Modelagem e Controle de Veículo Elétrico

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RESUMO - PIBIC
Modelagem e Controle de um Véıculo Elétrico do
Tipo Formula SAE com Máquina Śıncrona de imãs
permanentes
Aluno:Lucas Miguel Celinga Agrizzi
RA: 202020 Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da
UNICAMP
Orientador:Prof. Dr. Tárcio André dos Santos Barros
Faculdade de Engenharia Mecânica da UNICAMP
De 01/08/2019 até 31/07/2020
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Este projeto foi desenvolvido com base no véıculo de corrida elétrico desenvolvido pela equipe
de estudantes da universidade, a Unicamp E-Racing. A equipe participa de uma competição de
engenharia que é administrada e regida pela Sociedade dos Engenheiros Automotivos (SAE) por
todo o mundo, contendo mais de 500 universidades participantes ao redor do mundo.
O véıculo em questão é tripulado e elétrico, há mais de 7 anos que a Unicamp E-Racing projeta
um véıculo totalmente novo todos os anos, as mudanças existem para adequar o carro a novas regras
e a fim de melhorar seu desempenho em pista, facilidade de manufatura e redução dos custos.
Ao fazer um novo projeto complexo todos os anos é gasto muito tempo de engenharia para
a tomada das decisões de varias áreas que definem seus objetivos e que cada alteração em uma
determinada área afeta diretamente nas outras áreas. Além disso, após projetado e manufaturado
o carro é necessário verificar se todo o comportamento planejado está sob condições que definimos
previamente.
Como se trata de um sistema muito complexo, algumas interações entre os sistemas podem ser
esquecidas pelo projetista e serem notadas apenas após a manufatura, fazendo com que o projeto
não atinja a sua melhor capacidade. Seria necessário então uma forma com que esses detalhes não
passassem despercebidos.
Com a modelagem dinâmica de um véıculo, é posśıvel verificar se todos os atributos comporta-
mentais do sistema estão sob controle, e além disso, saber os limites ótimos de cada sistema, dando
ao projetista maior confiabilidade sobre suas escolhas e a facilidade de tomar decisões.
Para isso, desenvolvemos um modelo inicial em MATLAB & Simulink que compõe os principais
sistemas do carro e que estão correlacionados, tendo como entradas constantes atreladas ao projeto
e sua sáıda são grandezas f́ısicas que queremos de resposta, visto na figura 1
A importância desse tipo de modelo é a diminuição de tempo para futuros projetos, melhor esco-
lha de parâmetros para os futuros projetos e economia, já que podemos simular diversas situações
de um projeto antes mesmo dele ser manufaturado.
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Com este trabalho foi posśıvel alcançar resultados esperados e que podem ser melhorados e cada
subsistema pode evoluir ou diminuir de complexidade de acordo com o desejo do usuário.
Foi posśıvel fazer uma analise qualitativa e quantitativa da influencia da massa no desempenho
para pasśıveis alterações em projetos futuros e seu consumo energético, como pode ser visto na
figura 2, entre outras análises interessantes de modelos não usuais.
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Vehicle	Dynamic	Model
Driver
SteeringWheelAngle
SuspensionDeflection
Steering
Current
TorqueDemanded
Inverter
PedalPosition
EngineSpeed
VCU
Yasa
PedalForce
Brakes
Chassis
Velocity
DriveTorque
BrakeTorque
ToeAngle
Fz
Camber
Tire
Body
0.5
0
[Drv_Torque]
[Drv_Torque]
0.5
0
Track_Enviromental
1
Engine_Efficiency
1
<Str_whl_angle>
<Acc_pedal>
<Brk_pedal>
<Toe_FL>
<Toe_FR>
<Acc_pedal>
<Torque_demanded>
Steering_BUS
Steering_BUS
<ARMS_Current_dmd>
<Str_whl_angle>
Driver_BUS
<Brake_P>
<Brake_Trq>
<Engine_torque>
DT_R
DT_R
DT_F
DT_F
Brakes_BUS
<Toe_RL>
<Toe_RR>
<Tire_Forces>
<Tire_Moments>
<Tire_Info>
Tires_BUS
Body_Bus
Body_Bus
Powertrain_Bus
<RL>
<Fz>
<Susp_df>
<Chassis_Info>
Chassis_Bus
RefSpeed
<Vx_CG>
<SR_FL>
<SR_RL>
Figura 1: Página principal do modelo
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Figura 2: Uma volta sob mesmo padrão de pista com diferentes massas.
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