Pesquisadores desenvolvem sistema de alerta antecipado para baterias de carros elétricos

Imagem: Audi (ilustração simbólica)

Uma equipe internacional de pesquisa, com participação da Universidade Chinesa Tongji e do Instituto Fraunhofer Heinrich-Hertz, desenvolveu um novo sistema de alerta antecipado para baterias de íons de lítio. O estudo combina sensores ópticos de temperatura com um procedimento de diagnóstico em várias etapas. O objetivo é detectar mais cedo mudanças críticas de temperatura dentro dos sistemas de baterias de veículos elétricos do que é possível com os sistemas convencionais de gerenciamento de baterias.

Segundo os cientistas, a particularidade reside na resolução espacial significativamente maior da monitoramento de temperatura. Enquanto o sistema de medição convencional analisado no estudo utilizou 32 pontos de medição de temperatura, os sensores de fibra óptica integrados permitiram realizar medições em 540 posições. Isso possibilita identificar com maior precisão as diferenças de temperatura locais dentro do pacote de baterias. As fibras ópticas não necessitam de um cabo elétrico separado para cada ponto de medição.

O sistema de alerta antecipado analisa, além da temperatura absoluta, também sua taxa de variação e a chamada entropia de Shannon da distribuição de temperatura. Este valor matemático descreve a distribuição estatística dos valores medidos de temperatura e é utilizado para identificar padrões térmicos incomuns. Juntamente com limites de alerta dinâmicos, essas diversas medidas visam detectar anomalias térmicas antes que sejam atingidos os valores de referência convencionais.

Em testes de laboratório, o sistema alcançou uma vantagem temporal máxima de 706 segundos em relação aos critérios de referência de sistemas convencionais de gerenciamento de baterias utilizados no estudo, o que corresponde a 11 minutos e 46 segundos. Em testes em condições reais de operação do veículo, a vantagem máxima foi de 554 segundos, ou seja, 9 minutos e 14 segundos.

O sistema de desenvolvimento deve identificar precocemente irregularidades que possam indicar um risco elevado de ocorrência do chamado superaquecimento térmico. Nesse processo, as células da bateria podem esquentar significativamente devido a reações químicas descontroladas. Uma detecção mais antecipada poderia dar ao sistema de gerenciamento da bateria tempo adicional para implementar medidas de proteção adequadas. No entanto, a pesquisa não comprovou se isso realmente permite evitar incêndios em baterias.

Cientistas da Universidade Tongji, em Xangai, e do Instituto Fraunhofer Heinrich-Hertz, em Goslar, participaram deste trabalho de pesquisa. O método ainda está em fase experimental. Para seu uso em larga escala, seria necessário analisar, entre outros fatores, a durabilidade a longo prazo dos sensores, sua integração em diferentes tipos de baterias e os custos adicionais. Não foram mencionados planos concretos para sua aplicação em veículos de produção em série.

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Sobre o autor

Thomas Langenbucher é especialista em mobilidade elétrica, com experiência profissional na indústria automobilística e no setor financeiro. Desde 2011, ele escreve para o ecomento.de sobre carros elétricos, tecnologias sustentáveis e soluções de mobilidade. Saiba mais.

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