O uso de dispositivos móveis teve um amplo crescimento na última década, aliado a este crescimento, houve uma diversi cação dos serviços utilizados. Estas características implicam um aumento no consumo de energia e da expectativa do tempo de uso. Neste contexto, o estudo de métodos que possibilitem aumentar ou mesmo prever o tempo de vida de uma bateria passam a ter signi cativa importância. Uma maneira de predizer o tempo de vida de baterias é através do uso de modelos matemáticos que simulam a descarga de energia nas mesmas. Este trabalho apresenta a modelagem matemática da predição do tempo de vida de baterias de Lítio Íon Polímero, através do modelo elétrico Battery, fazendo uso de um amplo conjunto de dados de descarga de baterias obtidos a partir da utilização de uma plataforma de testes. O modelo Battery necessita a estimação de um conjunto de parâmetros que são geralmente estimados através da análise visual de alguns pontos nas curvas características de descarga das baterias. Neste trabalho é proposto um Algoritmo Genético para sistematizar e otimizar a estimação destes parâmetros. Os resultados obtidos demonstram a superioridade do Algoritmo Genético na estimação dos parâmetros, já que este obteve uma taxa média de erro consideravelmente inferior às taxas de erro encontradas com os métodos de análise de curvas de descarga, demonstrando tanto a e cácia do modelo elétrico Battery, quanto a e ciência do Algoritmo Genético em estimar seus parâmetros. / 114 f.

Com o passar dos anos, a sociedade está cada vez mais dependente das diferentes tecnologias disponíveis no mercado. Não é possível pensar outra forma de concluir as atividades no trabalho, ou no lazer, sem utilizar dispositivos móveis, tais como, telefones celulares, notebooks, tablets, iPhones, iPads, entre outros aparelhos so sticados, a partir dos quais é possível executar diversas tarefas. O uso destes dispositivos móveis está relacionado ao tempo de vida da bateria, que no projeto de dispositivos móveis é considerado uma das características mais importantes, pois informa a quantidade de tempo que o dispositivo permanecerá operacional sem a necessidade de ligá-lo a uma fonte de alimentação externa. Neste contexto, para os projetistas de baterias, é importante possuir uma maneira precisa de determinar este tempo de vida. Uma das formas é através do uso de modelos matemáticos que simulam o processo de descarga de energia dos aparelhos portáteis. Entre os modelos mais referenciados na literatura técnica, destacam-se os modelos eletroquímicos, os modelos de circuitos elétricos, os modelos estocásticos, os modelos analíticos, os modelos via Identi cação de Sistemas, e os modelos híbridos. Esta última categoria de modelos possui a vantagem de unir os benefícios de dois ou mais tipos de modelos. Recentemente, foi desenvolvido um modelo híbrido através da união de um modelo elétrico e um modelo analítico. O modelo elétrico é conhecido como o modelo para Predizer Runtime e Características V-I de uma bateria, este foi escolhido por ser capaz de capturar as características dinâmicas da bateria e a resposta da tensão de forma acurada. No entanto, este modelo elétrico não pode capturar os efeitos não lineares da bateria. Para isto, foi escolhido o modelo analítico Kinetic Battery Model (KiBaM), este modelo pode capturar os efeitos não lineares e predizer o estado de carga da bateria com acurácia. Portanto, neste trabalho é realizado o estudo e aplicação deste modelo híbrido, desenvolvido a partir da união entre um modelo elétrico e um modelo analítico, para predição do tempo de vida de baterias utilizadas em dispositivos móveis, considerando dados experimentais de uma bateria, do tipo Lithium Íon, modelo BL-5F, utilizada em telefones celulares da marca Nokia. O modelo híbrido é implementado na ferramenta computacional MatLab/Simulink, os resultados calculados pelo modelo são comparados com os dados experimentais, obtidos de uma plataforma de testes. Por m, o modelo híbrido é comparado com modelo de Rakhmatov e Vrudhula, que é o modelo analítico de melhor acurácia da literatura para predição do tempo de vida de baterias utilizadas em dispositivos móveis. A partir dos resultados das simulações é encontrado que o modelo híbrido apresenta boa acurácia com erro médio igual a 3,91%. / 67 f.

Atualmente, o uso de dispositivos móveis tem aumentado signi cativamente devido a mobilidade, obtida com o auxílio de uma fonte de energia denominada bateria, e a facilidade ao acesso a rede sem o, proporcionada por estes aparelhos. Conhecer o tempo pelo qual a bateria consegue manter o dispositivo em funcionamento, ou seja, seu tempo de vida, tem sido de fundamental importância no desenvolvimento de dispositivos móveis. Sendo assim, conhecer algum método capaz de predizer este tempo de vida da bateria se torna muito importante. Com isto, neste estudo busca-se obter um modelo matemático que realiza a predição do tempo de vida de baterias utilizadas em dispositivos móveis, a partir da aplicação da teoria de Identi cação de Sistemas. Esta modelagem é realizada através de dados experimentais obtidos de uma plataforma de teste, considerando baterias do tipo Lítio-Íon, da marca Nokia, modelo BL-5F, presente em telefones celulares Nokia, modelo N95. A implementação dos modelos foi realizada na ferramenta computacional MatLab, com o auxílio da caixa de ferramentas denominada Ident. O modelo obtido pelo estudo, como o mais acurado, pertence a família de modelos paramétricos lineares, sendo do tipo AutorRegressivo (AR) no domínio de tempo discreto. Este modelo tamém foi convertido para o domínio de tempo contínuo, sendo seu melhor resultado obtido pelo discretizador Tustin. Por m, os modelos AR em tempo discreto e tempo contínuo foram comparados ao modelo analítico de Difusão de Rakhmatov e Vrudhula, considerado na literatura técnica como o modelo analítico mais acurado. O modelo AR em tempo discreto apresentou-se o mais acurado com um erro médio de 0,72%. / 85 f.

