Orientador: Pedro Magalhães Sobrinho / Coorientador: Teófilo Miguel de Souza / Banca: Fernando Augusto Silva Marins / Banca: José Antonio Perrella Belestieri / Banca: Osisris Canciglieri Júnior / Banca: Jamil Haddad / Resumo: O aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera tem causado grande preocupação na comunidade científica e levado lideranças do mundo todo a discutir maneiras de enfrentar as causas e efeitos deste fenômeno de escala mundial. Neste contexto, a integração de meios de transporte ambientalmente amigáveis, na frota de veículos, é um anseio de toda a sociedade. Neste trabalho, propõe-se um novo método de otimização e decisão, que visa colaborar para a solução do problema da introdução de veículos elétricos plug-in nas cidades brasileiras, sendo adotada uma abordagem baseada nos conceitos dos métodos AUGMECON e BWM. O problema é modelado considerando os aspectos econômicos, ambientais, energéticos e sociais mais relevantes para a correta avaliação do tema, bem como equaciona e avalia o conflito entre os múltiplos objetivos envolvidos. A estrutura hierárquica de decisão é composta por quatro critérios principais e treze subcritérios, além de um conjunto de alternativas que representam os níveis de inserção leve (1%), moderado (3%), elevado (5%), massivo (10%) e a não-inserção de veículos elétricos na frota. A validação da consistência e utilidade do método proposto foi realizada a partir da aplicação do mesmo nas cidades de São Paulo e Brasília, sendo que os resultados apontam a melhor alternativa de inserção dos veículos elétricos, sob a perspectiva do tomador de decisão, considerando dois cenários distintos. No cenário I, que prioriza apenas os critérios econômicos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increase of greenhouse gases concentration in the atmosphere has caused great concern in the scientific community and led global leaders to discuss ways to tackle the causes and effects of this global phenomenon. In this context, the integration of environmentally friendly means of transportation in the vehicle fleet is a yearning of the whole society. In this work, a new method of optimization and decision is proposed, which aims to collaborate for solving the problem of plug-in electric vehicles integration in Brazilian cities, adopting an approach based on the concepts of AUGMECON and BWM methods. The problem is modelled considering the economic, environmental, energy and social aspects most relevant to the correct evaluation of the issue, as well as equates and assesses the trade-off between the multiple objectives involved. The hierarchical decision structure consists of four main criteria and thirteen sub-criteria, as well as a set of alternatives that represent the deployment levels light (1%), moderate (3%), high (5%), massive (10%) and the non-adoption of electric vehicles in the fleet. The validation of the consistency and usefulness of the proposed method was performed from applying such a method in the cities of São Paulo and Brasília, and the results point the best electric vehicles integration alternative, from the decision maker perspective, considering two different scenarios. In scenario I, which prioritizes only the economic criteria of the problem, the ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

This work was supported in part by FCT-Fundação para a Ciência e a Tecnologia de Portugal, under the grant SFRH/BD/47973/2008 and within the framework of the Project "Green Island" with the Reference MIT-PT/SES-GI/0008/2008, by the European Commission within the framework of the European Project MERGE - Mobile Energy Resources in Grids of Electricity, contract nr. 241399 (FP7) and by INESC Porto - Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto / Tese de doutoramento. Sistemas Sustentáveis de Energia. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Orientador: Victor Orlando Gamarra Rosado / Banca: Fernando de Azevedo Silva / Banca: João Zangrandi Filho / Banca: Maurício Guimarães da Silva / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: O presente trabalho de pesquisa consiste na concepção de um veículo motorizado elétrico modular de acoplamento universal em qualquer modelo de cadeira de rodas mecanomanual. Trata-se de um equipamento eletro-mecânico, disponibilizado em forma de acessório, com estrutura física simplificada e alta tecnologia eletrônica aplicada capaz de proporcionar ao cadeirante maior liberdade de movimentação sem desgastes físicos. A aliança entre o design inclusivo e a área médica pode se relevar um passo importante na obtenção de produtos direcionados para as necessidades reais de pessoas com condições físicas e psíquicas particulares, melhorando o seu bem-estar e capacidade de execução de atividades no dia a dia. Desta forma, o presente trabalho é direcionado pelos fundamentos do design inclusivo com o principal ponto focal no usuário, mas que apresenta outros dois importantes pilares adotados em sua metodologia de desenvolvimento, sendo eles, o benchmarkig e o estudo de Normas Técnicas aplicadas no desenvolvimento de equipamentos assistivos. São apresentadas as etapas de desenvolvimento, ensaios com base em Normas Técnicas e teste de usabilidade. Busca-se evidenciar todo o processo de design de equipamento, assim como o estudo teórico de estabilidade e montagem do protótipo funcional. Os ensaios baseados na Norma Técnica ABNT NBR ISO 7176 permitem o entendimento do comportamento dinâmico e funcional do protótipo em termos de estabilidade estática, eficácia dos freios, consumo de energia... