Estimadores de Estados aplicados na monitoração de SOC de baterias para carros elétricos

• Processo: 25/12417-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Marcos Rogério Fernandes
• Beneficiário: Davi de Almeida Cordeiro
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Identificação de parâmetros
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Estimadores de Estado | Filtro de Kalman Estendido | filtro de Kalman unscented | Filtro de Partículas | Identificação de Parâmetros | SoC | estimação de estados

Resumo

Essa proposta de iniciação científica tem como objetivo desenvolver um estudo do problema de estimação de estado de carga (SOC) de baterias para carros elétricos com especial atenção na previsão do erro de estimação. Em específico, será feita a implementação do Filtro de Kalman Estendido (EKF), Filtro de Kalman Unscented (UKF) e também do Filtro de Partículas do tipo Bootstrap para estimação de SOC. Então, um comparativo de desempenho entre os três tipos de filtros será realizado considerando diferentes cenários de ruído de forma a verificar a vantagem e desvantagem de cada estratégia de estimação e a consistência da previsão do erro de estimação. Para isso, um simulador de bateria será desenvolvido em ambiente Matlab/Simulink de forma a gerar sinais sintéticos para o estudo e validação dos algoritmos de estimação de estados. Diversas aplicações modernas envolvem, direta ou indiretamente, o uso de baterias, como veículos elétricos, sistemas de armazenamento de energias renováveis, entre outros. Assim, a informação de carga da bateria é essencial para um correto gerenciamento das baterias desses sistemas, assim como auxilia na prevenção de falhas e acidentes. Dessa forma, este projeto almeja contribuir com a melhoria das tecnologias de monitoração de carga de baterias que podem ser utilizadas em diferentes aplicações, em especial, relacionadas a veículos elétricos. Além do mais, este trabalho permitirá ao candidato trabalhar com processamento de sinais, simulação de sistemas dinâmicos, teoria de estimação, além de também desenvolver e aprimorar suas habilidades práticas de programação.