Validação em Hardware-in-the-loop para Sistemas de Gerenciamento de Baterias

Abstract

Dispositivos de gerenciamento de baterias (BMS) ganharam destaque nas últimas décadas com o crescente interesse no desenvolvimento de tecnologias de fontes sustentáveis de energia elétrica combinados à demanda por aparelhos móveis e veículos elétricos cada vez mais eficientes e robustos. Com a popularização da validação em hardware-in-the-loop (HIL), nos quais complexos módulos elétricos podem ser simulados em tempo real via microcontrolares a fim de testar a funcionalidade de um dispositivo físico. Em HIL, extensos packs de baterias são representados por modelos matemáticos difundidos na área acadêmica e industrial. No entanto, limitações nas características elétricas desses dispositivos de simulação impõem desafios à replicação de tensões ou potência dos módulos reais. O presente trabalho, portanto, estabelece uma estratégia à conexão entre um dispositivo HIL e um BMS. Para tornar isso possível, foi desenvolvido uma interface física em placa de circuito integrada que, além de possibilitar a simulação de baterias em série, fornece sinais de estado tais como temperatura das baterias, corrente circulante e comunicação, controladas em tempo real pelo algoritmo desenvolvido no software Typhoon HIL Control Center. Para comprovação do método criado, propôs-se testes para validação da interface projetada e da integração entre BMS e o HIL. Os resultados obtidos mostram que a interface teve sucesso na simulação de pack de bateria e demais parâmetros e comprovam compatibilidade com BMS comercial. Este trabalho contribui para a área de sistemas de supervisão de armazenadores de energia fornecendo de inspiração a novos trabalhos.