Controle ótimo de um veículo elétrico de competição em eficiência energética

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Sanchez, R. B.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: Veiculos eletricos; Eficiência energética; Simulação numérica tridimensional
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/608

Este trabalho propõe uma metodologia de controle em malha aberta para condução de um veículo automotivo com tração elétrica em provas de eficiência energética. A atuação ótima da tensão do motor é obtida por meio da solução de um problema de controle ótimo que inclui restrições físicas e das exigências da prova. O modelo do veículo representa a dinâmica longitudinal de um ponto material para uma pista que pode ter inclinação variável ao longo da posição. A influência das curvas é considerada de forma indireta pela adição de uma restrição da máxima aceleração centrípeta tolerada pelo pneu. Os parâmetros do modelo foram baseados no veículo de competição Jarvis Mark II da equipe de eficiência energética da FATEC de Santo André/SP. A metodologia consiste em formular e transformar o problema de controle ótimo de energia mínima num problema de otimização paramétrica não linear discreto para solução por programas comerciais. A metodologia foi aplicada em pistas elementares e nota-se, por exemplo, que a estratégia ótima inclui soluções não triviais tais como a redução da velocidade nos aclives e acelerações nos declives apenas por meio da ação da força peso. A metodologia foi aplicada também às condições da Maratona Universitária de Eficiência Energética no kartódromo Ayrton Senna, porém as análises das pistas elementares não foram sempre válidas, invalidando a criação de um conjunto de regras gerais. Além do problema de condução a metodologia foi usada para se avaliar a influência da massa do conjunto, do raio da roda do veículo, e do coeficiente de resistência ao rolamento na solução de controle ótimo. Os resultados sugerem que tanto as questões de projeto como a estratégia de condução são muito relevantes para a problemática do consumo energético, porém percebe-se com isso que o procedimento proposto não pode ser facilmente convertido num conjunto de regras de condução, ou seja, para garantir a máxima eficiência energética é importante formular e resolver um problema de controle ótimo. Embora existam recomendações típicas do traçado de condução, recomenda-se investigar a solução ótima simultânea do problema de condução e de traçado.