As baterias são componentes fundamentais para o funcionamento de qualquer avião, desde a partida elétrica dos motores de propulsão até o fornecimento de energia nos casos de emergência elétrica. Portanto é importante que o projetista conheça o comportamento das baterias que poderão ser selecionadas para uso no avião nas suas várias condições de operação - temperatura ambiente, corrente de operação e profundidade de descarga. Tipicamente os fornecedores de baterias aeronáuticas, através de um software proprietário, disponibilizam as curvas de tensão da bateria no tempo assumindo que a corrente de descarga e a temperatura são constantes e que a bateria está plenamente carregada. Este trabalho mostra como as curvas de tensão da bateria disponibilizadas pelo seu fabricante podem ser usadas para gerar um modelo de descarga da bateria e como esse modelo pode ser validado. De posse desse modelo o projetista pode simular o comportamento da bateria em várias condições de operação que não são possíveis com o software fornecido pelo fabricante, como por exemplo, temperatura ambiente, corrente de descarga variáveis e bateria parcialmente carregada. Como estudo de caso este trabalho gera o modelo de descarga para uma certa bateria aeronáutica de níquel-cádmio, valida esse modelo usando as curvas fornecidas pelo fabricante e simula o comportamento dinâmico da bateria em uma emergência elétrica para diferentes tipos de carga - resistência constante, potência constante e corrente constante. Os resultados da simulação são coerentes com os resultados esperados.

É proposta a implementação de um procedimento de modelagem computacional para baterias de lítio-íon de aplicação aeronáutica, levando em consideração as principais variáveis que afetam o seu desempenho: temperatura, estado de carga e corrente de descarga. A escolha da tecnologia de bateria foi motivada pela grande tendência do uso de baterias de lítio-íon nas novas aeronaves, bem como os seus aspectos energéticos. A caracterização deste componente permite prever o comportamento do mesmo sob várias condições de operação, auxiliando a identificação antecipada de problemas de desempenho quando integrado ao sistema elétrico da aeronave, caso em que é possível simular e avaliar os efeitos da aplicação de cargas de alta demanda no desempenho da bateria. No trabalho são modelados dois tipos de bateria de lítio-íon: níquel cobalto óxido de alumínio (LiNiCoAlO2) e fosfato de ferro (LiFePO4). As curvas simuladas com o modelo implementado serão validadas segundo as curvas de catálogos disponibilizadas pelos fabricantes. Como entradas do modelo são usadas a corrente de descarga e a temperatura de operação e como saídas são consideradas a tensão da bateria e o estado de descarga. Todas as simulações são realizadas considerando a descarga em corrente constante e temperatura constante. Os resultados permitem entender o comportamento da bateria em diversas condições de operação e a exatidão do procedimento na caracterização do comportamento da bateria de lítio-íon em descargas de alta intensidade.

O trabalho apresenta uma proposta de estudo de um modelo estatístico capaz de prever, a partir de valores extraídos de uma rápida medição de impedância, o estado de carga de uma bateria chumbo-ácido. Os dados foram levantados em um experimento que contou com dez medições de impedância em uma bateria nova nos estados de carga de 100% a 10%, sendo as medições realizadas através do método da espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). As curvas características, resultantes das medições, foram ajustadas com o auxílio de um circuito elétrico equivalente, tal qual fora proposto por Randles em 1947. Os dados foram linearizados e uma tabela de correlação foi estruturada para a definição das variáveis independentes que melhor explicam a relação entre o estado de carga e a alteração de parâmetros internos da bateria. Ferramentas estatísticas, como regressão linear e teste de hipóteses, foram utilizadas para elaboração do modelo de previsão que consta de três variáveis independentes, uma relacionada à resistência pura, devido principalmente à formação do sulfato de chumbo nas placas e a combinação das resistências ôhmicas nas conexões, nos separadores das placas e no eletrólito, outra devido à variação da capacitância da dupla camada e a terceira que é função da difusão de íons no eletrólito. Os resultados mostraram-se satisfatórios, considerando o caso específico da bateria utilizada nos testes, os objetivos propostos foram atingidos, podendo ser utilizados como base para trabalhos futuros, como a associação da previsão do estado de carga ao estado de saúde da bateria, o desenvolvimento de equipamentos de medição da impedância mais baratos e modelos de previsão que possam compensar as variações de temperatura nos ambientes de medição.