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dc.creator.IDOLIVEIRA, S. A.pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2736682999174089pt_BR
dc.contributor.advisor1LIMA, Antonio Marcus Nogueira.-
dc.contributor.advisor1IDLIMA, A. M. N.pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2237395961717699pt_BR
dc.contributor.advisor2LIMA, Rafael Bezerra Correia.-
dc.contributor.advisor2IDLIMA, R. B. C.pt_BR
dc.contributor.advisor2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3372942686315175pt_BR
dc.contributor.referee1FERNANDES, Eisenhawer de Moura.-
dc.contributor.referee2LUIZ, Saulo Oliveira Dornellas.-
dc.description.resumoEste trabalho apresenta o desenvolvimento de um gêmeo digital para baterias de íons de lítio, empregadas em veículos elétricos terrestres de uso urbano, visando monitorar variáveis como estado de carga e estado de temperatura. A metodologia proposta combina modelos eletroquímicos de ordem reduzida, modelos de circuito equivalente e modelos térmicos, integrados por algoritmos de estimação de estados capazes de processar dados de tensão, corrente e temperatura, como o Filtro de Kalman Estendido. Para validar o gêmeo digital, recorre-se a um conjunto de simulações pseudo-sintéticas, realizadas em diferentes faixas de temperatura, obtidas pela integração de duas ferramentas complementares: o FASTSim, utilizado para reproduzir de forma eficiente a dinâmica veicular em três ciclos de condução padronizados—um perfil urbano com tráfego intenso, um percurso rodoviário a velocidade quase constante em vias expressas e um trajeto dinâmico com acelerações bruscas e velocidades elevadas—e o PyBaMM, empregado para modelar o comportamento eletroquímico da bateria sob os perfis de potência demandada pelo veículo. Os resultados evidenciam acurácia na predição do estado de carga, com erro absoluto médio inferior a 3% em condições de temperatura ambiente maiores do que 10◦C, além de estimativas de alcance residual de veículos com erros absolutos da ordem de 30km. Dessa forma, o gêmeo digital desenvolvido, sustentado por uma arquitetura modular e pela combinação de modelos físicos com dados pseudo-sintéticos, permite aprimorar o gerenciamento de baterias, bem como ampliar o potencial de integração dos veículos elétricos em novos serviços e arquiteturas.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIpt_BR
dc.publisher.programPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICApt_BR
dc.publisher.initialsUFCGpt_BR
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica.pt_BR
dc.titleGêmeos digitais para baterias de veículos elétricos.pt_BR
dc.date.issued2025-03-31-
dc.description.abstractThis work presents the development of a digital twin for lithium-ion batteries employed in urban electric ground vehicles, aiming to monitor variables such as state-of-charge and temperature. The proposed methodology integrates reduced-order electrochemical models, equivalent circuit models, and thermal models, complemented by state estimation algorithms capable of processing voltage, current, and temperature data, such as the Extended Kalman Filter. To validate the digital twin, a series of pseudo-synthetic simulations were conducted across different temperature ranges, achieved by combining two complementary tools: FASTSim, employed to efficiently replicate vehicle dynamics under three standardized driving cycles—a congested urban driving profile, a highway cycle with near-constant speeds on expressways, and a dynamic route characterized by sudden accelerations and high speeds—and PyBaMM, used to model the electrochemical behavior of the battery subjected to power profiles demanded by the vehicle. The results demonstrate accurate state-of-charge predictions, with mean absolute errors below 3% under ambient temperature conditions above 10◦C, as well as vehicle residual range estimations exhibiting absolute errors around 30km. Therefore, the developed digital twin, supported by a modular architecture and combining physics-based models with pseudo-synthetic data, enables improving battery management, as well as expanding the potential for integrating electric vehicles into novel services and architectures.pt_BR
dc.identifier.urihttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/42141-
dc.date.accessioned2025-06-05T12:29:12Z-
dc.date.available2025-06-05-
dc.date.available2025-06-05T12:29:12Z-
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.subjectEngenharia elétricapt_BR
dc.subjectVeículos elétricospt_BR
dc.subjectGêmeos digitaispt_BR
dc.subjectBaterias de íons de lítiopt_BR
dc.subjectModelo eletroquímicopt_BR
dc.subjectEstimativa de estado de cargapt_BR
dc.subjectFiltro de Kalman estendidopt_BR
dc.subjectElectrical engineeringpt_BR
dc.subjectElectric vehiclespt_BR
dc.subjectDigital twinspt_BR
dc.subjectLithium-ion batteriespt_BR
dc.subjectElectrochemical modelpt_BR
dc.subjectState-of-charge estimationpt_BR
dc.subjectExtended Kalman filterpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.creatorOLIVEIRA, Sávio Alves de.-
dc.publisherUniversidade Federal de Campina Grandept_BR
dc.languageporpt_BR
dc.title.alternativeDigital twins for electric vehicle batteries.pt_BR
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Sávio Alves de. Gêmeos digitais para baterias de veículos elétricos. 2025. 124 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025.pt_BR
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica.

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