NovaEnergia

o comutador do motor eléctrico do meu barco deu o berro.

já há uns tempos andava para fazer um controlador pwm para evitar dissipar energia nas resistências que de fábrica são intercaladas em série com o motor para controlo de velocidade, mas agora fiz mesmo.
estou a usar um microcontrolador pic, 2 drivers de mosfets tipo n ir2110 e 4 mosfets tipo n irf3205 para fazer uma ponte h, para poder manter também a marcha atrás.
até aqui tudo bem, não tneho dificuldades e tudo funciona.

mas na semana passada quase fiquei "a remos" durante um passei nos canais da cidade de aveiro e com a brincadeira fiz uma descarga bastante profunda da qual a bateria não deve ter gostado nada, em repouso ficou com 11.3 v, sob carga devia vir a 9v (o motor tem um indicador de tensão que deixa de indicar quando a bateria desce abaixo de 9.5v).

vai daí então estou a pensar integrar um indicador de estado de carga no controlador que estou a fazer.

as opções em que pensei:

medida da tensão da bateria - não funciona pois quando o motor está em velocidade razoável a tensão da bateria vai abaixo meio volt e a velocidade de topo então vai 1 volt abaixo. e o pior é que isto não é linear com o estado de carga.

contagem de coulombs - primeiramente é complicado para mim, mete integrações de corrente no tempo e eu tenho uma fobia meio irracional a cálculo integral que me está a dar muitas dores de cabeça nos estudos... depois, numa bateria de chumbo-ácido com água como tenho, a contagem de coulombs também não funciona uma vez que neste tipo de baterias, a sua capacidade (ah) varia conforme a taxa de descarga: se for uma descarga a 1/20 c ela apresenta 105 ah, mas se for uma descarga de 1/2 c (~50 a) como o motor do barco a topo costuma fazer ela já apresenta é uns 40 ah.
medi isto com um medidor watts-up que faz contagem de coulombs.

há mais alguma ideia para determinar o estado de carga da bateria?

será que terei mesmo que me matar a tentar fazer código em c para integrar a corrente sobre o tempo e fazer como se a bateria fosse de 40 ah para nunca ficar a pé e depois não aproveitar a bateria toda se fizer um passeio a meio gás?

além das malditas integrações, estabelecer uma base de tempo confiável num microcontrolador sem relógio de tempo real (rtc) e numa linguagem de alto nível em que não se sabe quantos ciclos da máquina cada instrução ocupa também não é fácil.

quando tiver dinheiro ainda se calhar compro 4 baterias thundersky de 100ah para fazer um pack de 13.2v, e com essas sim a descarregar a 0.5 c, a tensão ainda é um indicador fiável do estado de carga.

alguém me ajuda?

o método de contagem de coulombs é sem dúvida o mais correto, é verdade que as baterias têm capacidades diferentes consoante o débito, e não apenas as de chumbo, as da ts também sofrem um pouco desse problema, mas muito menos que as de chumbo.

para isso tens de criar um algoritmo que calcule a capacidade em função do débito de descarga (no manual da bateria aparecem esses dados) da bateria em tempo real, atenção que a capacidade também varia com a temperatura, logo também seria interessante esse mesmo algoritmo considerar a temperatura da bateria.

tiras umas medidas a relacionar a carga da bateria com a tensão com a "posição do acelerador". ficas com um mapa tridimensional que depois podes interpolar para teres uma ideia do soc quando o motor está ligado. não deves precisar de muitas medidas, isto deve ser relativamente linear (podes começar por medir os extremos e assumir que é linear). por exemplo, começar com estas medidas:

soc 100% motor 25% vbat v1
soc 100% motor 50% vbat v2
soc 100% motor 100% vbat v3
soc 0% motor 25% vbat v4
soc 0% motor 50% vbat v5
soc 0% motor 100% vbat v6