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The thesis consists in the conception of a modular electric motor vehicle that can be attached in any model of standard wheelchair. It is an electro-mechanical equipment, available as an accessory, with a simplified physical structure and high applied electronic technology capable of giving the wheelchair greater freedom of movement without physical wear and tear. The union between inclusive design and the medical field can be an important step in obtaining products aimed at the real needs of people with particular physical and psychological conditions, improving their well-being and ability to do their daily activities. In this way, the thesis is guided by the fundamentals of inclusive design with the main focal point in the user, by the way presents two other important pillars adopted in its development methodology, being the benchmarkig and the study of Technical Standards applied in the development of Assistive devices. The stages of development are presented, tests based on Technical Standards and usability testing. The aim of this work is to demonstrate the whole process of equipment design, as well as the theoretical study of stability and assembly of the functional prototype. The tests based on the Technical Standard ABNT NBR ISO 7176 allow the understanding of the dynamic and functional behavior of the prototype in terms of static stability, brake efficiency, power consumption, maximum speed, acceleration, deceleration and obstacle transposition capacity. Finally, we... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Samuel Euzédice de Lucena / Banca: Márcio Abud Marcelino / Banca: Inácio Bianchi / Banca: Carlos Yujiro Shigue / Banca: Neusa Maria Franco de Oliveira / Resumo: Veículos elétricos são considerados a melhor alternativa aos veículos com motores de combustão interna, apresentando vantagens bastante significativas, tais como: emissão zero de poluentes, alta eficiência dos motores elétricos e baixa emissão de ruído acústico. O sistema de propulsão de um veículo elétrico consiste basicamente de uma ou mais fontes de energia, um ou mais motores, conversores de potência, componentes eletrônicos, componentes mecânicos para transmissão de torque e velocidade e rodas com pneus. Neste trabalho é proposta a modelagem de um sistema de propulsão para um veículo elétrico, que inclui o modelo dinâmico veicular para movimento longitudinal, o modelo dinâmico do motor elétrico, o modelo do conversor utilizado para acionamento do motor e o modelo do sistema de controle. Devido às características bastante adequadas para aplicação em sistemas de propulsão automotiva, o motor de indução trifásico é o selecionado para estudo. A estratégia de controle para acionamento do motor, foco deste trabalho, é o Controle Vetorial Direto Orientado pelo Fluxo do Estator, que garante alto desempenho, rápida resposta dinâmica e apresenta insensibilidade à variação de parâmetros do motor durante sua operação. São desenvolvidas novas técnicas para a reconstrução dos sinais das tensões do estator a partir de sinais de controle PWM do conversor e da tensão DC que alimenta o inversor e estimativa da amplitude e posição angular do vetor espacial do fluxo do estator, primordial p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Electric vehicles are the best alternative to internal combustion engines vehicles, presenting significant advantages such as: zero emission of pollutants, high efficiency of electric motors and low noise emission. Basically, an electric vehicle propulsion system consists of one or more energy sources, one or more engines, power converters, electronic components, mechanical components for torque and speed transmission, and wheels with tires. This work proposes the modeling of a propulsion system for an electric vehicle, which includes the dynamic vehicle model for longitudinal movement, the dynamic model of the electric motor, the model of the converter used as motor driver and the model of the control system. Due to very suitable characteristics for application in automotive propulsion systems, three-phase induction motor is chosen for this study. Focus of this work, Direct Stator-FluxOriented Vector Control is the control strategy for the motor drive, which guarantees high performance, fast dynamic response and insensitivity due motor parameters variation during its operation. New techniques are developed for the reconstruction of the stator voltages signals from the PWM control signals of the converter and the DC voltage that feeds the inverter and the estimation of the amplitude and angular position of the spatial vector of the stator flux, primordial for the adopted control strategy. Modeling is developed using PSIM software and simulation results are presented / Doutor

