Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Orientador : Celso Pascoli Bottura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barreto_Gilmar_M.pdf: 14150036 bytes, checksum: e20375b423f7a232d97b0cf83d561feb (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Neste trabalho objetiva-se dar uma introdução ao tópico veículo elétrico a bateria, abordando a finalidade deste meio de transporte, os parâmetros que determinam seu desempenho, a fonte de energia, o sistema de acionamento e o seu controle e finalmente baseados nos itens anteriores apresentamos como avaliar o desempenho de veículos elétricos e seu sistema de energia através de programas computacionais. Como parte experimental para comprovação do modelo apresentado relatamos o projeto e construção de um veículo elétrico desenvolvido durante a elaboração deste trabalho e experimentos efetuados com baterias chumbo-ácido em diversas condições de operação. Conclusões, comentários e sugestões para trabalhos futuros na área de veículos elétricos são elaboradas / Mestrado / Mestre em Ciências

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

BARROZO, F. E. O. Conversor CC-CC bidirecional em corrente para aplicação em veículos elétricos. 2010. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-15T18:49:55Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_feobarrozo.pdf: 3669890 bytes, checksum: 0bbe16c838d86562536c697f8f3be9f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-18T18:20:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_feobarrozo.pdf: 3669890 bytes, checksum: 0bbe16c838d86562536c697f8f3be9f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T18:20:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_feobarrozo.pdf: 3669890 bytes, checksum: 0bbe16c838d86562536c697f8f3be9f7 (MD5) Previous issue date: 2010-08-12 / This work presents study of a DC-DC converter based on three states switching cell for application in Electric Vehicles (EVs). The converter is designed to operate in two modes: step up mode (boost) and step down mode (buck). The presented topology enables the bidirectionality of energy, with situations that is returned by the bus load formed by a group of batteries. A quantitative and qualitative analysis converter is done, the converter is designed for a output power of 10 kW, assuming a linear load. It is further performed a modeling and control study for the boost mode of operation in order to obtain a voltage bus to drive a traction motor of electric vehicle. To verify the working principle of the converter, was implemented in laboratory a prototype of 1 kW. / Este trabalho apresenta o estudo de um conversor CC-CC baseado em uma célula de comutação de três estados para aplicação em Veículos Elétricos (VEs). O conversor é projetado para funcionar em dois modos de operação: modo elevador (boost) e abaixador (buck). A topologia apresentada possibilita a bidirecionalidade de energia, havendo situações que esta é devolvida pela carga ao barramento formado por um grupo de baterias. Uma análise quantitativa e qualitativa do conversor é realizada; o conversor é projetado para uma potência de 10 kW, considerando uma carga linear. É realizada ainda uma modelagem e estudo de controle para o modo de operação boost a fim de se obter um barramento de tensão que acione um motor de tração do veículo elétrico. Para verificar o princípio de funcionamento do conversor foi implementado em laboratório, um protótipo de 1 kW.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Área de Especialização de Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Este trabalho foi desenvolvido com a finalidade de reunir o conhecimento necessário para a aplicação da tração elétrica no transporte urbano e, desta maneira, auxiliar na diminuição dos impactos nocivos causados pelo homem ao meio ambiente. É sabido que 80% das emissões jogadas na atmosfera provém do escapamento de veículos equipados com motores de combustão interna. Estas emissões são responsáveis diretas pelo chamado efeito estufa que notoriamente tem causado alterações climáticas indesejadas em nosso planeta. Segundo especialistas, estas alterações no clima já estão ocasionando quebras na produção agrícola, doenças respiratórias e outros problemas sociais. Visando minimizar estes danos ao ambiente, várias empresas já concluíram que faz-se necessário desenvolver uma tecnologia para tornar nossos veículos menos poluentes. Uma das tecnologias pesquisadas e que mais tem prosperado ultimamente é a da célula de combustível. Independentemente da tecnologia a ser adotada, já é consenso entre os pesquisadores e engenheiros que a tração elétrica será o sistema adotado nos futuros veículos. Seja movido à célula de combustível, baterias ou outro meio, o motor elétrico será o componente principal do veículo do futuro. É imperativo que a tecnologia da tração elétrica seja dominada de maneira a permitir que países em desenvolvimento também possam projetar veículos limpos e assim participar do esforço mundial por um futuro livre do efeito estufa Vários países já exploram as vantagens do veículo elétrico. Pode-se encontrar disponíveis comercialmente opções variadas que vão desde motonetas até caminhões e ônibus elétricos. Ainda assim o veículo elétrico não apresenta um preço compatível com a renda da maioria dos habitantes de países em desenvolvimento. Como alternativa a este problema pode-se adotar o processo em que um veículo convencional equipado com motor de combustão interna é convertido para operar através da tração elétrica. Este processo requer um conhecimento específico já que exige habilidade para especificar a potência nominal do motor (e conseqüentemente a faixa de torque em que este operará) e a capacidade do banco de baterias para que se possa atingir a autonomia desejada para o veículo. Para tal fim, o trabalho descreve e valida, através de experimentação, o método proposto pela Bosch para a determinação dos coeficientes de arrasto aerodinâmico e de rolamento. De posse destes coeficientes é possível especificar o motor e baterias a serem utilizados na conversão. Este trabalho demonstra ainda que o veículo elétrico proporciona mais economia em relação ao veículo convencional ao mesmo tempo que ajuda a reduzir drasticamente a emissão de gases geradores do efeito estufa.

