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UPM aumenta o potencial de duração dos veículos eléctricos através da inovação científica para construir uma cidade com condições ideais de vida
A Universidade Politécnica de Macau formou uma equipa de investigação internacional para desenvolver a investigação interdisciplinar e de aplicação inovadora
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.
Neste contexto, 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 e Universidade da Califórnia em Los Angeles. 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.
Design de hardware do novo sistema de monitorização de rede
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.
Investigador – Chou Ka Seng
“Ter por base os estudantes” na formação de quadros qualificados na área da inovação tecnológica
A Universidade Politécnica de Macau dedica-se à investigação aplicada e interdisciplinar, e incentiva a investigação conjunta entre professores e alunos, tendo por lema “ter por base os estudantes”. Chou Ka Seng, doutorado em Tecnologia Informática Aplicada, é líder na investigação científica do sistema de monitorização de rede. Chou Ka Seng foi aluno do Curso de Licenciatura em Informática na Universidade Politécnica de Macau e, durante o seu estudo, com base num dos resultados da investigação científica, criou um sistema portátil de monitorização ambiental, em tempo real, baseado em nuvem, que foi classificado no 2.º lugar na Ásia-Pacífico na “International ICT Innovative Services Awards 2023”.
Desde a criação do sistema de protecção ambiental e de monitorização da qualidade do ar, até às tecnologias de monitorização dos veículos eléctricos, Chou Ka Seng não se esquece das suas intenções originais, explorando incansavelmente o desconhecido científico. Segundo o mesmo: "A Universidade Politécnica de Macau dispõe de ricos recursos de inovação científica que me permitiram, durante o período de estudo, explorar os temas de inovação tecnológica e científica em diversas áreas, bem como trocar opiniões com os investigadores de todo o mundo. Tudo isto são oportunidades criadas pela ciência e tecnologia. Espero que possa contribuir para o desenvolvimento da cidade inteligente através da inovação na investigação científica. "
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 na histórica biblioteca da Universidade de Coimbra, em Portugal, bem como no 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, sendo um grande avanço na integração indústria-academia-investigação.
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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