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Co-orientador: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Falcondes José Mendes de Seixas / Banca: Ruben Barros Godoy / Resumo: Com a evolução da tecnologia das baterias, a indústria automobilística percebeu o potencial promissor dos veículos elétricos e vem investindo fortemente em carros de passeio, oferecendo o veículo híbrido (combustível líquido e eletricidade) como atrativo ao público mais conservador, além de trabalhar na evolução do sistema elétrico dos automotores. Com perspectivas de um futuro não muito distante no Brasil, este trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de gerenciamento de energia entre um banco de baterias de íons de lítio e supercapacitores, englobando o processo de frenagem regenerativa. A topologia de condicionamento de energia empregada consiste na conexão em cascata de dois conversores CC-CC bidirecionais de energia elétrica, cuja função é o controle da transferência de potência entre os armazenadores de energia supracitados e a máquina de tração do veículo. A energia recuperada, através da operação da máquina de tração como gerador, é armazenada nos acumuladores de energia, sendo o fluxo de energia dependente do nível de carga de cada acumulador. Para o desenvolvimento da lógica de controle do sistema, as características de carga e capacidade de transferência de potência dos elementos acumuladores de energia elétrica é levada em consideração, uma vez que é empregado um sistema híbrido de armazenadores de energia (baterias/supercapacitores), aproveitando as vantagens de cada uma das tecnologias. Para a etapa de simulação e análise da lógica de controle e para o gerenciamento do sistema, a plataforma Matlab/Simulink ® foi escolhida em função da facilidade de prototipagem através da plataforma de implementação DSpace ® . Como resultado prático desse trabalho, um protótipo de baixa escala contemplando lógica programável de gerenciamento de energia foi desenvolvido, tendo como vantagem a flexibilidade de implementação de novas ... / Abstract: With the batteries' technology evolution, the automobile industries noted the vehicle's promising potential and comes strongly investing in passenger cars, offering the hybrid electric vehicles (liquid and electricity fuels), attracting the more conservative public, besides working on the evolution of automotive electrical systems. With prospects of a not too distant future in Brazil, this work is the development of energy management system between a battery and a supercapacitor packs, including regenerative breaking process. The electrical energy conditioning topology adopted is the cascaded configuration of two bidirectional DC- DC converters, which provide the energy power flow between energy storage components aforementioned and the vehicle traction machine. The regenerated energy, drawn from the traction machine in generator mode, is stored in the power conditioners, where the power flux depends on the charge condition of each one of the conditioners. For the control logic development, the storage system characteristics and the conditioners power transfer capacity are considered, once a hybrid energy storage system (batteries/supercapacitors) is used, taking into account the advantages of each technology. For simulation analysis and control logic management system, the Matlab/Simulink ® software was chosen because its integration to the DSpace ® platform and implementation easiness. The practical results involve a small-scale prototype, covering a programmable energy management logic, with the advantage of allowing the flexibility of new management roles implementation through programming functions / Mestre

Um problema que as empresas distribuidoras de energia elétrica convivem são as quedas repentinas no fornecimento, causando inúmeros prejuízos tanto para essas empresas quanto para seus consumidores. Essa dissertação apresentará uma ferramenta que utilizará conhecimentos de sistemas de informações geográficas junto com o uso de inferência nebulosa para orientar a disposição de veículos híbridos (elétricos e à combustão) que podem operar como mini-usinas elétricas no abastecimento de localidades que esteja necessitando de energia em um determinado momento. Para isso, será levantada uma base de dados com características dos veículos híbridos e locais necessitados, dados esses que alimentarão um sistema nebuloso agregado à ferramenta MapServer e a um SIG (Sistema de Informações Geográficas) para, dessa forma, mostrar como saída do sistema qual veículo estará mais apto naquele instante para abastecer o local da demanda de energia. / A problem that electric energy companies have to face is the power outage, which causes innumerable damages for both companies and consumers. This dissertation describes a tool that joins Geographic Information Systems knowledge to Fuzzy Logic knowledge to guide the distribution of hybrid vehicles (electric and combustion) that can operate as mini electric power plants to supply places that need electrical power. For this, a database will be built with the characteristics of vehicles and places in need. The data will supply a Fuzzy system joined to a MapServer tool and a GIS (Geographic Information System), showing which vehicle will be more capable in that moment to supply the place in energy demand.

