Дык нет проблем - Реле берешь, естественно, на 4В. Измеряешь
текущее напряжение, выставляешь скважность в зависимости от
напряжения и на транзисторный ключ для обмотки реле. Все. Ты вроде
пользуешь сейчас STM32 - там уж найдется 1 вход АЦП + таймер для
ШИМ... Если напряжение падает из-за подключения реле, то
отслеживать это дело можно в процессе включения.