Nome do Projeto
Acionamento e Controle de Motores Elétricos em Aplicações Automotivas
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
04/10/2023 - 04/10/2027
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
O uso generalizado de combustíveis fósseis para transporte começou durante a Revolução Industrial no século XIX, aproximadamente há 200 anos, e desde então tem sido uma prática comum em todo o mundo. Durante esse período, o uso contínuo de combustíveis fósseis para veículos motorizados contribuiu significativamente para as emissões de gases de efeito estufa e os danos ambientais associados. Em resposta a esses problemas, houve um aumento no incentivo ao uso de veículos elétricos para atender à demanda de transporte. Alguns estudos recentes têm se concentrado em tornar os veículos elétricos mais eficientes, com um foco particular no sistema conversor-motor e na frenagem regenerativa, que recupera energia desperdiçada durante a frenagem. O processo de regeneração de energia visa tornar a energia desperdiçada durante a frenagem adequada para reutilização, reduzindo assim as perdas de energia e aumentando a eficiência energética dos veículos. Esse método é aplicável a uma variedade de veículos elétricos, desde motocicletas até carros, e tem o potencial de aumentar a autonomia desses veículos sem a necessidade de aumentar o tamanho das baterias. No sistema de frenagem regenerativa, a energia é recuperada usando um motor de tração elétrico que é acionado durante o tempo de frenagem, transformando-se em um gerador elétrico. A energia produzida é então armazenada nas células da bateria ou num flywheel para uso posterior. Neste projeto de pesquisa, serão utilizados motores elétricos de tração, conversores e controladores no contexto dos veículos elétricos.

Objetivo Geral

Os objetivos gerais do Projeto de Pesquisa são os seguintes:

1. Projetar um sistema acionamento veicular usando motor de tração elétrico.

2. Integrar o sistema com o veículo .

3. Desenvolver algoritmos de controle eficientes para o motor elétrico de tração, garantindo que ele funcione tanto como motor durante a aceleração quanto como gerador durante a frenagem regenerativa de forma otimizada.

4. Realizar simulações detalhadas usando software de simulação para analisar o comportamento do sistema em diferentes condições.

5. Conduzir testes práticos em um ambiente controlado para validar o desempenho do sistema de acionamento veicular

6. Contribuir para o avanço da pesquisa em tecnologias de veículos elétricos, especificamente no campo de sistemas de regeneração de energia usando motores elétricos.

7. Documentar todas as fases do projeto, incluindo design, implementação, testes e resultados.
Disseminar os resultados por meio de artigos científicos, apresentações em conferências e outras formas de publicação acadêmica.






Justificativa

As justificativas do Projeto de Pesquisa são os seguintes:

1. Sustentabilidade Ambiental:
Redução de Emissões: Reduzir as emissões de gases de efeito estufa e outros poluentes do ar, ajudando a mitigar as mudanças climáticas e melhorar a qualidade do ar nas áreas urbanas.
Conservação de Recursos Naturais: Diminuir a dependência de combustíveis fósseis, preservando os recursos naturais finitos e reduzindo a exploração e extração desses recursos.
2. Eficiência Energética:
Uso Eficiente de Energia: Aproveitar a energia cinética desperdiçada durante a frenagem para aumentar a eficiência geral do veículo elétrico, tornando-o mais eficiente em termos energéticos.
Redução do Consumo de Energia: Contribuir para a redução do consumo global de energia, especialmente em setores de transporte que historicamente têm uma alta demanda energética.
3. Economia de Recursos e Custos:
Economia de Combustível: Reduzir a dependência de combustíveis fósseis, resultando em economias de custos a longo prazo para os consumidores e para a economia em geral.
Inovação Tecnológica: Estimular a inovação tecnológica no campo de veículos elétricos, aumentando a competitividade da indústria automobilística no mercado global.
4. Impacto Social:
Criação de Empregos: Promover o desenvolvimento de tecnologias verdes, que pode levar à criação de empregos em setores relacionados à pesquisa, desenvolvimento, produção e manutenção de veículos elétricos e sistemas associados.
Melhoria da Qualidade de Vida: Contribuir para uma melhor qualidade de vida nas cidades ao reduzir a poluição do ar e o ruído associado aos veículos movidos a combustíveis fósseis.
5. Apoio a Políticas Públicas e Regulamentações:
Alinhamento com Metas Ambientais: Apoiar políticas públicas voltadas para a redução das emissões de gases de efeito estufa e o cumprimento de metas ambientais estabelecidas pelos governos.
Estímulo à Adoção de Veículos Elétricos: Ajudar a superar as barreiras à adoção de veículos elétricos, tornando-os mais eficientes e aumentando a confiança do público nessa tecnologia.
6. Pesquisa Científica e Acadêmica:
Contribuição para o Conhecimento: Contribuir para a base de conhecimento científico e tecnológico no campo de veículos elétricos e sistemas de regeneração de energia, fornecendo dados e informações para pesquisas futuras.
Essas justificativas podem variar de acordo com o contexto local, as necessidades da indústria e os objetivos específicos do projeto, mas em geral, destacam a importância de adotar tecnologias mais limpas e eficientes para enfrentar os desafios ambientais e energéticos enfrentados pela sociedade contemporânea.