LAFUENTE, C. O. Carregador de baterias monofásico para aplicação em veículos elétricos. 2011. 154f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2011-12-12T16:18:45Z No. of bitstreams: 1 Disertacao Mestrado UFC Orellana-Lafuente Cesar Versao Impressao.pdf: 3817761 bytes, checksum: 96b0267569b1f6198a84b72f6ddcdc39 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2011-12-12T16:19:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Disertacao Mestrado UFC Orellana-Lafuente Cesar Versao Impressao.pdf: 3817761 bytes, checksum: 96b0267569b1f6198a84b72f6ddcdc39 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-12T16:19:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disertacao Mestrado UFC Orellana-Lafuente Cesar Versao Impressao.pdf: 3817761 bytes, checksum: 96b0267569b1f6198a84b72f6ddcdc39 (MD5) Previous issue date: 2011-07 / This work presents a single-phase battery charger for electric vehicles. This converter is composed by two energy processing stages and a digital circuit to control the voltage across the batteries and their respective charging current. The first stage is a high power factor ACDC bridgeless converter, while the second one consists on a ZVS (Zero Voltage Switching) high frequency isolated DC-DC full-bridge converter. For both converters, the qualitative and quantitative analyses have been performed, as well as design examples have been presented in order to ease the components calculation. Finally, a prototype that allows charging up to eight series-connected 12 V batteries has been built. The system specifications are: AC input voltage of 220 V ±15%; DC output voltage of 120 V; DC output current of 20 A; and average output power of 2.4 kW. / Este trabalho apresenta o estudo de um carregador de baterias monofásico aplicado a veículos elétricos. Este carregador é composto por dois estágios de processamento de energia e um circuito digital de supervisão para controlar a tensão sobre o banco de baterias e a corrente de recarga das mesmas. O primeiro estágio consiste de um conversor CA-CC bridgeless com característica de alto fator de potência, e o segundo estágio é representado por um conversor CC-CC fullbridge com isolamento em alta frequência e comutação sob tensão nula (Zero Voltage Switching – ZVS). Para ambos os conversores, foi realizada uma análise qualitativa e quantitativa, bem como apresentados exemplos de projeto para facilitar o dimensionamento dos componentes. Finalmente, com os componentes escolhidos, foi montado um protótipo que permite carregar de uma até oito baterias de 12 V conectadas em série. O sistema apresenta como especificações: tensão de entrada alternada de 220 V±15%; tensão de saída contínua de 120 V; corrente de saída contínua de 20 A; e potência média de saída de 2,4 kW.

