Projeto de sistema de monitoramento de densidade de eletrólito de baterias de chumbo-ácido baseado em fibras ópticas heteronúcleo

Abstract

Dois dispositivos heteronúcleo, nas configurações MSM (Multimode-Single mode- Multimode) e MNM (Multimode-No core fiber-Multimode), são investigados como transdutores para detectar densidade de eletrólito na faixa de 1100 g/L < ρ < 1290 g/L (com índices de refração 1.3545 < n < 1.3840) utilizando-se uma fonte de luz centrada em λ = 1550 nm e fotodetetor. Para os comprimentos de trecho heteronúcleo estudados, o dispositivo MNM apresentou uma sensibilidade absoluta 446% superior ao dispositivo MSM, além de maior estabilidade. O sensoriamento da densidade de eletrólito, além de permitir um gerenciamento eficaz do fenômeno da estratificação em uma bateria chumbo-ácido, possui grande potencial de viabilizar o cálculo do SoC (State of Charge) e análises que possibilitem a identificação precoce de falhas e otimização de estratégias de gerenciamento da bateria. Adicionalmente, o trabalho também aborda uma arquitetura de sistema de monitoramento de densidade de eletrólito que pode ser integrada a um BESS (Battery Energy Storage System).