Scientific area: Electrónica de Potência
Carregador de Baterias com Correção do Fator de Potência para Utilização
Submited 2015-01-23
Student: Hélder José Magalhães Gomes       Number: 55603       Email: a55603@alunos.uminho.pt
Start date: 06/10/2014   

Supervisor:
Name: Júlio M. Sousa B. Martins
Email: jmartins@dei.uminho.pt   

Description:

 Hoje em dia, devido à grande preocupação com as alterações climáticas e à subida generalizada dos preços dos combustíveis fósseis importados por países que destes têm uma grande dependência, torna-se necessário modificar o atual paradigma de mobilidade e dar prioridade à eficiência energética [1].
 Apesar dos combustíveis fósseis continuarem a fornecer a maior parte da energia utilizada no mundo, dos quais o petróleo permanece como a maior fonte de energia, o consumo de petróleo tem sofrido várias alterações em todos os setores, exceto no setor dos transportes. Segundo o relatório international energy outlook, cerca de 30% do total da energia fornecida no mundo é utilizada para o transporte, prevendo-se que o setor dos transportes aumente a sua participação no consumo total de petróleo no mundo até 61% em 2035 [2].
 Desta forma, o desenvolvimento do setor dos transportes é um fator muito importante na melhoria da eficiência energética a nível mundial. Neste sentido, a principal alternativa ao atual paradigma passa pela aposta na mobilidade elétrica, apoiada principalmente pelos avanços tecnológicos em diferentes áreas, como sistemas de eletrónica de potência, mecânica e de informação [1].
 Atualmente, já se encontram em desenvolvimento diferentes tipos de Veículos Elétricos (VEs) em alternativa aos veículos com motor de combustão interna. Isto abrange os Veículos Elétricos Híbridos (VEHs), os Veículos Elétricos a Bateria (VEBs), os Veículos Elétricos Híbridos Plug-in (VEHPs) e os Veículos de Célula de Combustível [1][3].
 A numerosa disponibilização de diferentes modelos por parte dos diversos fabricantes de automóveis, demonstra que os VEs são cada vez mais populares no mercado automóvel [1]. Hoje em dia, os sistemas de armazenamento de energia mais utilizados em VEs são, as baterias eletroquímicas, os ultracondensadores e as células de combustível, sendo as baterias eletroquímicas o sistema de armazenamento de energia mais utilizado dos três sistemas acima referidos [1][6].
 Contudo, para que os VEs se tornem cada vez mais uma solução eficaz de transporte sustentável, é necessário vencer alguns desafios significativos relacionados com as baterias, como, o elevado custo, ciclo de vida, tempo de carregamento, autonomia, peso e falta de infraestruturas de carregamento. Por estes motivos os VEs ainda não obtiveram uma ampla aceitação [4][5][6]. A aposta massiva nos VEs vai então depender fortemente do desenvolvimento dos sistemas de armazenamento de energia e dos sistemas de carregamento das baterias, principalmente no que concerne ao seu custo e desempenho.
 No âmbito da dissertação de mestrado foi proposto o desenvolvimento de um sistema de carregamento de baterias on-board, com fluxo de energia unidirecional (G2V) e correção do fator de potência (PFC-Power Factor Correction). Este carregador de baterias será constituído por um conversor ca-cc e pelo controlo digital. Uma vez que objetivo final será implementar este sistema no CEPIUM (Carro Elétrico Plug-In da Universidade do Minho), pretende-se desenvolver um sistema de carregamento compacto, robusto e eficiente.


Objectives:

Este trabalho envolverá as seguintes objectivos:
1. Pesquisa sobre o “estado da arte” dos sistemas para carregamento de baterias de veículos elétricos. Pesquisa sobre os conversores, elementos armazenadores (baterias), etc. Pesquisa sobre topologias e técnicas de controlo para sistemas para carregamento de baterias de veículos elétricos.
2. Estudos sobre os Conversores CA-CC e CC-CC utilizados em sistemas para carregamento de baterias de veículos elétricos.
3. Estudo com recurso a simulações computacionais utilizando PSIM e/ou Matlab/Simulink de Estratégias de Controlo e Topologias aplicáveis ao sistema a desenvolver.
4. Estudo da plataforma para desenvolvimento do sistema de controlo a ser implementado (pode ser o DSP/microcontrolador Texas Instruments TMS320F28335).
5. Desenvolvimento do Sistema de Controlo (inclui Sistema de Condicionamento de Sinal).
6. Desenvolvimento do Andar de Potência.
7. Realização de ensaios ao Carregador de Baterias em bancada.
8. Realização de ensaios ao Carregador de Baterias integrado no CEPIUM (Carro Elétrico Plug-In da Universidade do Minho).
9. Escrita da Dissertação de Mestrado.


Keywords:
Correção do Fator de Potência, conversores CA-CC, conversores CC CC,carregador de baterias

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