Carros Elétricos: Funcionamento e Componentes

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ENGENHARIA DE PRODUÇÃO – CIENTÍFICO I
CHRISTIAN ANDERSON SILVEIRA DA SILVA - RA 501602019
CÁLCULO INTEGRAL
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Cachoeiro de Itapemirim
2022
CHRISTIAN ANDERSON SILVEIRA DA SILVA 
CÁLCULO INTEGRAL
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia de Produção do Centro Universitário ENIAC para a disciplina Cálculo Integral.
Prof. Maria Cristina Tagliari Diniz
Cachoeiro de Itapemirim
2022
Respostas
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CARRO ELÉTRICO
Os carros elétricos surgiram como uma alternativa sustentável aos veículos movidos a combustíveis fósseis. O ganho é que eles não emitem gases poluentes e assim são menos danosos ao ambiente. Carros elétricos funcionam por meio de uma corrente elétrica, e não pela queima de combustível fóssil. Esse mecanismo depende de quatro componentes básicos, bateria, inversor, motor de indução e sistema de recuperação de energia. Temos 3 tipos de carros elétricos, plug-in electric, carros 100% elétricos, que adquirem sua energia quando são carregados. O plug-in hybrid, carros híbridos, que funcionam tanto com eletricidade quanto com combustível e o hybrid electric: carros predominantemente a combustível, mas que também funcionam com energia elétrica — contudo, ao contrário dos plug-in hybrid, não é possível carregá-los em uma fonte, a bateria é recarregada pelo sistema de recuperação de energia.
COMO FUNCIONA UM CARRO ELÉTRICO?
Primeiramente, precisamos entender como funciona um carro elétrico Brasil e os motivos dele fazer tanto sucesso. De fato, a denominação do carro elétrico vem por conta de seu funcionamento. Portanto, como o próprio nome indica, eles são movidos a energia elétrica. Ou seja, ao se movimentarem, eles não emitem nenhum gás poluente, uma vez que o motor não funciona a partir da queima de combustível. Para tanto, o carro elétrico funciona com um motor diferente. A bateria armazena a energia que alimenta o motor. Diante disso, a eletricidade faz com que o carro entre em movimento. Veja a seguir os principais componentes de um veículo movido a energia elétrica.
MOTOR ELÉTRICO Como em qualquer outro carro, é necessário um motor para que ele funcione. No carro elétrico não é diferente, exceto pelo fato de que o motor não é de combustão, mas elétrico. Além disso, quase todo motor elétrico se liga a um freio regenerativo, ou seja, a energia de frenagem do veículo também pode ser utilizada para recarregar as baterias que movem o motor. Agora falando um pouco sobre o funcionamento de motores elétrico. Em resumo, um tipo deles é o de indução, também bastante utilizado pelos carros elétricos fabricados pela Tesla. Certamente, esse tipo de motor se diferencia dos demais, uma vez que funciona a partir de um campo magnético. Ademais, ele se divide em duas partes, uma composta pelo rotor e outra pelo estator (característico de motores elétricos trifásicos). Há ainda o motor síncrono, que utiliza os mesmos princípios do motor de indução, porém oferece velocidade estável, de acordo com a frequência de alimentação da corrente. E estes não são os únicos motores elétricos existentes. Para conhecer todos os tipos de motor elétrico, acesse esse post! BATERIA DO CARRO ELÉTRICO Da mesma forma, as baterias dos carros elétricos são diferenciadas, pois elas são conhecidas como bateria de tração, e têm a vida útil de até 10 anos. Visto isso, a composição pode ser de diversos materiais, sendo o lítio o mais comum. Há também a bateria auxiliar, que se responsabiliza por fornecer energia para a partida do motor, pois antes da partida, as baterias principais ainda não estão em funcionamento. CONVERSOR CC/CC O componente que faz a ligação e conversão da corrente contínua de alta voltagem da bateria de tração para uma voltagem mais baixa é o conversor CC/CC. Dessa maneira, o conversor faz com que a bateria auxiliar seja carregada e os acessórios do carro funcionem a partir dessa corrente contínua de energia já convertida. 
