As baterias dos veículos eléctricos são semelhantes ao coração humano, sendo cruciais para a segurança e a estabilidade dos veículos eléctricos. A Faculdade de Ciências Aplicadas da Universidade Politécnica de Macau formou uma equipa de investigação internacional, desenvolvendo estudos interdisciplinares e de aplicação inovadora, no sentido de maximizar o potencial dos veículos eléctricos e das baterias, contribuindo para um desenvolvimento sustentável do transporte automóvel.
Emissões líquidas zero impulsionam a utilização de veículos eléctricos
A meta de emissões líquidas zero de carbono será alcançada em 2050 e, à medida que o mundo avança nesse sentido, os transportes verdes tornam-se uma tendência. Os veículos eléctricos são muito procurados por conseguir reduzir eficazmente as emissões de carbono e têm tido um desenvolvimento imparável no sector automobilístico. Ao mesmo tempo, a questão da segurança dos veículos eléctricos tem sido alvo de grande atenção. Para assegurar a integridade e a durabilidade dos veículos, é necessário efectuar periodicamente “exames médicos” aos veículos eléctricos e proceder à monitorização de longo prazo e eficaz do desempenho das baterias, de modo a maximizar a eficiência, a vida útil e o valor global dos veículos, sendo a monitorização em tempo real um desafio ainda maior. A Universidade Politécnica de Macau desenvolveu um sistema inovador de monitorização de rede, equipado com uma tecnologia de aprendizagem de máquina, com baixo custo de design de hardware e alta eficiência, que permite monitorizar, em tempo real, o estado de funcionamento dos veículos e reportar anormalidades. Os resultados desta investigação aplicada foram testados anteriormente em veículos eléctricos puros, permitindo obter dados eficazes para uma análise profunda, o que contribui para acelerar o desenvolvimento sustentável do transporte automóvel.
Nova tecnologia para a monitorização em tempo real e de longo prazo
O sistema de monitorização de rede foi desenvolvido por uma equipa de investigação científica formada pela Faculdade de Ciências Aplicadas da Universidade Politécnica de Macau, Universidade de Bolonha (Itália) e Universidade da Califórnia em Los Angeles (Estados Unidos da América). Nos veículos eléctricos equipados com o sistema de autodiagnóstico (OBD-II), os investigadores recolheram e analisaram, através de inteligência artificial e algoritmos específicos de monitorização, dezenas de milhares de dados relevantes de alta frequência, incluindo os dados do sistema de gestão de baterias (BMS) e de energia eléctrica, para estimar o estado da bateria (SOH) e o estado de carga (SOC). O sistema aperfeiçoa eficazmente as variáveis de dados e a frequência de recolha, optimizando continuamente o desempenho dos veículos através da monitorização em tempo real. A estabilidade das baterias de veículos eléctricos influencia directamente a fiabilidade, a segurança e a vida útil dos veículos. Os investigadores realizaram testes extensivos in loco e recolheram dados através da condução real de veículos para encontrar uma solução melhor utilizando o referido sistema de monitorização para obter mais de 8 milhões de registos, em 500 horas de condução, e identificaram com sucesso centenas de potenciais problemas relacionados com o envelhecimento da bateria, que depois de ser solucionados, aumentam a estabilidade e a duração das baterias.
Fazer mais do que se pensa e criar novas oportunidades para o sector
A avaliação precisa do estado das baterias durante a operação dos veículos eléctricos é um grande desafio. A equipa de investigação foi mais longe do que se pensava e conseguiu concretizar a monitorização móvel, construindo um modelo de aprendizagem de máquina para o sistema de monitorização de rede, usando as tecnologias avançadas, como megadados, para obter dados de gestão da energia eléctrica e avaliar o estado da bateria, prevendo a temperatura média do conjunto de baterias para prevenir o sobreaquecimento. Com o diagnóstico dos potenciais riscos, o sistema pode ajudar os fabricantes de veículos eléctricos a compreender melhor o desempenho dos veículos, permitindo aumentar a segurança e melhorar a experiência de condução. Para além disso, a aprendizagem de máquina pode ajudar a promover o desenvolvimento da avaliação do estado da bateria baseada em dados, e no futuro, a tecnologia de ponta dos sensores dos veículos eléctricos poderá ser usada em sistemas de condução automática. Com o aumento exponencial do número de veículos eléctricos, as novas tecnologias irão alterar a situação do mercado, criando novas oportunidades de modelo de negócios e serviços e elevando ainda mais o valor dos veículos eléctricos. Na sequência da optimização contínua da forma de monitorização e manutenção dos veículos eléctricos, o desempenho dos veículos eléctricos e a eficiência ambiental dos mesmos também têm vindo a ser melhorados, o que contribui para um controlo mais eficaz das emissões de carbono, promovendo o desenvolvimento sustentável da sociedade e melhorando a mudança climática global.
Inovar em conjunto para estabelecer uma cidade com condições ideais de vida
O tema da protecção ambiental e das cidades inteligentes atraiu a atenção de todo o mundo. No momento em que o Governo da RAEM promove a construção de Macau como uma cidade com condições ideais de vida, a Universidade Politécnica de Macau empenha-se em desenvolver produtos patenteados para serem divulgados internacionalmente, entre os quais se destaca o “Sistema de Monitorização Ambiental em Tempo Real baseado em Nuvem - Canarin”, destinado principalmente à monitorização e avaliação ambiental, e à protecção do património cultural. A UPM aplicou esta tecnologia aos patrimónios mundiais, nomeadamente, a histórica biblioteca da Universidade de Coimbra, em Portugal, bem como o Centro Histórico de Bolonha, na Itália, onde estão a ser recolhidos parâmetros ambientais como partículas suspensas, radiação ultravioleta, pressão atmosférica, temperatura e humidade. Após a monitorização e avaliação no âmbito de protecção ambiental, o Sistema ajuda a elaborar as estratégias de avaliação ambiental.
Em Maio de 2023, a Universidade Politécnica de Macau e a Universidade de Coimbra criaram, em conjunto, o Laboratório Conjunto de Investigação em Tecnologias Avançadas para Cidade Inteligente, aproveitando as vantagens de ambas as partes nas áreas da educação e das tecnologias de informação, para desenvolver a investigação em disciplinas com grande impacto no desenvolvimento da cidade inteligente, incluindo a ciência da computação, inteligência artificial e tecnologias de informação e comunicação, formando a próxima geração de investigadores científicos, promovendo o intercâmbio académico e da investigação a nível internacional, de modo a contribuir para a construção de uma ecologia de inovação colaborativa no âmbito da tecnologia inteligente.
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