�rea Cient�fica: Electrónica de Potência
Desenvolvimento de um Veículo Eléctrico Plug-In
Publicada a 2010-11-22
Aluno: Delfim Duarte Rolo Pedrosa      N�mero: 42986       Email: delfimpedrosa@gmail.com
Data in�cio: 23/10/2008      Data Conclus�o: 26/07/2010 

Orientador(es):
Nome: João Luiz Afonso      Email: jla@dei.uminho.pt   

Arguente(s):
Nome: Carlos Couto       Email: ccouto@dei.uminho.pt 
Data da defesa: 26/07/2010      

Descri��o:

Esta dissertação apresenta como objectivo o desenvolvimento de um Veículo Eléctrico Plug-In, a qual será orientada pelo Doutor João Luiz Afonso.

Os Veículos Eléctricos / Híbridos cada vez mais são uma importante aposta para a sociedade, devido aos rumores que o petróleo pode acabar por volta de 2050 e à necessidade de reduzir a emissão de dióxido de carbono para a atmosfera, conforme previsto no protocolo de Kyoto, implementado de forma definitiva em 1997, onde os países membros se comprometeram em reduzir a emissão dos gases do efeito de estufa em cerca de 5,2% entre 2008 e 2012, em relação a 1990 [1-5].

Em princípio um Veículo Eléctrico pode ser equipado com qualquer tipo de motor eléctrico, contudo, com o avanço da Electrónica de Potência, e com o melhoramento das ligas magnéticas para a construção de imãs, actualmente o que apresenta melhores características em termos de eficiência e durabilidade é o motor síncrono de imãs permanentes [6-10].

O armazenamento de energia em Veículos Eléctricos pode se realizar de diferentes formas, por meio de Baterias, Células de Combustível e Ultracondensadores. Actualmente é mais utilizado o armazenamento através de baterias de Hidreto Metálico de Níquel (NiMH), devido à alta densidade de energia e ao uso de metais não tóxicos por este tipo de baterias. Para o futuro próximo prevê-se que estas serão substituídas por baterias de iões de Lítio, que apresentam uma maior densidade de energia por peso, auto-descarga menor do que as de NiMH, e que já não mais apresentam problemas com a temperatura (este foi um problema que desfavoreceu a utilização das baterias de iões de Lítio nos últimos anos). Os Ultracondensadores são óptimos para utilizar quando o Veículo Eléctrico possui travagem regenerativa, pois apresentam uma curva de carga superior à das baterias, contudo possuem uma grande desvantagem, o preço muito elevado [10-19].

Ao longo da dissertação também será feito um estudo de técnicas de controlo a serem utilizadas para controlar o motor eléctrico aplicado ao carro, bem como a simulação das partes electrónicas constituintes do Veículo Eléctrico, com o uso de programas de simulação apropriados para este fim.

[1] http://pt.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Quioto
[2] http://www.brasilescola.com/geografia/protocolo-kyoto.htm
[3] Lisa McIntosh Sundstrom, Laura A. Henry, "Russia and the Kyoto Protocol: Seeking an Alignment of Interests and Image", Canadian Political Science Association, Congress of the Humanities and Social Sciences, Saskatoon, Saskatchewan, 30 de Maio a 1 de Junho, 2007.
[4] Sean Walker, Keith W. Hipel, Fellow, "Strategic Analysis of the Kyoto Protocol", IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, ISIC, pp. 1806 1811, 7-10 de Outubro, 2007.
[5] http://www.foundation.bw/ItsTheOil.htm
[6] http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=ima-motores-veiculos-eletricos-resistente-calor
[7] J. Lindstrom, J. Hellsing, J. Luomi, "Design of high-efficiency electrical motors for a hybrid electric vehicle", Department of Electric Power Engineering, Chalmers University of Technology, Goteborg, Sweden, 1996.
[8] Neil Sclater, John E. Traister, "Handbook of Electrical Design Details", McGraw Hill, 2ª Edição, 2003.
[9] http://www.iconocast.com/Porto1/A8EZ4/News2.htm
[10] James Larminie, John Lowry, "Electric Vehicle Technology Explained", John Wiley & Sons Ltd, Dezembro, 2003.
[11] Sandeep Dhameja, "Electric Vehicle Battery Systems", Newnes, Setembro, 2001.
[12] Mehrdad Ehsani, Yimin Gao, Sebastien E. Gay, Ali Emadi, "Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles: Fundamentals, Theory, and Design (Power Electronics and Applications Series)", CRC Press, Dezembro, 2004.
[13] http://www.ifeletronic.kit.net/inform05.htm
[14] http://www.ifeletronic.kit.net/inform03.htm
[15] http://www.ifeletronic.kit.net/inform.htm
[16] http://www.oslenhas.activems.com.br/dicasbateriascarregadores.htm
[17] http://www.brasilmergulho.com/port/artigos/2006/030.shtml
[18] http://www.earthtoys.com/emagazine.php?issue_number=05.02.01&article=maxwell
[19] http://www.glyn.co.nz/images/glyn_anz/maxwell_overview_diagram1.gif 


Objectivos:
  • Pesquisa sobre o "estado da arte" dos Veículos Eléctricos e Híbridos. Pesquisa sobre os motores eléctricos utilizados, os sistemas de armazenamento de energia (baterias, ultracondensadores, etc). Pesquisa sobre técnicas de controlo para os inversores que accionam os motores e para o sistema de carregamento dos elementos armazenadores de energia (1 mês).
  • Estudo das soluções para armazenamento de energia por carregamento e por travagem regenerativa. (1 mês)
  • Estudos sobre os diferentes tipos de motores, selecção do tipo de motor a ser utilizado, e realização de ensaios no motor a ser empregue no Veículo Eléctrico. (1 mês)
  • Estudo com recurso a simulações computacionais utilizando Matlab/Simulink/ /SimPowerSystems e PSCAD de Estratégias de Controlo e Topologias aplicáveis aos sistemas de accionamento de motores para veículos eléctricos, com travagem regenerativa e com optimização dos consumos de energia proveniente dos elementos armazenadores. (1 mês)
  • Estudo da plataforma para desenvolvimento do sistemas de controlo Veículo Eléctrico a ser implementado (DSP/microcontrolador Texas Instruments TMS320F2812). (1mês)
  • Estudo e desenvolvimento do conversor CC-CA bidireccional a ser utilizado entre os elementos armazenadores de energia e o motor do Veículo Eléctrico. (1 mês)
  • Implementação do Veículo Eléctrico (partes eléctricas e partes mecânicas). (2meses)
  • Realização de ensaios do Veículo Eléctrico (2 meses).
  • Escrita da dissertação de Mestrado. (2 meses)

 


Links importantes:
www.sinus-pq.com

Palavras chave:
Veículo Eléctrico Plug-In, Travagem Regenerativa, Baterias, Ultracondensadores, Accionamento de Motores Eléctricos

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