ENTRADA PARA CARGA DE ENERGIA
Todo esse processo de funcionamento se inicia pela entrada de energia, ou seja, o abastecimento. Nessa linha, o processo se dá através de um plug (bastante parecido com bicos de abastecimento dos carros à gasolina) que, conectado ao carro, leva a energia elétrica diretamente para as baterias. REGULAGEM DE POTÊNCIA E TRANSMISSÃO A partir do regulador de potência, a corrente alternada (AC) proveniente da energia do carregador em carga contínua (CC) se transforma para que a bateria seja carregada. Outra função do regulador de potência é voltada para a regulagem da voltagem e temperatura enquanto a bateria está em carregamento. Na sequência, é feita a transmissão da energia do motor elétrico para as rodas. Finalmente, o veículo se locomove. Uma ótima vantagem do carro elétrico é que não é necessário trocar marchas, pois o torque é imediato. Dessa forma, o carro consegue atingir uma velocidade mais alta em menos tempo. SISTEMA DE RESFRIAMENTO O sistema de resfriamento se responsabiliza por manter todos os componentes do carro elétrico na temperatura adequada. Esses são os componentes essenciais para o bom funcionamento de um carro elétrico. CARROS ELÉTRICOS VENDIDOS NO BRASIL
CARRO QUE USAREMOS PARA O PORTIFÓLIO 
FICHA TÉCNICA DO BMW i3 REX FULL
ATIVIDADE PROPOSTA
Um motorista de um BMW i3 estava viajando e num determinado momento foi obrigado a reduzir a velocidade para 130 km/h, pois havia um veículo a sua frente, nessa mesma velocidade. Sabendo da potência do seu carro, ele decidiu realizar uma ultrapassagem. Pelo manual do carro, ele já tinha noção da potência e que seu carro leva 8,1 segundos para atingir de 0 a 100 km/h. Além disso, mesmo após os 100 km/h, a aceleração continua constante até atingir os 150 km/h (velocidade máxima do carro). Porém, 100 metros à frente do ponto de início da ultrapassagem, ele necessitaria reduzir para 120 km/h, pois havia um radar de velocidade. Sabendo que a sua aceleração (aA) é de 3,43 m/s2 e que a desaceleração (aD) é de 15 m/s2. 
1 - Determine as funções horárias (aceleração, velocidade e espaço) durante o período de ACELERAÇÃO e o de FRENAGEM, sabendo que o motorista iniciou a ultrapassagem no quilômetro 5 da rodovia.
V0= 150km/h = 41,6m/s² V= V0+a.t
V= 130km/h = 36,6m/s²	41,6 = 36,6 +15.t
Da= 15m/s	41,6 – 36,6 = 15t
5 = 15t
t = 15/5 = 3s
Tempo de frenagem é de 3 segundos
2 - Quanto tempo foi necessário para que o BMW i3 atingisse a velocidade máxima? 
V=V0+at
41,6 = 36,6 + 3,43t
41,6 – 36,6 = 3,43t
t = 5/3,43 = 1.45s
3 - Quanto tempo o veículo levou para diminuir da sua velocidade máxima até a velocidade do radar? 
150km/h para 120km/h	V = V0 + at
120km/h = 33,3m/s	41,6 = 33,3 + 15t
1,8s foi o tempo de frenagem	41,6 – 33,3 =15t 8,3 = 15t
t = 15/8,3 = 1,8s
4 - Qual foi a distância percorrida total? (aceleração + frenagem) 
S = S0 + Vt
S = 100 + 41,6 . 1,8
S = 100 + 74,88 S = 174,88m
A distância percorrida foi de 174,88m
5 - Afinal, o motorista conseguiu diminuir a velocidade para 120 km/h a tempo de chegar no radar? Justifique apresentando os dados calculados e determinando se sobrou espaço até o radar ou se o motorista acabou passando acima da velocidade permitida.
100 metros a partir da ultrapassagem V=V0+at
41,6 = 36,6 + 3,43t
41,6 – 36,6 = 3,43t
t = 5/3,43 = 1.45s
aceleração = 3,43m/s 
tempo = 1,45s
ac x t = 3,43 x 1,45 = 5m/s
 aceleração nos 100mts
 tempo distância = 100/5 = 20s
O BMW I3 atingiu a velocidade máxima nos 100 mts de 130km/h a 150km/h em 20s não passou a tempo no radar.
CONCLUSÃO / PARECER
A importância da integral surgiu da obrigação de se calcular a área de uma região curva nãosimétrica. Por exemplo, a área sobre o gráfico da função f(x) = x² é difícil de ser calculada, pois não existe uma ferramenta adequada.
Outro problema conhecido é o da distância. Sabemos calcular a distância percorrida por um objeto quando sua velocidade é constante. Isso também pode ser feito através do gráfico de velocidade em função do tempo. Mas, quando essa velocidade não é constante, não podemos calcular a distância de uma maneira tão simples.
Essas foram algumas das situações para o surgimento da integral, mas a integral possui várias aplicações, como o cálculo de áreas, volumes e suas aplicações na física e na biologia. Vale acrescentar que isso é apenas um resumo do que seria uma integral, pois sua definição é puramente matemática e requer algum conhecimento em cálculo de limites.
BIBLIOGRAFIAS.
SILVA, Marcos Noé Pedro da. Área sob uma Curva; Brasil Escola. 
Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/matematica/area-sob-uma-curva.htm > Acesso em 05 de maio de 2022.
SANTANA, Guilherme. Integrais. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/matematica/integrais > Acesso em: 06 de maio de 2022.