Veículos Elétricos

O desenvolvimento das tecnologias dos dispositivos semicondutores, dos sistemas micro processados e principalmente das baterias, tem motivado o interesse na eletrificação veicular, seja para eletrificação total, Veículos Elétricos (VE), ou mesmo parcial, Veículos Elétricos Híbridos (VEH). Citam-se ainda, como fatores adicionais que também têm impulsionado o desenvolvimento dessa tecnologia, as restrições governamentais aos níveis de emissão de gases poluentes e as políticas de incentivo fiscais. Mediante a esses aspectos, diversos centros de pesquisa no mundo vêm contribuindo com os esforços de desenvolvimento dessas tecnologias.

No caso dos modelos puramente elétricos (VE), os esforços e desafio são ainda maiores que os híbridos (VEH), visto que estes necessitam de maior capacidade de armazenamento de energia, baterias, e principalmente de infraestrutura de recarga, além dos custos, que são elevados. Isso porque os modelos híbridos (VEH) utilizam, além do sistema de propulsão convencional a Motor de Combustão Interna (MC), um sistema de tração elétrica auxiliar. Trata-se de uma tecnologia intermediária entre os veículos convencional e os elétricos, e que apresenta potencial para redução de consumo de combustíveis e de redução dos gases de emissão, além de proporcionar aumento da eficiência e melhoria de desempenho.

Sob essa ótica o laboratório tem trabalhado no desenvolvimento de sistemas de propulsão híbrida e elétrica. No que diz respeito aos híbridos, trabalham-se em duas linhas de desenvolvimento, um com foco em um sistema motopropulsor híbrido a etanol, no qual um motor elétrico de alta velocidade é integrado ao motor de combustão no mesmo eixo propulsor para auxiliar na tração do veículo, melhorando a disponibilidade de torque; e a segunda, com uma proposta de sistema de tração híbrida desacoplada, onde um sistema de tração elétrica é embarcado no eixo oposto ao do motor de combustão, possibilitando, por exemplo, tração dianteira a motor de combustão e traseira a motor elétrico, sendo essa ideal para hibridização de modelos convencionais já consolidados. No que diz respeito aos elétricos, trabalha-se no desenvolvimento de um protótipo de sistema de tração elétrica baseado em duas máquinas elétricas, o que demanda ao sistema de controle uma implementação eletrônica do diferencial mecânico. Pretende-se ainda propor uma topologia de conversor eletrônico que utilize menos chaves eletrônicas, visando uma solução mais competitiva.

Foi desenvolvida uma bancada para testes experimentais com o sistema motopropulsor híbrido a etanol descrito acima, além da confecção dos motores elétricos de alta velocidade utilizando aços especiais. Também foram produzidos modelos de simulação de um veículo nacional de baixa cilindrada, validados a partir da comparação com testes experimentais realizados com o veículo em dinamômetros e em pista de teste.

Os trabalhos em andamento são: De preparação e realização de testes experimentais com o motopropulsor híbrido a etanol, no qual será levado para dinamômetro. Trabalha-se ainda no desenvolvimento do protótipo do sistema de tração elétrica baseado com diferencial eletrônico e conversor com número de chaves reduzidas.

O laboratório conta com um motor de indução especial de alta rotação, 7.200 rpm, sistema motopropulsor híbrido com motor de combustão interna de 999cc, bancada dinamométrica para testes de motores com diversos motores de indução e inversores trifásicos para servirem de carga, célula de medição de torque e wattímetro trifásico com 6 canais. Conta-se ainda com apoio e parceria do Centro de Tecnologia da Mobilidade – CTM-UFMG, departamento de engenharia mecânica, para realização de testes em dinamômetros.