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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40207| Título: | Sustainable energy storage: a 60 v/2.5 kwh system powered by second-life electric vehicle batteries |
| Título(s) alternativo(s): | Armazenamento de energia sustentável: um sistema de 60 v / 2,5 kwh alimentado por baterias de segunda vida de veículos elétricos |
| Autor(es): | Garcia, Lucas Ricardo Amato |
| Orientador(es): | Font, Carlos Henrique Illa |
| Palavras-chave: | Baterias elétricas Energia - Armazenamento Veículos elétricos Electric batteries Energy storage Electric vehicles |
| Data do documento: | 19-Dez-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | GARCIA, Lucas Ricardo Amato. Sustainable energy storage: a 60 v/2.5 kwh system powered by second-life electric vehicle batteries. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025. |
| Resumo: | Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação experimental de um sistema de armazenamento de energia de segunda-vida (SLBESS), construído a partir de módulos de baterias do veículo elétrico Renault Kangoo com aproximadamente oito a dez anos de operação prévia. Motivado pela crescente demanda por soluções sustentáveis e de baixo custo, o estudo investiga a viabilidade técnica de reutilização desses módulos em aplicações estacionárias. O objetivo principal consistiu na caracterização eletroquímica dos módulos recuperados e na implementação de sua integração em uma arquitetura de 60 V e 40 A. A metodologia compreendeu a avaliação do Estado de Saúde (SoH), a medição da resistência interna por meio de testes HPPC, o desenvolvimento de uma arquitetura elétrica com proteções ativas baseadas em BMSecircuito de pré-carga, e a construção de um conjunto mecânico com gerenciamento térmico forçado. Os resultados experimentais demonstraram desempenho consistente. Sob ciclos controlados, o sistema apresentou capacidade efetiva de 46,1 Ah, eficiência energética de ciclo completo de 93,36% e eficiência coulômbica de 99,84%. A estabilidade térmica foi mantida abaixo de 31°C durante descarga contínua, e a lógica de proteção respondeu adequadamente a condições de falha induzidas. Esses resultados confirmam a viabilidade técnica do SLBESS desenvolvido e sua aplicabilidade em redes de baixa tensão, contribuindo para a extensão do ciclo de vida das baterias de íons de lítio e para a transição para sistemas energéticos mais resilientes e sustentáveis. |
| Abstract: | This work presents the development and experimental validation of a second-life battery energy storage system (SLBESS) constructed from Renault Kangoo electric vehicle modules with approximately eight to ten years of prior operation. Motivated by the growing demand for sustainable and low-cost storage solutions, the study investigates the technical feasibility of repurposing these modules for stationary applications. The main objective was to characterize the electrochemical condition of the recovered cells and implement their integration into a 60 V, 40 A energy storage architecture. The methodology comprised State of Health (SoH) assessment, internal resistance evaluation through HPPC testing, the design of an electrical architecture incorporating an active protection strategy based on a BMS and pre-charge circuitry, and the construction of a mechanical enclosure with forced thermal management. Experimental results demonstrated consistent and reliable performance. Under controlled cycling, the system delivered an effective capacity of 46.1 Ah, a round-trip energy efficiency of 93.36%, and a coulombic efficiency of 99.84%. Thermal stability was maintained below 31°C during continuous discharge, and the protection logic responded correctly to induced fault conditions. These findings confirm the technical viability of the developed SLBESS and its potential applicability in low-voltage distribution networks, contributing to extended battery lifecycle utilization and supporting the transition toward more resilient and sustainable energy systems. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40207 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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