Arquitetura do Subsistema Eletrônico e de Energia
O desenvolvimento do subsistema eletrônico é essencial para garantir o controle preciso e eficiente do sistema, a arquitetura pensada para a solução do problema tem como princípio básico realizar o carregamento do pack de baterias de forma segura e adequada.
A arquitetura do subsistema de energia foi projetada para garantir o fornecimento eficiente, seguro e confiável de energia para o carregamento do pack de baterias. Este subsistema abrange os componentes relacionados ao armazenamento, distribuição e monitoramento de energia, sendo essencial para o funcionamento contínuo e seguro de outros sistemas.
Dessa forma, a arquitetura é composta pelos seguintes subsistemas básicos, ilustrados pela tabela abaixo:
Subsistema de Eletrônica
| Subsistema | Descrição |
|---|---|
| Subsistema de Balanceamento | É composto por 2 BMS (Battery Management System) que possuem a função de gerenciar o balanceamento das baterias e reportar os dados de tensão e temperatura das células do pack de baterias. |
| Painel de controle e comando | O painel elétrico é responsável realizar os comandos de forma manual e no local, sem necessidade de acionamento remoto. |
| Microcontrolador | O microcontrolador centraliza todas as informações de controle e comando e também se comunica com os BMS recebendo seus dados e determinando sua forma de operação em cada cenário. |
| CPU | É composto por um microcomputador que realiza o armazenamento essas informações para pós processamento de dados e análise. Além disso a CPU se comunica com um celular pelo qual é possível realizar os comandos de forma remota. |
Subsistema de Energia
| Subsistema | Descrição |
|---|---|
| Subsistema de alimentação | É composto pela entrada de energia da rede alimentação, um sistema de proteção e seccionamento, e uma fonte chaveada para alimentação dos circuitos eletrônicos. |
| Carregador AC-DC para baterias | Carregador corretamente especificado para o pack de baterias utilizado pela equipe de competição. |
Diagramas
Diagrama de blocos simplificado
O subsistema eletrônico e de energia, é ilustrado por meio do seguinte diagrama de blocos simplificado da solução.
Figura 1 - Diagrama de blocos simplificado. Fonte: Elaboração própria
Diagrama de blocos detalhado
Figura 2 - Diagrama de blocos detalhado. Fonte: Elaboração própria
Diagrama Multifilar
Figura 3 -Diagrama Multifilar. Fonte: Elaboração própria
| Componente do Subsistema de Energia | Descrição |
|---|---|
| Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS) | Protetor Surto Dps Clamper Anti Raio Vcl 275V 45kA Front. |
| Disjuntor | Disjuntor Weg Monopolar Curva C 40A 50A 63A |
| Dispositivo Diferencial Residual (DR) | DR Interruptor Diferencial Residual 2p 40A 30mA Ac Decorlux |
| Contator | Contator Tripolar Weg CWM40-00 60A 220V |
| Carregador AC-DC para baterias | Longrun Lifepo4 Battery Charger |
| Fonte chaveada | Fonte Chaveada Eletronica 5V 40A 200W Bivolt 110V 220V |
| Componente do Subsistema de Eletrônica | Descrição | Quantidade |
|---|---|---|
| Pack de baterias | NCR21700 Panasonic | 420 células |
| Sistema de monitoramento de baterias | BQ79616 Texas Instruments | 2 |
| Módulo Relé | Módulo Relé Optoacoplado 4 Canais 5v P/ Automação, Robótica | 1 |
| Microcontrolador | LAUNCHXL2-TMS57012 | 1 |
| Raspberry | PI 5 | 1 |
Versionamento
| Versão | Data | Descrição | Autor(a) |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 24/11/2024 | Documento inicial criado | Felipe Andrade |
| 2.0 | 04/12/2024 | Atualização da arquitetura de energia e eletrônica | Lavynia Sousa |
| 2.1 | 14/01/2025 | Atualização documento | Erick levy e Rodrigo Carvalho |
| 2.2 | 14/01/2025 | Atualização final documento | Erick levy e Rodrigo Carvalho |