Modelagem e estudo do desempenho de um veículo elétrico leve (LEV)

Abstract

O presente trabalho aborda as etapas no projeto de um veículo elétrico leve (LEV) com motores In-Wheel (MiW) desenvolvido dentro da empresa ACTUA – Actuation and ControlTechnologies Srl localizada em Turim no norte da Itália. A aplicação dos motores elétricos e híbridos em carros vem crescendo constantemente por representar uma solução sustentável, além de apresentar vantagens como alta eficiência e torque de partida; já a tecnologia de motores In-Wheel tem aparecido cada vez mais como solução para sistemas que requerem baixa carga sustentada por amortecedores e/ou ausência de caixa de câmbio, sendo então associada a uma grande economia de espaço. O objetivo do trabalho consiste na obtenção das curvas preliminares de desempenho do veículo a partir de medições realizadas nos motores fabricados na empresa, de onde foram levantados os mapas e constantes físicas que representam o comportamento eletro-termo-mecânico. Após, diferentes lógicas de controle e de arquiteturas mecatrônicas foram propostas para programação e construção da ECU (Electronic Control Unit) do veículo, respectivamente. Dessa forma, todos os parâmetros necessários para a aplicação das equações da dinâmica longitudinal do veículo são obtidos e permitem simular via sistema Matlab/Simulink o comportamento do carro com os sistemas de controle utilizando o módulo Stateflow. Como resultados, foram obtidos, a partir de perfis de teste adequados e parâmetros de análise devidamente selecionados, diversas curvas de desempenho do veículo e especificações preliminares para a futura prototipagem do mesmo.

The following paper discusses the steps of a light-electric vehicle (LEV) with In-Wheel motors’ (MiW) project developed inside a company named ACTUA - Actuation and Control Technologies Srl located in Turin in northern Italy. Applications of electric and hybrid motors in cars has been widely studied as a sustainable solution, besides offering advantages such as high efficiency and starting torque. On the other hand, In-Wheel engine technology has increasingly appeared as a solution for systems that still require low sustained load by shock absorbers and/or no gearbox; is therefore associated with a great saving of space. The objective of the work is to obtain the preliminary performance curves of the vehicle from measurements made on the engines manufactured in the company, from which the maps and physical constants representing the electro-thermo-mechanical behavior were collected. Different control logics and mechatronic architectures were proposed for programming and building the ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle, respectively. In this way, all the necessary parameters for the application of the equations of the longitudinal dynamics of the vehicle were obtained and will allow to simulate using Matlab/Simulink platform the behavior of the car with the control systems using the Stateflow module. As results, several curves of performance and preliminary specifications of the vehicle will be obtained for the future prototyping of the same.