnosis of the health status of VRLA batteries. Using a hardware topology applied to active harmonic correction filters, thus implementing a system capable of performing impedance spectroscopy on the batteries without desconnected them from the UPS. Successfully providing impedance parameters for future battery health state estimation systems.PadisSilveira, Gabriel do Nascimentohttp://lattes.cnpq.br/1826724186313903http://lattes.cnpq.br/5358345733596307Figueiredo, Rodrigo Marques dehttp://lattes.cnpq.br/0192178587738651Crovato, César David ParedesUniversidade do Vale do Rio dos SinosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUnisinosBrasilEscola PolitécnicaSistema não invasivo de monitoramento de baterias VRLA por método rápido de espectroscopia de impedânciaACCNPQ::Engenharias::Engenharia ElétricaBateriaConjunto de bateriasSistema de Monitoramento de BateriasBMSVRLABateria chumbo ácida regulada por válvulaEspectroscopia de impedância eletroquímicaEIEEstado de SaúdeEstado de CargaSoHSoCBatteriesBattery packBattery Monitoring SystemValve Regulated Lead Acid BatteryElectrochemical Impedance SpectroscopyEISHealth StateSoHCharge StateSoCinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/12179info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)instname:Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS)instacron:UNISINOSLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82175http://repositorio.jesuita.org.br/bitstream/UNISINOS/12179/2/license.txt320e21f23402402ac4988605e1edd177MD52ORIGINALGabriel do Nascimento Silveira_PROTEGIDO.pdfGabriel do Nascimento Silveira_PROTEGIDO.pdfapplication/pdf10721258http://repositorio.jesuita.org.br/bitstream/UNISINOS/12179/1/Gabriel+do+Nascimento+Silveira_PROTEGIDO.pdf70a3a4f45f8caf61403d3827c9df971dMD51UNISINOS/121792023-02-17 14:50:48.438oai:www.repositorio.jesuita.org.br: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 Digital de Teses e DissertaçõesPRIhttp://www.repositorio.jesuita.org.br/oai/requestmaicons@unisinos.br ||dspace@unisinos.bropendoar:2023-02-17T17:50:48Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos) - Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS)false
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