Nas últimas décadas, a utilização de dispositivos portáteis, dos mais variados tipos, tem aumentado significativamente devido à proliferação no acesso à tecnologia sem fio. Estes dispositivos são alimentados por uma bateria recarregável, assim o seu uso está limitado ao tempo de duração da bateria. A bateria recarregável, que está presente nos mais diversos equipamentos como, por exemplo, notebooks, telefones celulares, ipads,tablets, câmeras digitais é o objeto de estudo deste trabalho, pois há uma crescente preocupação por parte dos fabricantes de dispositivos móveis em torná-la cada vez menor, mais leve e com uma capacidade cada vez maior, a fim de proporcionar maior mobilidade aos usuários. Neste contexto, é importante possuir algum método para realizar a predição do tempo de vida da bateria e assim determinar o tempo que o dispositivo poderá se manter operacional, sem a necessidade de recarga. Uma das formas é através da utilização de modelos matemáticos que descrevem o consumo de energia dos aparelhos. Portanto, o principal objetivo deste trabalho é apresentar a modelagem matemática do tempo de vida de baterias de Lithium-Ion, modelo BL-5F, presente em telefones celulares da marca Nokia a partir do uso de modelos paramétricos lineares da teoria de Identificação de Sistemas. Para a realização desta modelagem matemática é necessária a determinação da ordem dos modelos, para isto são utilizadas duas metodologias: o Método da Exaustão e o Método da AutoCorrelação e AutoCorrelação Parcial. A partir da análise dos resultados da modelagem matemática, considerando estas duas metodologias, observou-se que a metodologia da análise da autocorrelação, para a determinação da ordem dos modelos, é mais prática, possui um menor custo computacional, determinando modelos de ordem 2, do tipo ARX, para descrever o tempo de vida de baterias usadas em dispositivos móveis. / 93 f.

O uso de dispositivos móveis tem aumentado nos últimos anos, devido aos benefícios que oferecem aos usuários, tais como mobilidade, comodidade e acesso fácil à comunicação e informação. Entretanto, o funcionamento destes dispositivos é dependente do tempo de vida da bateria, a qual fornece energia para o sistema manter-se operacional. Desta forma, é importante estudar o comportamento da descarga da bateria, com o objetivo de predizer o seu tempo de vida e, por conseguinte, conhecer o tempo em que o dispositivo é capaz de manter-se em funcionamento. Uma maneira de fazer esta predição é a partir do uso de modelos matemáticos que simulam o processo de descarga de energia dos aparelhos portáteis. Entre os modelos mais referenciados da literatura, destacam-se os modelos híbridos que possuem a vantagem de unir os benefícios de dois ou mais tipos de modelos distintos. Recentemente, dois modelos híbridos foram desenvolvidos, o primeiro através da união do modelo elétrico para Predizer Runtime e Características V-I de uma bateria com o modelo analítico Kinetic Battery Model (KiBaM); e o segundo, através da união do modelo elétrico para Predizer Runtime e Características V-I de uma bateria com o modelo analítico de difusão de Rahkmatov e Vhrudula (RV). Neste trabalho objetiva-se realizar a modelagem matemática do tempo de vida de baterias de Lítio Íon Polímero, modelo PL 383562-2C, a partir destes modelos híbridos, considerando correntes de descarga variáveis baseadas em um conjunto de operações rotineiras realizadas em um telefone celular do tipo smartphone. Os modelos híbridos são implementados na ferramenta computacional MatLab/Simulink, e os resultados das simulações, são comparados com os dados experimentais obtidos a partir de uma plataforma de testes. Por m, os modelos híbridos são comparados com o modelo RV, considerado pela literatura um modelo analítico de alta acurácia. Os resultados das simulações comprovam que os modelos híbridos apresentam resultados satisfatórios. / 87 f.

O crescimento no uso de dispositivos móveis tem sido evidenciado nos últimos anos, pois estes proporcionam comodidade, mobilidade e facilidade. O tempo de funcionamento destes dispositivos está limitado pela duração da carga de sua bateria. Desta forma, se faz necessário estudar o processo de descarga de baterias, visando predizer o seu tempo de vida e, consequentemente, o tempo de funcionamento do dispositivo móvel a ela associado. Uma das maneiras de realizar esta predição é através de modelos matemáticos, capazes de simular o comportamento de descarga da bateria e, assim predizer o seu tempo de vida. Neste trabalho, é proposta a modelagem matemática do tempo de vida de baterias do tipo Lítio Íon Polímero (LiPo), utilizando o modelo elétrico para Predizer Runtime e Características V-I (i.e., de tensão e corrente) de uma bateria, sendo que, para a estima ção dos parâmetros do modelo, é adotada uma metodologia baseada em ajuste de curvas, evidenciada por Chen e Rincón-Mora (2006). Desta maneira, pretende-se validar a estimação de parâmetros para obter um modelo acurado e de fácil implementação capaz de predizer o tempo de vida de baterias. As simulações computacionais são realizadas com o auxílio do software Matlab, considerando dados experimentais de baterias de LiPo, modelo PL383562-2C, obtidos de uma plataforma de testes. O modelo é avaliado através da comparação entre os seus resultados simulados e os resultados experimentais e a sua precisão é avaliada através da comparação com outro modelo relativamente acurado da literatura. / 81 f.