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Authors
Abstract(s)
Nesta dissertação descreve-se uma metodologia de dimensionamento do sistema de tracção para equipar um veículo eléctrico ecológico (VEECO) com inclusão de um sistema de travagem regenerativa.
Apresenta-se uma perspectiva geral de diversas topologias de sistemas de tracção utilizadas nos veículos eléctricos e realiza-se a sua comparação através do estudo e análise dos acionamentos electromecânicos que podem ser utilizados nesses sistemas de tracção eléctrica.
Utilizando ferramentas de simulação numérica, estuda-se o modelo matemático de um veículo eléctrico com travagem regenerativa. A partir deste modelo matemático é adoptado uma possível configuração para o seu sistema de tracção eléctrica e são obtidas características teóricas de desempenho do veículo eléctrico, através da análise de testes padrão ao veículo.
Em banco de ensaios, constrói-se um sistema de tracção eléctrica que permite a validação experimental do modelo matemático do veículo eléctrico. Para a construção deste banco de ensaios foram concebidos os sistemas de tracção eléctrica, de carga mecânica e de controlo e monitorização do banco de ensaios. A validação experimental realiza-se através dos mesmos testes padrão ao veículo eléctrico, como o teste NEDC (New European Driving Cycle), o teste de aceleração entre 0 e 100km/h e o teste de gradeabilidade.
Desenvolve-se o dimensionamento do sistema de tracção eléctrica a equipar o VEECO, através da componente de modelação paramétrica do modelo matemático do veículo eléctrico. Com esta metodologia é adoptado um conjunto de variáveis paramétricas relacionadas com os elementos que constituem o sistema de tracção eléctrica do VEECO. Estuda-se a influência destas variáveis paramétricas nas características de desempenho pretendidas para o VEECO.
Como resultado da análise de modelação paramétrica é apresentada uma solução para o sistema de tracção eléctrica do VEECO que cumpre a execução do NEDC, apresenta um tempo de aceleração entre 0 e 100km/h inferior a 10 segundos, supera uma gradeabilidade de 10% e uma autonomia de 200 km. O sistema de tracção do VEECO também permite realizar a travagem regenerativa com rendimento até 33%. Possui controlo de tracção e anti bloqueio da roda motora, através de uma unidade de controlo que permite reduzir a potência transmitida ao veio, quando a velocidade da roda de tracção difere do valor de referência da velocidade do veículo.
Os conhecimentos adquiridos através do processo de investigação e desenvolvimento, para a realização da presente dissertação permitem apresentar perspectivas de desenvolvimento futuro com aplicação nos sistemas de tracção de veículos eléctricos rodoviários.
This thesis describes the develoment of a methodology for dimensioning the traction system of the ecological electric vehicle (VEECO) with regenerative braking system. A general perspective of several topologies for traction systems used in the road electric vehicles is presented. The comparison of those topologies is accomplished through the study and analysis of the electromechanical drives that can be used inelectric traction systems. Using numeric simulation tools, it is studied the mathematical model of an electric vehicle with regenerative breaking system. Starting from this mathematical model, one configuration for the electric traction system is proposed and theoretical characteristics of its performance are defined and validate, through the analysis of pattern teststo the vehicle. One bench for rehearsals is built with electric traction system, allowing the experimental validation of the mathematical model of the electric vehicle. For the construction of this bench for trials, were conceived with the systems of electric traction, of mechanical load and control and monitoring systems. The experimental validationtakes place through the same pattern tests proposed for the electric road vehicle, as the test NEDC (New European Driving Cycle), acceleration between 0 and 100km/h and the gradeability trials. The dimensioning of the electric traction system for VEECO, is done through the parametric modeling of its mathematical model. With this methodology adopted, a group of parametric variables related with the concepted elements, are chosen for the traction system. It is studied the influence of each parameter using the parametric study according the characteristics intended for VEECO. As a result of the parametric modeling analysis, one solution is presented for the electric traction system for VEECO that accomplishes the execution of NEDC, presents an acceleration time from 0 to 100km/h below 10 seconds, overcomes gradeability of 10% and range of 200km. The system also accomplishes regenerative braking with efficiency until 33%. The traction system of VEECO also allows accomplishing the regenerative breaking system, traction control and anti-lock braking system on wheel drive, through the control unit to reduce the power transmitted to the wheel, when the speed of the drive wheel differs of the value of reference of the speed of the vehicle. The acquired knowledge through the investigation process and development, for the accomplishment of the present dissertation, allow to present future development perspectives with application in the traction systems of road electric vehicles
This thesis describes the develoment of a methodology for dimensioning the traction system of the ecological electric vehicle (VEECO) with regenerative braking system. A general perspective of several topologies for traction systems used in the road electric vehicles is presented. The comparison of those topologies is accomplished through the study and analysis of the electromechanical drives that can be used inelectric traction systems. Using numeric simulation tools, it is studied the mathematical model of an electric vehicle with regenerative breaking system. Starting from this mathematical model, one configuration for the electric traction system is proposed and theoretical characteristics of its performance are defined and validate, through the analysis of pattern teststo the vehicle. One bench for rehearsals is built with electric traction system, allowing the experimental validation of the mathematical model of the electric vehicle. For the construction of this bench for trials, were conceived with the systems of electric traction, of mechanical load and control and monitoring systems. The experimental validationtakes place through the same pattern tests proposed for the electric road vehicle, as the test NEDC (New European Driving Cycle), acceleration between 0 and 100km/h and the gradeability trials. The dimensioning of the electric traction system for VEECO, is done through the parametric modeling of its mathematical model. With this methodology adopted, a group of parametric variables related with the concepted elements, are chosen for the traction system. It is studied the influence of each parameter using the parametric study according the characteristics intended for VEECO. As a result of the parametric modeling analysis, one solution is presented for the electric traction system for VEECO that accomplishes the execution of NEDC, presents an acceleration time from 0 to 100km/h below 10 seconds, overcomes gradeability of 10% and range of 200km. The system also accomplishes regenerative braking with efficiency until 33%. The traction system of VEECO also allows accomplishing the regenerative breaking system, traction control and anti-lock braking system on wheel drive, through the control unit to reduce the power transmitted to the wheel, when the speed of the drive wheel differs of the value of reference of the speed of the vehicle. The acquired knowledge through the investigation process and development, for the accomplishment of the present dissertation, allow to present future development perspectives with application in the traction systems of road electric vehicles
Description
Keywords
Sistema de tracção eléctrica Motor de indução trifásico Variador electrónico de velocidade Controlo escalar tensão/frequência Travagem regenerativa New european driving cycle Gradeabilidade Aceleração Modelação paramétrica Electric traction system Induction motor Variable-speed drive Three-phase power inverter Scalar control volt/hertz Regenerative braking Gradeability Aceleration Parametric modeling
Citation
Rodeia, Nuno Henrique Teixeira - Desenvolvimento do sistema de tracção de um veículo eléctrico ecológico com travagem regenerativa. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2011. Dissertação de mestrado.