Estudo de modelagem de baterias de chumbo – ácido.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

RELATÓRIO DE PROJETO DE
CONCLUSÃO DE CURSO

Titulo:
Aluno:
Matricula:
Orientador:

Estudo de modelagem de baterias de Chumbo – Ácido.
Joab Flavio Araujo Leão
20411252
Maurício Beltrão de Rossiter Corrêa

Campina Grande - PB
Julho de 2009

Joab LEÃO – Projetode Conclusão de Curso

Agradecimentos

Agradeço a toda a equipe do Laboratório de Eletrônica Industrial
e Acionamento de Máquinas (LEIAM) que estiveram envolvidos na
realização deste trabalho de pesquisa.

UFCG – CEEI – DEE – LEIAM

1

Joab LEÃO – Projeto de Conclusão de Curso

Sumário

Sumário
Lista de Siglas..........................................................................................................................06
1. Considerações Iniciais ..........................................................................................................07
2. Modelagem de baterias de Chumbo-ácido ...........................................................................11
2.1 Modelo dinâmicos de baterias de chumbo- ácido........................................................12
2.2 Modelo da bateria por aproximação de quarta ordem ..................................................12
2.3 Modelo da bateria por aproximação de terceira ordem com ramo de perdas ..............12
2.4 Modelo melhorado a partir da aproximação de quarta oredem ....................................14
2.5 Modelo para cargas e descargas de curta e longa duração...........................................15
2.6 Modelo para carga e descarga de curta duração ...........................................................17
2.7 Síntese dos modelos de bateria de Chumbo-ácido .......................................................19
3. Determinação das Constantes dos Modelos de Bateria de Chumbo-Ácido..........................20
3.1 Determinação dos parâmetros do modelo poraproximação de terceira ordem com
ramo de perdas .............................................................................................................20
3.1.1 Determinação das constantes do modelo por pontos de medição ........................21
3.1.1.1 Modelo de descarga da bateria .....................................................................21
3.1.1.2 Modelo de carga dabateria ..........................................................................24
3.1.2 Determinação das constantes do modelo de descarga por mínimos quadrados ...27
3.1.3 Determinação das constantes do modelo por minimos quadrados a partir do
ensaio a pulsos de corrente ...........................................................................................30
3.2 Determinação dos parâmetrosdo modelo melhorado a partir da aproximação de quarta
ordem ...........................................................................................................................33
3.3 Determinação dos parâmetros do modelo de cargas e descargas de curta e longa
duração.........................................................................................................................33
3.4 Síntese da determinação dos parâmetros ......................................................................34
4. Método de Determinação do Estado de Carga (SOC) para Baterias de Chumbo-Ácido .....35
4.1 Estimação do SOC pela contagem de Ah ...................................................................35
4.2 Estimação do SOC pela tensão de circuito aberto da bateria......................................36
4.3 Estimação do SOC por rede neural artificial (RNA) ..................................................37
4.3.1 Construção da rede .............................................................................................38
4.3.2 Treinamento da RNA .........................................................................................39

UFCG – CEEI – DEE –...
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