O interesse por veículos elétricos voltou a crescer nos últimos anos, principalmente, devido às questões ambientais e de eficiência energética. Aliado ao desenvolvimento de fontes e acumuladores de energia com densidades de energia e potência maiores que viabilizam a utilização de veículos elétricos em substituição parcial dos veículos com motores a combustão interna, já surgem comercialmente no mercado alguns modelos de veículos elétricos. Neste contexto, também cresce a necessidade de recursos humanos capacitados e ferramentas auxiliares para o dimensionamento dos componentes dessa nova geração de veículos automotores. Este trabalho apresenta uma metodologia simples e direta de dimensionamento do sistema de tração para veículos elétricos autônomos, bem como os resultados de uma aplicação prática da utilização desta metodologia no desenvolvimento de veículos elétricos fora de estrada para transporte de pessoas e de material. A comparação entre os resultados práticos obtidos com os cálculos realizados mostra que a metodologia, com o equacionamento completo e abrangente apresentado, fornece resultados com excelente exatidão. / The interest in electric vehicles is growing again in recent years, mainly due to environmental concerns and energy efficiency issues. Combined with the development of energy storage devices with higher power and energy densities that enable the use of electric vehicles, some models already appear commercially in the market replacing vehicles with internal combustion engines in specific applications. In this context, it also increases the need for trained human resources and auxiliary tools for designing the components of this new vehicles generation. This dissertation presents a simple and direct methodology of propulsion system design for autonomous electric vehicles as well as the results of a practical application of using this methodology in the development of off-road electric vehicles for people and material transport. The comparison between the practical results obtained with the calculations shows that the methodology, with the complete and comprehensive equations presented, provides results with excellent accuracy.

Submitted by PPG Engenharia El?trica (engenharia.pg.eletrica@pucrs.br) on 2018-10-31T13:57:50Z No. of bitstreams: 1 SILVIO CESAR ANTUNES DUTRA_DIS.pdf: 2550584 bytes, checksum: 3dae5cef4ef20b66d5c7a4db79ae5cad (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-11-01T11:50:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SILVIO CESAR ANTUNES DUTRA_DIS.pdf: 2550584 bytes, checksum: 3dae5cef4ef20b66d5c7a4db79ae5cad (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-01T12:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SILVIO CESAR ANTUNES DUTRA_DIS.pdf: 2550584 bytes, checksum: 3dae5cef4ef20b66d5c7a4db79ae5cad (MD5) Previous issue date: 2018-08-31 / Power converters are widely used in the context of power electronics. In the same way that transformers have a fundamental role in applications involving AC circuits, power converters modify voltage magnitudes in DC circuits. These devices can either present an output voltage higher than the input voltage, acting as a Boost converter, or lower, acting, in this case, as a Buck converter. The input and output signals can also present either a voltage source or a current source behavior, depending on the topology. This work presents a systematic study of the D converter operating in the continuous conduction mode, in permanent regime, including the qualitative and quantitative analyzes, resulting in a methodology of dimensioning of the converter, as well as its modeling in space of states, which makes feasible studies of control strategies for it. Although this is not a new topology, this converter has recently been reintroduced due to its ability to increase efficiency in the energy conversion process, especially in photovoltaic systems. However, this research is fully justified given the lack of similar work for the D converter topology. This study was validated from tests performed in the PSIM simulation software, in addition to MATLAB / SIMULINK. A laboratory prototype was specially constructed for validation purposes in a rapid prototyping platform, as well as the consequent implementation in a PCI, for use in future works. / Os conversores est?ticos s?o amplamente utilizados no contexto da eletr?nica de pot?ncia. Da mesma forma que os transformadores t?m papel fundamental nas aplica??es que envolvem circuitos alimentados em corrente alternada, os conversores est?ticos realizam a transforma??o de magnitudes de tens?o em circuitos de corrente cont?nua. Tais dispositivos podem tanto apresentar em sua sa?da um valor de tens?o superior em rela??o ao sinal de entrada, atuando como elevadores, quanto inferior, atuando, neste caso, como redutores. Estes tamb?m podem apresentar suas sa?das ou entradas com um comportamento de fonte de tens?o ou corrente, dependendo da topologia utilizada. Este trabalho apresenta um estudo sistematizado do conversor D operando no modo de condu??o cont?nua, em regime permanente, incluindo as an?lises qualitativa e quantitativa, resultando em uma metodologia de dimensionamento do conversor, bem como a sua modelagem em espa?o de estados, o que viabiliza estudos de estrat?gias de controle para o mesmo. Apesar de n?o se tratar de uma nova topologia, recentemente este conversor foi reintroduzido, devido a sua capacidade de aumentar a efici?ncia no processo de convers?o de energia, especialmente em sistemas fotovoltaicos. Esta pesquisa encontra justificativa dada a inexist?ncia de trabalhos semelhantes especificamente para a topologia do conversor D. Este estudo foi validado a partir de ensaios realizados no software de simula??o PSIM, al?m do MATLAB/SIMULINK. Um prot?tipo de laborat?rio foi especialmente constru?do para fins de valida??o em uma plataforma de prototipagem r?pida, bem como a consequente implementa??o do mesmo em uma PCI, para utiliza??o em trabalhos futuros.

O interesse por veículos elétricos voltou a crescer nos últimos anos, principalmente, devido às questões ambientais e de eficiência energética. Aliado ao desenvolvimento de fontes e acumuladores de energia com densidades de energia e potência maiores que viabilizam a utilização de veículos elétricos em substituição parcial dos veículos com motores a combustão interna, já surgem comercialmente no mercado alguns modelos de veículos elétricos. Neste contexto, também cresce a necessidade de recursos humanos capacitados e ferramentas auxiliares para o dimensionamento dos componentes dessa nova geração de veículos automotores. Este trabalho apresenta uma metodologia simples e direta de dimensionamento do sistema de tração para veículos elétricos autônomos, bem como os resultados de uma aplicação prática da utilização desta metodologia no desenvolvimento de veículos elétricos fora de estrada para transporte de pessoas e de material. A comparação entre os resultados práticos obtidos com os cálculos realizados mostra que a metodologia, com o equacionamento completo e abrangente apresentado, fornece resultados com excelente exatidão. / The interest in electric vehicles is growing again in recent years, mainly due to environmental concerns and energy efficiency issues. Combined with the development of energy storage devices with higher power and energy densities that enable the use of electric vehicles, some models already appear commercially in the market replacing vehicles with internal combustion engines in specific applications. In this context, it also increases the need for trained human resources and auxiliary tools for designing the components of this new vehicles generation. This dissertation presents a simple and direct methodology of propulsion system design for autonomous electric vehicles as well as the results of a practical application of using this methodology in the development of off-road electric vehicles for people and material transport. The comparison between the practical results obtained with the calculations shows that the methodology, with the complete and comprehensive equations presented, provides results with excellent accuracy.