Soluções sustentáveis ​​para empresas: aproveitando o poder das baterias inteligentes

As equipes de pesquisa e desenvolvimento (P&D) têm investido continuamente seu tempo na área de armazenamento de energia. Ao fazer isso, eles descobriram e abriram caminho para um futuro mais limpo e inteligente.

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Atualmente, o mercado de baterias inteligentes vale mais de US$ 30 bilhões . A previsão é que aumente ainda mais nos próximos anos e adivinhem? Esta é agora a chance de as empresas aproveitarem e usarem essas baterias inteligentes para suas futuras estratégias de inovação.

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Vamos nos aprofundar neste artigo para saber mais sobre o futuro das baterias inteligentes e seus recursos.

Sistemas de gerenciamento de bateria (BMS)

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Cada bateria que você usa tem um sistema de gerenciamento de bateria (BMS). BMS é uma tecnologia que suporta uma supervisão de uma bateria. Esta supervisão inclui o seguinte:

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• Baterias de monitoramento
• Fornecendo proteção de bateria
• Estimando o estado operacional atual da bateria
• Sempre atualizado com a otimização do desempenho da bateria
• Fornecer relatórios sobre o status operacional de todos os dispositivos externos

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As baterias recarregáveis ​​de íons de lítio (li-on) têm a maior densidade de energia e são uma escolha padrão para produtos de consumo. Você pode encontrá-los em seus telefones celulares, carros elétricos, laptops e muito mais. No entanto, quando as baterias de íons de lítio funcionam em ambientes que não são favoráveis ​​a elas, isso se torna um problema. Os problemas mais comuns que enfrenta são quando está muito quente ou frio.

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O BMS tem muitos recursos de design, sendo um deles a proteção da bateria e o gerenciamento de capacidade. A proteção da bateria tem duas áreas principais:

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• Segurança elétrica, que não permite que a bateria seja danificada quando colocada em circunstâncias desafiadoras
• Proteção térmica, envolvendo controle de temperatura para manter a estabilidade e evitar superaquecimento a todo custo

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No entanto, ao longo da história, vimos que os sistemas de gerenciamento de bateria foram considerados uma reflexão tardia. Muitas empresas estão agora incorporando software de gerenciamento de bateria para liberar todo o potencial das baterias . Isso é feito por meio de dois produtos principais:

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• Algoritmos BMS de alto desempenho
• Plataformas de nuvem

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Ambos os produtos traduzem dados telemáticos padrão em insights avançados para prolongar a vida útil, a segurança e o desempenho da bateria.

Otimização da inteligência da bateria

Fonte

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A otimização da inteligência da bateria está mudando completamente o campo do gerenciamento de baterias, liberando todo o potencial das baterias, aumentando seu ciclo de vida, melhorando os recursos de segurança e otimizando seu desempenho.

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A inteligência da bateria se concentra na conexão de dados da bateria com sistemas de bateria, eletroquímica e ciência de dados para aumentar o ciclo de vida da bateria e seus recursos de segurança.

1. Implicações práticas da inteligência da bateria

Experiências práticas de inteligência de bateria estão sendo usadas por meio de algoritmos BMS e plataformas de nuvem.

algoritmos BMS

Os algoritmos BMS podem ser aplicados às necessidades de sua aplicação de bateria. Seu principal objetivo é prolongar a vida útil da bateria e maximizar a potência e a segurança . Existem empresas em todo o mundo que usarão diferentes algoritmos de BMS. Um bom exemplo é Elysia . Ele oferece um conjunto de algoritmos BMS poderosos para desenvolvedores de sistemas de bateria.

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Seus algoritmos são integrados às pilhas de software existentes para aumentar a segurança e a vida útil da bateria. É projetado principalmente para:

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• Automotivo
• automobilismo
• Micromobilidade
• veículos pesados
• Armazenamento estacionário

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O software integrado pode ser instalado por meio do seu BMS e oferece controle em tempo real sobre seu estado de carga, recursos de carga rápida, energia e carga, estado de integridade e reduz o tempo de inatividade.

Plataformas de nuvem

As plataformas em nuvem fazem parte da otimização da inteligência da bateria, pois aprimoram a segurança, o ciclo de vida e o desempenho de um sistema de bateria. Eles transformam dados de telemática padrão em insights construídos por meio de experiências de bateria do mundo real . As plataformas em nuvem são ótimas para monitorar e entender melhor o desempenho de longo prazo de suas baterias, informando claramente sobre seus fatores de degradação.

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Plataformas de nuvem como Elysia podem ajudá-lo a monitorar o seguinte:

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• Entenda o estado de integridade da bateria (SOH): a integridade da bateria é importante e as plataformas de nuvem podem informá-lo quando trocá-la. Os carros elétricos têm um ciclo de vida médio de bateria de 10 a 20 anos , mas a bateria pode degradar muito mais rapidamente em climas mais quentes.
• Tendências da frota: Todas as baterias que não cumprem as metas de vida recebem automaticamente uma bandeira vermelha, identificando as causas e dando recomendações para cada veículo conduzido. Por exemplo, isso pode incluir se a bateria for carregada rapidamente em climas quentes, o que pode acelerar o processo de degradação.
• Segurança da bateria: A plataforma detecta qualquer tipo de defeito latente antes que eles tenham algum impacto nos clientes. Os recursos de segurança do Elysia podem identificar todos os problemas de segurança tanto no nível da embalagem quanto da célula.
• Controle de qualidade da bateria: A plataforma em nuvem identifica todas as tendências de qualidade da produção de baterias, minimizando as ações de manutenção. Isso dá aos OEMs a chance de trabalhar efetivamente com fornecedores de células e eliminar todos os problemas identificados nos estágios anteriores de produção.

