"A Transversalidade da Ciência, Tecnologia e Inovações para o Planeta"
5 a 7 de outubro de 2021
Trabalho 15184
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Engenharia elétrica |
| Setor | Departamento de Engenharia de Produção e Mecânica |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Márcio Von Rondow Campos |
| Orientador | JOSEPH KALIL KHOURY JUNIOR |
| Outros membros | RODOLPHO VILELA ALVES NEVES |
| Título | Algoritmo de Controle Preditivo Inteligente para Sistemas de Armazenamento de Energia em Veículos Elétricos Leves |
| Resumo | Para garantir a mobilidade de um veículo, é necessário consumir energia para vencer as resistências da sua engrenagem, sair da sua inércia, vencer o atrito sobre o chão e manter sua tração controlada e estabilizada. Parte dessa energia é desperdiçada em calor por uma frenagem totalmente mecânica em veículos convencionais. Em veículos elétricos é possível regenerar parte dessa energia desperdiçada, porém as fontes armazenadoras de energia composta somente pelo conjunto de baterias são limitadas por faixa estreita de temperatura, tensão e capacidade de energia recuperada, além disso elas necessitam fornecer altos níveis de corrente elétrica para se equiparar com a potência mecânica desenvolvida, prejudicando sua vida útil atingindo altas temperaturas e desbalanceando a tensão de suas células em série ou strings. Uma alternativa para permitir que os veículos elétricos operem com maior alcance de forma segura e eficiente é a inserção de um banco de ultracapacitores como sistema de energia auxiliar. Essa fonte auxiliar, apesar de ter baixa capacidade energética, tem alta robustez contra as variações bruscas de corrente, consegue alcançar altos níveis de corrente de descarga e recarga, além de terem uma vida útil elevada de muitos ciclos de uso. Os veículos elétricos conseguem realizar frenagens elétricas mais rápidas e com maior qualidade, porém alto nível de energia é necessário ser dissipado nessas situações e ocorre elevadas perturbações na tensão dos controladores de carga. Dessa forma, este projeto desenvolve uma estratégia de controle com algoritmo automatizado e preditivo capaz de gerenciar novas fontes auxiliares de forma robusta contra altas variações de tensão no barramento de tensão contínua dos controladores dos motores elétricos. Com isto, permite recuperar alta energia em momentos de frenagem e protegendo as baterias, inversores e drivers mantendo-os em um regime de operação dentro de uma faixa eficiente e segura. O projeto foi desenvolvido a partir de modelagens matemáticas não lineares dos sistemas dinâmicos envolvidos: baterias, ultracapacitores, conversores, dinâmica veicular, controle de tração e dos motores elétricos síncronos de ímã permanente para veículos tipo Fórmula SAE de alta performance. Todos os modelos foram desenvolvidos em softwares de simulação (Matlab/Simulink, PLECs e Optimum Lap) e utilizados para o projeto da estratégia de controle a fim de gerenciar as fontes armazenadoras de energia e obter dados preditivos sobre as possíveis melhorias na eficiência dos sistemas dinâmicos implementados. Como resultados finais, obteve-se um aumento considerável da eficiência energética no ciclo de condução dos veículos elétricos, o controle é capaz de reduzir o pico de corrente na bateria em até 90% e é robusto contra os desvios de tensão com erro máximo de 6% no barramento dos controladores de tração. O controlador foi capaz de recuperar alta quantidade de energia e aumentar o alcance de condução dos veículos elétricos. |
| Palavras-chave | Sistemas de armazenamento de energia, veículos elétricos, fórmula SAE. |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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