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Gestão de energia em veículos eléctricos
Sistemas de gestão de energia em veículos eléctricos
Adriano Carvalho, ISR/FEUP
MOTIVAÇÃO
INVESTIGAÇÃO E DESENVOLVIMENTO NO DOMÍNIO EEC
NOS DIVERSOS ELOS DA CADEIA CINEMÁTICA
DE UM VEÍCULO HÍBRIDO/ELÉCTRICO
OPORTUNIDADES TECNOLÓGICAS
EXEMPLOS DE INVESTIGAÇÃO E DESENVOLVIMENTO
CONCLUSÃO
Electrónica Industrial e Automação
ELECTRÓNICA
INDUSTRIAL
SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
EMBEBIDOS
Engine
control
Anti-lock
brakes
Transmission
control
REDES
COMUNICAÇÃO
Electronic
stability
program
Active
suspension
Power
locks
Power
seats
Airbag
Air
conditioning
Lighting
Power
windows
CADEIA CINEMÁTICA
ENERGIA
PRIMÁRIA
CONVERSÃO
ARMAZENAMENTO
CONTROLO
ENERGIA
TRACÇÃO
CADEIA CINEMÁTICA NO VEÍCULO ELÉCTRICO
ENERGIA
PRIMÁRIA
FONTE
COMBUSTÍVEL / REDE ELÉCTRICA
REDE ELÉCTRICA
OUTRAS (HIDROGÉNIO, METANO, …)
RECTIFICAÇÃO
CONVERSÃO
ARMAZENAMENTO
CONTROLO
NÃO CONTROLADA / PULSADA
BATERIA / CONDENSADORES
TENSÃO DE BARRAMENTO
CONTROLO E
RECUPERAÇÃO DE ENERGIA
MOTOR TRIFÁSICO
ASSÍNCRONO / SÍNCRONO
INVERSÃO
CONTROLO DE BINÁRIO
MOTORIZAÇÃO DISTRIBUÍDA
ENERGIA
TRACÇÃO
CADEIA CINEMÁTICA NO VEÍCULO ELÉCTRICO
OPORTUNIDADES
ENERGIA
PRIMÁRIA
OPTIMIZAÇÃO DO MOTOR DE COMBUSTÃO
REDE ELÉCTRICA
QUALIDADE DA ENERGIA
ABASTECIMENTO
INTELIGÊNCIA NA MEDIÇÃO E CARGA PARA A REDE
NOVAS TECNOLOGIAS
CONVERSÃO
ARMAZENAMENTO
CONTROLO
CONVERSORES
MATERIAIS
DINÂMICA DO BARRAMENTO
ECONOMIA DA BATERIA
NOVAS TECNOLOGIAS
MOTORES ELÉCTRICOS
CONVERSORES
RECUPERAÇÃO DE ENERGIA
CONTROLO DE TRACÇÃO
RODA MOTORA
ENERGIA
TRACÇÃO
EXEMPLOS :
MODELO ELÉCTRICO DA BATERIA
&
ESTADO DE CARGA
Electrical Battery Model & SOC Dependencies
Battery Electrical Model:
• all the elements multivariable functions of SOC, current,
temperature, and cycle number.
• the circuit on the left models the capacity, SOC, and
runtime of the battery.
• in the circuit on the right side, the RC parallel network
represents the transient response.
• the two RC pairs models the short time constant and long
time constant transient response.
• Rseries is responsible for the instantaneous voltage drop of
the step response.
CCapacity = 3600 · Capacity · f1(Cycle) · f2(Temp)
f1 (Cycle) & f2 (Temp) are cycle number and temperature-dependent correction factors
State Of Charge (SOC) dependencies:
• Open-circuit voltage (VOC) is changed to different levels – SOC (see figure on the right).
• the non-linear relation between VOC and SOC is represented in the Battery Electrical
Model by the voltage-controlled voltage source VOC(VSOC).
Usable Capacity (battery extracted energy) dependencies
EXEMPLOS :
CARACTERÍSTICAS DE TRACÇÃO
MOTOR ASSÍNCRONO TRIFÁSICO
CONTROLADO
COM DIFERENTES MÉTODOS
COMPORTAMENTO DINÂMICO DE MOTOR DE INDUÇÃO COM DIFERENTES MÉTODOS DE CONTROLO
Scalar control
Vector control
50
A
B
20
10
0
-10
-20
-30
-40 D
C
-50
-120 -80 -40
0
40 80
mech. speed (rad/s)
120
a)
40
A
B
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40 D
-50
-120 -80 -40
0
40 80
mech. speed (rad/s)
b)
40
electromagnetic torque (Nm)
30
50
electromagnetic torque (Nm)
electromagnetic torque (Nm)
40
DTC
50
A
B
30
20
10
0
-10
-20
-30
C
-40 D
C
120
-50
-120 -80 -40
0
40 80
mech. speed (rad/s)
120
c)
DINÂMICA DO BINÁRIO:
MÉTODO ESCALAR;
ORIENTAÇÃO DO CAMPO;
CONTROLO DIRECTO DO BINÁRIO
CONCLUSÃO