Um controle inteligente em sistema de veículo elétrico com DBS e BMS integrados para solução sustentável

Por que baterias mais inteligentes importam para carros elétricos

Carros elétricos prometem ar mais limpo e ruas mais silenciosas, mas seu sucesso ainda depende de um componente teimoso: a bateria. Motoristas se preocupam com autonomia, tempo de recarga e quanto tempo a bateria vai durar antes de precisar ser substituída. Este estudo explora uma nova maneira de operar um veículo elétrico usando duas baterias cooperantes, um sistema de controle inteligente e o auxílio do sol, todos trabalhando juntos para extrair mais energia útil de cada carga e manter o conjunto de baterias mais saudável por mais tempo.

Duas baterias são melhores que uma

Os pesquisadores propõem um sistema de bateria dupla no qual um veículo elétrico usa dois blocos de baterias separados em vez de depender de apenas um. Uma unidade de controle dedicada, conhecida como sistema de gerenciamento de bateria, monitora constantemente a tensão, a temperatura e o nível de carga de ambos os conjuntos. Em vez de consumir energia de forma igual ou cega, o sistema decide em tempo real qual bateria deve fornecer energia e qual deve descansar ou recarregar. Ao compartilhar a carga de trabalho, as duas baterias evitam descargas profundas e condições operacionais estressantes que tipicamente encurtam a vida útil da bateria e limitam a autonomia do veículo.

Como o controle inteligente mantém o equilíbrio energético

No cerne da abordagem está um controlador inteligente que realiza balanceamento dinâmico de carga. Ele mede o estado de carga de cada bateria e compara suas tensões, então usa chaves eletrônicas para direcionar a energia onde é necessária. Quando uma bateria está mais descarregada, o controlador pode favorecer o bloco mais saudável ou recarregar o mais fraco se houver energia disponível de outras fontes. A equipe construiu e testou essa lógica usando simulações em MATLAB/Simulink e um protótipo em pequena escala baseado em um microcontrolador Arduino, sensores, relés e células de íons de lítio. No protótipo, uma bateria pode alimentar o veículo enquanto a outra é recarregada, e o sistema troca automaticamente os papéis conforme os níveis de carga mudam.

Somando a luz do sol à mistura de energia

O projeto do veículo também integra painéis solares para dar suporte às baterias. Módulos fotovoltaicos montados externamente alimentam sua energia por meio de um conversor que busca continuamente o ponto de operação mais produtivo do painel, um método conhecido como rastreamento do ponto de máxima potência. A energia solar captada é então direcionada para o sistema de bateria dupla através do mesmo controlador inteligente que gere a energia de tração. Embora a contribuição solar seja modesta em comparação com a capacidade da bateria principal, ela pode estender o tempo de funcionamento, ajudar a manter níveis de carga mais saudáveis durante o uso diurno e reduzir a dependência da eletricidade tirada da rede, especialmente em regiões ensolaradas.

Do modelo de laboratório à condução no mundo real

Para avaliar como a ideia se comporta ao longo do tempo, os autores primeiro mediram como uma única bateria de íons de lítio de 12 V se descarrega enquanto alimenta uma carga elétrica destinada a mimetizar um veículo pequeno. Tensão e estado de carga caíram de forma constante ao longo de várias horas. Em seguida, repetiram os testes com o sistema de bateria dupla ativo. Nesse caso, uma bateria começava a fornecer energia enquanto a outra era recarregada repetidamente pelos painéis solares e entrava em serviço assim que atingia um nível de carga alvo. Ao longo de um período de operação de oito horas, o sistema combinado manteve níveis de carga mais saudáveis e um perfil de tensão mais estável do que a bateria isolada conseguiria, mantendo o fluxo de energia para os motores.

O que os resultados significam para usuários do dia a dia

De forma simples, o estudo mostra que tratar o conjunto de baterias como uma equipe gerenciada em vez de um único trabalhador pode compensar. Ao coordenar duas baterias, direcionar a energia de forma inteligente e adicionar um aporte constante de energia solar, o protótipo alcançou maior eficiência geral (cerca de 85%), reduziu desperdício de energia e manteve as baterias dentro de uma faixa de carga mais segura de aproximadamente 60% em vez de deixá-las oscilar entre quase cheio e quase vazio. Para os motoristas, essa combinação pode se traduzir em maior autonomia por carga, menos paradas para recarga e envelhecimento mais lento das baterias. Embora este trabalho ainda esteja em fase experimental, ele aponta para veículos elétricos futuros que gerenciam silenciosamente múltiplas fontes de energia nos bastidores para oferecer uma condução mais suave, confiável e sustentável.

Citação: Prashant, Verma, G., Virmani, R. et al. An intelligent controlling in electric vehicle system with integrated DBS and BMS for sustainable solution. Sci Rep 16, 13734 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42354-w

Palavras-chave: veículos elétricos, gerenciamento de bateria, sistema de bateria dupla, carregamento solar, eficiência energética