Estudo e desenvolvimento de um módulo auxiliar de potência aplicado a veículos elétricos
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Date
2024-02-23Primeiro coorientador
Rech, Cassiano
Primeiro membro da banca
Oliveira, Sérgio Vidal Garcia
Segundo membro da banca
Beltrame, Rafael Concatto
Metadata
Show full item recordAbstract
O APM é um conversor CC-CC que possui importância vital no veículo elétrico
pois o mesmo alimenta a bateria de baixa tensão, a partir das baterias de alta tensão
(baterias de tração, que operam comumente na faixa de 400 V) do veículo elétrico, a qual
mantém o veículo elétrico funcionando e permite o funcionamento de todas as cargas de
baixa tensão que operam na faixa de 12 V. Assim, o APM pode operar com uma potência
de alguns quilowatts (de 1 kW a 3 kW), o que traz consigo alguns desafios como: as altas
correntes do lado secundário do conversor; operar em uma grande faixa de tensão de
entrada (260 - 450 V) e saída (10 - 14 V). Nesse contexto, esse trabalho propõe o estudo e
desenvolvimento de um módulo auxiliar de potência de 1500 W, que atenda os requisitos do
APM. Para a escolha da topologia empregada, um estudo dos principais conversores com
isolamento galvânico, operação com altas correntes e alta eficiência, foi realizado. Após
definida a topologia do conversor CC-CC (meia ponte com dobrador de corrente isolado),
uma análise aprofundada do conversor escolhido foi efetuada, descrevendo as etapas de
operação, determinação dos parâmetros do conversor e a simulação do mesmo. Após, foi
implementado o conversor com potência de 1500 W, mostrando resultados experimentais
para diferentes componentes. A partir da experimentação prática, fica claro que as maiores
perdas se concentram no lado de baixa tensão do conversor devido às elevadas correntes.
Mesmo assim, uma eficiência de 94,7% foi atingida, mostrando um resultado satisfatório
do conversor. Por fim, é apresentado uma versão melhorada do APM buscando integrar
novos elementos ao módulo como núcleos magnéticos planares, uso de diferentes tipos de
capacitores, operação paralela de semicondutores e sistemas de controle. Estas melhorias
visam superar os desafios previamente identificados e potencializar ainda mais a eficiência
e a confiabilidade do APM.
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