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T12:30:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AliandroHenriqueCosta_D.pdf: 8979890 bytes, checksum: bb6cc54449e1618ad7164f703818f79b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A tendência nas grandes metrópoles é de substituir a frota de veículos à combustão por veículos elétricos e híbridos. Estes veículos, em geral, usam banco de baterias como fonte de energia de mobilidade, preservando o meio ambiente, além de armazenar a energia gerada pelo motor durante as frenagens regenerativas, economizando energia. Tais sistemas de frenagens são auxiliados por módulos de ultracapacitores, que absorvem os picos de potência, preservando a vida útil das baterias. Com o avanço mundial no setor automobilístico, novas tecnologias têm surgido e com isto, a solicitação do sistema por atrito durante as frenagens tem sido preservada ou ampliada. O esforço de frenagem em veículos elétricos e híbridos é compartilhado entre os sistemas por atrito e regenerativo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a possibilidade de utilização de diferentes materiais de atrito de pastilhas de freio comerciais para aplicações com frenagem regenerativa em veículos elétricos ou híbridos. Para a realização dos experimentos foi utilizado um dinamômetro especialmente desenvolvido, instalado no Departamento de Projeto Mecânico da FEM - Unicamp. Um planejamento experimental fatorial fracionário permitiu o estudo da influência de variáveis envolvidas na avaliação do comportamento do coeficiente de atrito, que são a porcentagem de frenagem mecânica e elétrica, a desaceleração, a velocidade e a temperatura. Os resultados experimentais mostram que o procedimento proposto pode ser utilizado para identificar a pastilha mais adequada, ou seja, a que apresenta a menor variação do coeficiente de atrito / Abstract: The tendency in large cities is to replace the fleet of engine operated vehicles by electric and hybrid vehicles. These vehicles generally use a bank of batteries as the mobility energy source, preserving the environment and storing the energy generated by the motor during the regenerative braking, saving energy. Such braking systems are aided for modules of ultracapacitors, which absorb the peaks of power, preserving the life of batteries. With the world advances in automobile engineering, new technologies have emerged and with this, the request of the system by friction during the braking has been preserved or even increased. Brake efforts of electric and hybrid vehicles are shared between the friction and regenerative systems. This work aimed to evaluate the possibility of using different materials of friction for commercial brake pads applied with regenerative braking systems of electric and hybrid vehicles. The experiments were performed using a specially developed dynamometer installed in the Department of Mechanical Design - FEM at University of Campinas, Brazil. A fractional factorial design was used to take the factor of influences in account. They are identified and the main factors are: percentage of electrical and mechanical braking, deceleration, sliding speed and temperature. The experimental results show that the procedure can be used to identify the more suitable material, which presents the smallest variation of friction coefficient / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: José Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T18:42:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_FellipeSaldanha_M.pdf: 10358371 bytes, checksum: 43197de07c314068d99689affe6298a7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os conversores CC-CC possuem importantes aplicações no aproveitamento de fontes renováveis de energia elétrica e nos veículos elétricos. Nestas aplicações, muitas vezes é desejável que o conversor opere com elevado ganho de tensão. Esta dissertação investiga topologias de conversores CC-CC não isolados, que possuem potencial de trabalhar com elevado ganho de tensão. Uma das topologias estudadas, o interleaved double dual boost, é utilizado parademonstrar as técnicas de projeto e controle do conversor. São apresentados resultados experimentais para este conversor. / Abstract: The DC-DC converters have important applications in the electric energy generation using renewable energy sources and in the electric vehicles. In those applications, it is often required that the converter operates with high voltage gain. This work investigates some non-insulated topologies of DC-DC converters that can be used when high voltage gain is necessary or convenient. One of the studied topologies, the six-phase interleaved double dual boost, is used to demonstrate the design and control techniques. Experimental results for this converter are presented. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ennio Peres da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T02:55:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_PauloFabricioPalhavam_D.pdf: 3151457 bytes, checksum: db3c498b322d05294acffaaed5b498df (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho realizou-se um estudo sobre a produção de hidrogênio eletrolítico em estações de abastecimento para o suprimento de uma frota hipotética de veículos utilizando células a combustível na cidade de São Paulo. Realizou-se uma projeção da frota de veículos leves para a cidade de São Paulo para o ano de 2020. Com base na frota projetada estimou-se o número de veículos utilizando células a combustível passíveis de serem abastecidos pelas estações de abastecimento. Utilizando um comparativo entre o número de estações de abastecimento de GNV, o número de veículos utilizando GNV e o custo de instalação dos postos de abastecimento de GNV estimou-se a capacidade de produção das estações de abastecimento de hidrogênio. Realizou-se o dimensionamento dos principais componentes da estação de abastecimento de hidrogênio dentro de três cenários. Utilizando os custos de investimento para a instalação das estações de abastecimento de hidrogênio nos três cenários calculou-se o custo de produção do hidrogênio e o custo do quilômetro rodado para os veículos utilizando células a combustível. Obteve-se como resultado um custo de produção do hidrogênio de 2,68 R$.m-3, 2,14 R$.m-3e 2,07 R$.m-3 para os cenários 1, 2 e 3 respectivamente e, de 0,32 R$.km-1, 0,25 R$.km-1e 0,24 R$.km-1 para o custo do quilômetro rodado. Realizou-se também um estudo do impacto da introdução da eletricidade utilizada para a produção do hidrogênio na composição da matriz energética do setor de transportes. / Abstract: In this work it was made a study about electrolytic hydrogen production in fuelling stations for supplying a hypothetical fleet of fuel cell vehicles in São Paulo city. A lightweight fleet projection for the year 2020 in São Paulo city was made. Based on the estimative fleet, the number of vehicles using fuel cells and able to be refueled on these fueling stations was calculated. The hydrogen fueling station production capacity was calculated using a comparison with the number of natural gas fueling stations, the number of natural gas vehicles and the investment amount necessary for a natural gas station implementation. The major system components were calculated in three scenarios. The hydrogen production costs for each scenario and the driving costs were calculated, achieving as results a hydrogen cost of 2,68 R$.m-3, 2,14 R$.m-3 and 2,07 R$.m-3and driving costs of 0,32 R$.km-1, 0,25 R$.km-1 and 0,24 R$.km-1. An impact study for the introduction of electricity in the transportation energy matrix due to the hydrogen production was also made. / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Antonio Siqueira Dias / Acompanha 1 CD-R / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:20:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_PauloHenriquedeOliveira_M.pdf: 1347912 bytes, checksum: 86c17d3e935cd0c95c11539e4590d844 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O aumento da poluição nos grandes centros urbanos tem levado a uma busca incessante de soluções tecnológicas para a substituição dos veículos com motor a combustão por outra fonte de energia, sendo que os veículos elétricos têm se apresentado como uma das alternativas mais promissoras para um futuro próximo. Entretanto, um dos problemas a resolver na utilização de veículos puramente elétricos é o abastecimento (recarga das baterias) nas ruas. Neste trabalho é apresentado o projeto, desenvolvimento e implementação de um protótipo de um ponto de fornecimento de energia elétrica pré-paga usando cartões indutivos. O protótipo desenvolvido operou dentro das especificações e normas aplicáveis ao setor de medida de energia elétrica. Outras aplicações para este equipamento estão sendo estudadas, como por exemplo na venda de energia elétrica para residências de baixa renda. / Abstract: The increasing in pollution caused by combustion engines in large cities has motivated the search for new technologies to replace these engines, and the electrical vehicle is a promissing alternative in the near future. However, one of the problems that remains to be solved is charging these vehicles in the streets. This works presents the design, development and implementation of a pre-paid point of sale of electrical energy equipment which uses inductive cards. The developed prototype meets the specifications and rules of the Brazilian electrical sector for the energy meters. Other applications for this pre-paid energy meter are being considered, as, for example, in selling pre-paid energy to low. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica