Desenvolvimento de sistemas de tração para veículos elétricos urbanos utilizando simulação em tempo real
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Date
2023-02-14Primeiro coorientador
Batschauer, Alessandro Luiz
Primeiro membro da banca
Vieira, Rodrigo Padilha
Segundo membro da banca
Rocha, Nady
Metadata
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Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um sistema de tração eletrificado para veículos
urbanos utilizando simulação controller hardware-in-the-loop (CHIL), com foco nos
componentes da parte elétrica do sistema. A fim de obter um modelo de simulação, utiliza-se a
metodologia forward para modelagem do sistema e o modelo longitudinal para estabelecer as
relações de torque e velocidade do veículo. Como objeto de estudo, considera-se uma
arquitetura com um único motor de tração central aplicado ao veículo elétrico leve Renault
Twizy. O dimensionamento dos principais componentes do sistema é realizado conforme as
tendências atuais da aplicação, com a alimentação definida em 400 V e a comutação do inversor
em 10 kHz. A máquina de tração é um motor síncrono de imãs permanentes (MSIP) com
potência nominal de 11 kW, similar à tração do veículo citado. A partir disso, propõe-se a
utilização do controle por orientação de campo para o acionamento da máquina com comutação
para uma técnica de enfraquecimento de fluxo quando o inversor não for capaz de fornecer
potência ao motor, o que ocorre devido à limitação imposta pela tensão do barramento de
alimentação do sistema. Para realizar as simulações em tempo real, emprega-se o simulador
OP5700 da OPAL-RT Technologies, disponível nos laboratórios do Instituto Nacional de
Ciência e Tecnologia em Geração Distribuída de Energia Elétrica (INCT-GD), com auxílio de
ferramentas que possibilitam a representação de eventos em alta frequência com maior
exatidão. Além disso, uma placa de interface foi projetada para a operação desse equipamento
em conjunto com um Digital Signal Processor (DSP), no qual é implementado o sistema de
controle citado. Os resultados obtidos validam o projeto do sistema de tração e a proposta de
simulação em tempo real da aplicação em estudo. Esse trabalho busca estabelecer uma base de
conhecimento para posterior desenvolvimento de uma plataforma de simulação power
hardware-in-the-loop (PHIL) de sistemas de tração para veículos elétricos, a qual seria uma
alternativa à implementação desses sistemas utilizando somente componentes físicos.
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