Metodologia

A metodologia será a seguinte:
1. Revisão Bibliográfica:
Realizar uma revisão detalhada da literatura existente sobre sistemas de regeneração de energia, motores elétricos, e tecnologias relacionadas a veículos elétricos. Compreender as últimas pesquisas, tecnologias e metodologias utilizadas em projetos similares.
2. Definição de Requisitos:
Identificar e definir claramente os requisitos de carga mecânica do veículo elétrico em diferentes velocidades e do sistema de regeneração de energia. Isso inclui a capacidade de armazenamento de energia, a eficiência do sistema, os requisitos de integração com o veículo, entre outros.
3. Projeto e Simulação:
Projetar o sistema de acionamento (conversor-controlador-motor) e regeneração de energia, incluindo os componentes do motor elétrico, sistema de controle eletrônico, e o sistema de armazenamento de energia.
Utilizar software de simulação para modelar o comportamento do sistema em diferentes condições de operação. Realizar simulações para otimizar o design e o controle do sistema.
4. Construção e Implementação:
Construir o sistema de regeneração de energia com base no design e nos resultados das simulações. Isso pode envolver a montagem de componentes eletrônicos, instalação de sensores, e integração com o sistema elétrico do veículo.
Desenvolver ou adaptar algoritmos de controle para o motor elétrico, garantindo uma operação eficiente tanto como motor durante a aceleração quanto como gerador durante a frenagem.
5. Testes e Avaliação:
Realizar testes práticos em condições controladas para avaliar o desempenho do sistema. Isso inclui testes de regeneração de energia durante a frenagem, análise da eficiência do sistema, e validação dos resultados das simulações.
Coletar dados experimentais para análise, comparando os resultados obtidos com as expectativas do projeto.
6. Análise de Dados e Interpretação:
Analisar os dados coletados durante os testes, comparando o desempenho do sistema com os objetivos definidos no início do projeto.
Interpretar os resultados à luz das teorias e conceitos revisados na literatura, identificando sucessos, desafios e áreas para melhorias.
7. Aprimoramento e Otimização:
Com base nos resultados dos testes e na análise, realizar ajustes no sistema para melhorar sua eficiência, desempenho e confiabilidade.
Explorar possíveis otimizações no design, nos algoritmos de controle ou em outros componentes do sistema para alcançar melhorias significativas.
8. Documentação e Comunicação:
Documentar detalhadamente o processo de construção, os resultados dos testes, as conclusões e as recomendações.
Preparar relatórios técnicos e apresentações para comunicar os resultados aos colegas de pesquisa, à comunidade científica e a outros interessados.





Indicadores, Metas e Resultados

Abaixo estão os indicadores, metas e resultados esperados do projeto:

Indicadores:
Eficiência de Regeneração: Indica a porcentagem da energia cinética recuperada durante a frenagem em relação à energia total dissipada. Meta: Alcançar uma eficiência de regeneração de, por exemplo, 70%.

Autonomia Aumentada: Mede o aumento percentual na autonomia do veículo elétrico devido à regeneração de energia. Meta: Aumentar a autonomia em pelo menos 5%.

Custo do Sistema: Avalia o custo total do sistema de regeneração de energia em relação ao custo de sistemas similares no mercado. Meta: Desenvolver um sistema que seja 5% mais econômico em termos de custo.

Tempo de Recarga: Mede o tempo necessário para recarregar as baterias após um ciclo de condução. Meta: Reduzir o tempo de recarga em 5% em comparação com veículos elétricos sem regeneração.

Metas:
Desenvolvimento Funcional do Sistema: Construir e implementar um sistema de regeneração de energia funcional para um veículo elétrico usando motores de tração elétrico, incluindo todos os componentes necessários.

Eficiência Energética: Aumentar a eficiência geral do veículo elétrico em pelo menos 5% através da regeneração de energia.

Confiabilidade e Segurança: Garantir que o sistema seja seguro para uso, atendendo a todas as normas e regulamentações de segurança, e que seja confiável durante várias condições de operação.

Validação Experimental: Realizar testes experimentais em situações do mundo real para validar a eficácia do sistema de regeneração de energia.

Resultados Esperados:
Demonstração de Funcionalidade: Demonstrar que o sistema é capaz de recuperar energia eficientemente durante a frenagem e armazená-la nas baterias do veículo.

Aumento na Autonomia: Mostrar um aumento significativo na autonomia do veículo devido à regeneração de energia, evidenciado por testes de condução em diferentes condições de terreno e carga.

Eficiência Energética Melhorada: Apresentar dados que comprovem a melhoria na eficiência energética do veículo elétrico, indicando uma redução no consumo de energia por quilômetro percorrido.

Relatório Técnico e Científico: Produzir um relatório técnico e científico completo que descreva o processo de desenvolvimento, os métodos utilizados, os resultados obtidos, as análises realizadas e as conclusões alcançadas.

Potencial de Aplicação Comercial: Identificar as possíveis aplicações comerciais do sistema de regeneração de energia, destacando seus benefícios para fabricantes de veículos elétricos, operadores de frota e consumidores individuais.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
BRENDA BIERHALS
CARLOS GUILHERME DA COSTA NEVES8
ELMER ALEXIS GAMBOA PENALOZA2
EMANOEL ANGELO BORGES DE JESUS
GABRIEL HACKBARDT MORALES
HERICK DALL AGNOL NUNES
LIDIA MARTINELLI DE OLIVEIRA
LUCAS BILHALVA MAIA
MARLON MAURICIO HERNANDEZ CELY2
SIGMAR DE LIMA2

Página gerada em 26/02/2024 05:04:54 (consulta levou 0.138927s)