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Quando os problemas são identificados no início do estágio de desenvolvimento do produto, isso reduz os custos de propriedade, permitindo que os gerentes de frota e desenvolvedores de sistemas de baterias criem baterias de classe mundial.

2. Inteligência artificial (IA) e ciência de dados

A ciência de dados segue um processo estruturado passo a passo para fornecer resultados e a IA os otimiza. Os dados são gerados a cada minuto, medindo métricas importantes das funções da bateria, incluindo temperatura, tensão e volatilidade nas correntes da bateria.

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Cinco etapas importantes para realizar a ciência de dados incluem:

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• Fazendo perguntas interessantes
• Obtenção e modelagem de dados
• Explorando dados
• Comunicando os resultados
• Visualizando os resultados

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Através dos dados que coletamos, nós os usamos para aprender mais e para:

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• Tomando uma decisão
• Dando previsões futuras
• Compreender o presente e o passado
• Criação de um novo produto e indústria

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Juntamente com a ciência de dados, a IA afeta a forma como o novo material da bateria está sendo pesquisado, entendendo os problemas no início do estágio de desenvolvimento do produto e prevendo seu desempenho ao longo do ciclo de vida . Todos esses impactos precisam ser analisados ​​por meio de métricas adequadas.

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As baterias com IA podem coletar big data, o que significa que são um dos ativos mais inteligentes que você pode usar. Todos os dados processados ​​permitem que todos os fabricantes de baterias, operadores de frota e outros alcancem métricas de negócios cruciais em relação ao ciclo de vida da bateria, seu valor e gerenciamento de garantia.

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Quanto mais dados você coletar, melhor será, portanto, neste caso, você obterá insights mais precisos.

3. Eletroquímica no projeto e pesquisa de baterias

Quando se trata de otimização da inteligência da bateria, a eletroquímica desempenha um papel essencial aqui. O processo eletroquímico se concentra em como os íons de lítio se movem de um ponto a outro na bateria quando a eletricidade está sendo produzida.

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Sempre que você estiver projetando novos materiais e baterias, é sempre importante ir com um circuito fechado de fluxo de íon-elétron dentro das células e aplicar eletroquímica a ele para que você possa identificar as etapas mais lentas inicialmente. Depois, as medidas certas podem ser tomadas para acelerar e controlar o processo.

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Os íons de lítio passarão por algumas etapas quando estiverem tentando ir de um ponto a outro. A etapa mais lenta durante esse processo dependerá das condições ao seu redor e dos materiais dos eletrodos.

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Por que a eletroquímica é importante para a inteligência da bateria? Bem, é ótimo para ajudar as indústrias a projetar uma bateria de alto desempenho que é muito mais rápida e usa materiais mais baratos para alimentar carros elétricos e outras aplicações importantes.

Benefícios que você obtém com baterias inteligentes

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Ao usar baterias inteligentes, você obtém alguns dos maiores benefícios existentes e são eles:

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• Lucros maiores: O fato de baterias inteligentes buscarem armazenar energia de forma eficiente ajuda a economizar dinheiro durante a fase de desenvolvimento.
• Mais recursos de segurança: a segurança é a principal preocupação em relação às baterias. Se não forem efetivamente produzidos durante a fase de desenvolvimento, podem causar muitos danos. Esses danos podem ser de uma bateria explodindo e ferindo as pessoas ao seu redor.
• Desempenho aprimorado: equilibrar o armazenamento de energia e as capacidades ágeis é crucial se você deseja que o ecossistema de energia de sua organização seja estável. As baterias inteligentes controlam todas as métricas para melhorar o desempenho e garantir que a bateria tenha um bom desempenho em condições ideais.

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No geral, as baterias inteligentes têm muitos benefícios associados a elas. Considerando que pode sofrer diferentes condições ambientais, eles podem controlar o que está acontecendo na bateria para garantir que o processo de degradação seja retardado. Por exemplo, quando está muito quente ou muito frio, o processo de carregamento rápido será desacelerado para garantir que a integridade da bateria permaneça ideal e tenha um bom desempenho.

O futuro são as baterias inteligentes

As baterias inteligentes percorreram um longo caminho para nos fornecer algumas das melhores experiências ao usar nossas baterias e garantir que, ao longo do tempo, tenham um bom desempenho e um longo ciclo de vida. Diferentes condições ambientais podem afetar seriamente a velocidade de degradação das baterias e sabemos que em diferentes partes do mundo o clima não é o mesmo.

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Afinal, muitos consumidores, produtores, operadores de rede e outros continuamente enfrentam pressão para melhorar o uso de energia. Portanto, gerenciar o consumo de energia em baterias é mais importante do que nunca e é exatamente isso que as baterias inteligentes fazem.

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