CASTRO, E. S. Impacto de veículos elétricos na operação em regime permanente de sistemas de distribuição. 2015. 142 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-22T14:17:41Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_escastro.pdf: 3341095 bytes, checksum: dc791612599913ef2c8471753e33a496 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-23T17:51:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_escastro.pdf: 3341095 bytes, checksum: dc791612599913ef2c8471753e33a496 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T17:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_escastro.pdf: 3341095 bytes, checksum: dc791612599913ef2c8471753e33a496 (MD5) Previous issue date: 2015-06-15 / This work aims to quantify the impact in the steady state operation of a distribution system when electric vehicles are connected. It is worth noting that the connection of them may cause significant changes in the voltage profile, in the degree of voltage unbalance and in the electrical losses of the system. In order to make this analysis, a three-phase power flow program was developed in MATLAB language. This program is based on the Ladder Iterative Technique and it contains models of overhead distribution lines, underground distribution lines, spot loads, distributed loads connected in wye and delta, step voltage regulators, capacitor banks, three-phase transformers and the model of an electric vehicle. This model allows simulation of a real electric vehicle of model Tesla Roadster, produced by Tesla Motors. The test system used in all simulations was the IEEE 13 bus. Moreover, the methodology consisted in simulate the system with the voltage regulator and without the voltage regulator under heavy load and light load conditions. The electric vehicle was connected to a specific system’s bus and it were considered that it could work as a load or as a distributed generator with or without positive sequence voltage control. Constants configurations of the electric vehicles were considered for the heavy load and light load cases. The results of the simulations reveal there was voltage violation due to the connection of electric vehicles acting as loads in the test system under heavy load conditions without voltage regulator. When they operate as generators, they can maintain the voltage unbalance under the allowed 2%, turning the system’s voltages more balanced. There were significant reductions when the electric vehicles acted as a load (71.1%) and as generator (77.5%) on the total real power losses when the system operated with voltage regulator on the substation and the electric vehicles operated with positive sequence voltage control (specified at 1,0 pu) / Este trabalho tem o objetivo de quantificar o impacto da conexão de veículos elétricos na operação em regime permanente de um sistema de distribuição. É visto que a conexão dos mesmos pode causar mudanças significativas no perfil de tensões, no grau de desequilíbrio de tensão e nas perdas elétricas do sistema. Para realizar essa análise, desenvolveu-se um programa de fluxo de potência trifásico na linguagem MATLAB. O programa é baseado na técnica iterativa de escada. Foram implementados nesse programa modelos de linhas de distribuição aéreas e subterrâneas, modelos de cargas concentradas e distribuídas conectadas em delta e em estrela, modelos de reguladores de tensão, modelos de banco de capacitores, modelo de transformadores trifásicos e o modelo do veículo elétrico. Esse modelo permite simular o veículo elétrico Tesla Roadster da Tesla Motors. O sistema teste utilizado em todas as simulações foi o sistema IEEE 13 barras. A metodologia utilizada consistiu em simular o sistema sem regulador de tensão e com o regulador de tensão, em carga pesada e em carga leve. O veículo elétrico foi conectado a uma barra do sistema e considerou-se que o mesmo podia funcionar como carga ou gerador distribuído sem e com controle de tensão de sequência positiva no ponto de conexão. Adotou-se disposições constantes de veículos elétricos para os casos de carga pesada e carga leve. Os resultados das simulações revelam que houve violação de tensão devido à inserção de veículos elétricos atuando como carga no sistema teste em carga pesada sem regulador de tensão. Já quando operam como gerador, os veículos elétricos diminuem o grau de desequilíbrio em média, podendo mantê-lo abaixo do limite permitido de 2 %, tornando assim as tensões das barras trifásicas do sistema mais equilibradas. Houve reduções significativas quando os veículos elétricos atuaram como carga (71,1 %) e como gerador (77,5 %) na perda de potência ativa total do sistema quando o sistema operou com regulador de tensão na subestação e os veículos elétricos operaram com controle de tensão de sequência positiva (especificada em 1,0 pu)

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2864_DissertacaoMestradoJohannesAnneBruinsma.pdf: 26835595 bytes, checksum: 46ce839ea72f1808ec54d11182c08828 (MD5) Previous issue date: 2009-04-24 / Este trabalho é baseado em um motor usado no sistema de propulsão elétrica para um barco pequeno de velejar. Aeficiência em um sistema elétrico de propulsão é de considerável importãncia, porque a quantidade de energia disponível é limitada pelo espaço e pelo peso da bateria. Como o barco é usado na maioria das vezes em condições de estado estacionário, com uma carga de 0,3 a 0,6 da potência nominal do motor, o controle do rendimento nesta região contribui com o aumento da distância máxima em uma carga de bateria. Omotor é uma máquina síncrona de imã permanente. Em Inglês, “Permanent Magnet Synchronous Machine ou PMSM”, e este motor já tem um rendimento razoável. Devido à eficiência e outros benefícios, este motor é usado frequentemente nos veículos elétricos que dá uma contribuição ao futuro da tecnologia sustentável. Uma especificação típica devido à construção do rotor, que para este motor não é comum, dá possibilidade para melhorar ligeiramente o rendimento por meio do controlador do motor. Mesmo que o aumento no rendimento seja pequeno, a execução no controlador não tem a necessidade de circuítos adicionais ou de algoritmos sofisticados. Normalmente o controlador do motor é operado em condição de torque máximo por ampère. Conclui-se neste trabalho que, para este motor específico, uma variação pequena no fluxo melhora o rendimento total do motor. Para controladores normais a corrente de magnetização Id é mantida em 0A, quando na essência deste trabalho é mostrado que uma melhoria no rendimento pode ser conseguida quando esta corrente é alterada ou seja Id 6= 0. Portanto, como o barco é usado na maioria das vezes em condições de estado estacionário com uma carga de 0,3 a 0,6 da potência nominal, o rendimento nesta região contribuirá para aumentar à distância máxima da carga da bateria. Para relacionar a eficiência do motor em perspectiva do sistema, uma análise da propulsão completa é descrita nesta dissertação. O modelo de um motor idealizado e de um controlador usado, é adotado da literatura e usado para simulações. Uma análise detalhada das perdas que ocorrem no motor estendem o modelo. Com o modelo estendido, a simulação tem capacidade de prever o rendimento e a adaptação do controlador para estudar a influência no rendimento. Para a condição de funcionamento em regime permanente o rendimento é observado enquanto as parâmetros do controlador são variados. Os resultados da simulação mostram que o rendimento ótimo para este motor depende dos ajustes do controlador e pode ser aperfeiçoado para determinadas condições. Após a simulação para diversas condições, uma série de medidas é feita para validar o trabalho teórico. Mostra-se que, essencialmente, o rendimento ótimo pode ser conseguido para os ajustes do controlador como encontrado durante a simulação. Para a aplicação típica, o método proposto neste trabalho é fácil de executar, um valor de corrente Id calculado baseado no valor do comando será suficiente para aperfeiçoar o rendimento em alguns pontos percentuais. Durante as medidas mostra-se que uma segunda variável pode ser usada para melhorar o rendimento do sistema, este método não é estimado e não é simulado, por estar fora do escopo do trabalho. Esta variável ajusta a tensão do barramento C.C. que para estado estacionário não afeta o controle do motor. Com as conclusões e o método proposto, este trabalho pretende dar uma contribuição para aumentar a utilização desse tipo de motor na propulsão elétrica de barcos.

Este trabalho foi desenvolvido com a finalidade de reunir o conhecimento necessário para a aplicação da tração elétrica no transporte urbano e, desta maneira, auxiliar na diminuição dos impactos nocivos causados pelo homem ao meio ambiente. É sabido que 80% das emissões jogadas na atmosfera provém do escapamento de veículos equipados com motores de combustão interna. Estas emissões são responsáveis diretas pelo chamado efeito estufa que notoriamente tem causado alterações climáticas indesejadas em nosso planeta. Segundo especialistas, estas alterações no clima já estão ocasionando quebras na produção agrícola, doenças respiratórias e outros problemas sociais. Visando minimizar estes danos ao ambiente, várias empresas já concluíram que faz-se necessário desenvolver uma tecnologia para tornar nossos veículos menos poluentes. Uma das tecnologias pesquisadas e que mais tem prosperado ultimamente é a da célula de combustível. Independentemente da tecnologia a ser adotada, já é consenso entre os pesquisadores e engenheiros que a tração elétrica será o sistema adotado nos futuros veículos. Seja movido à célula de combustível, baterias ou outro meio, o motor elétrico será o componente principal do veículo do futuro. É imperativo que a tecnologia da tração elétrica seja dominada de maneira a permitir que países em desenvolvimento também possam projetar veículos limpos e assim participar do esforço mundial por um futuro livre do efeito estufa Vários países já exploram as vantagens do veículo elétrico. Pode-se encontrar disponíveis comercialmente opções variadas que vão desde motonetas até caminhões e ônibus elétricos. Ainda assim o veículo elétrico não apresenta um preço compatível com a renda da maioria dos habitantes de países em desenvolvimento. Como alternativa a este problema pode-se adotar o processo em que um veículo convencional equipado com motor de combustão interna é convertido para operar através da tração elétrica. Este processo requer um conhecimento específico já que exige habilidade para especificar a potência nominal do motor (e conseqüentemente a faixa de torque em que este operará) e a capacidade do banco de baterias para que se possa atingir a autonomia desejada para o veículo. Para tal fim, o trabalho descreve e valida, através de experimentação, o método proposto pela Bosch para a determinação dos coeficientes de arrasto aerodinâmico e de rolamento. De posse destes coeficientes é possível especificar o motor e baterias a serem utilizados na conversão. Este trabalho demonstra ainda que o veículo elétrico proporciona mais economia em relação ao veículo convencional ao mesmo tempo que ajuda a reduzir drasticamente a emissão de gases geradores do efeito estufa.