Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Ppg-em/UERJ

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ABSTRACT COSTA, WASHINGTON DA. Methodology to convert internal combustion engines vehicles to operate with electrical power: a radial magnets permanent flux magnet synchronous motor is custom-made to a Van, Brazil. 2009. Thesis (Mechanical Engineering Program) – College of Engineering, State University of Rio de Janeiro – UERJ. Rio de Janeiro, 2009. Climate changes, atmospherics characteristics and environmental pollution have turned the final use of energy an issue of special interest to be addressed by studies all over the world. The mix of energy, characterized by the Brazilian energy sources, makes it possible to consider the development and better understanding of this technology in order to reduce emissions. This work is mainly concerned in presenting a methodology to convert internal combustion engines vehicles to operate with electrical power. Methodology herein proposed takes into account aspects such as weight, size, departure torque, transmission, power and others. The methodology considers factors such as weight and size, departure torque, transmission, power and others. Mathematical tools and current practice provide the basis for preparing this work, which describes the analysis of electric vehicles performance, components used, mechanical equations, and criteria for choosing the ideal vehicle for conversion. It is presented the implementation of a project to convert a van in electric traction, whose main objective is trying to promote educational benefits of electric vehicle technology. In order to develop the experiment, the paper concludes the need of expanding the demand for nationalization of technology that would make the project a commercially viable reality. In addition, there is a need for public policies to encourage electric vehicle technology in Brazil. This work presents a contribution to convert vehicles to electric traction, since it systematizes steps of the project in which others would follow, based on what it is available in the domestic market. Key words: electric vehicles, conversion, electric motors and Environment.
LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Kombi, ano modelo 1982, disponível para o projeto .............................. 20 Figura 2 – Veículo elétrico Itaipu ............................................................................. 28 Figura 3 – Veículo elétrico Itaipu E-400 ...... ............................................................ 29 Figura 4 – Gurgel Supermini .....................................................................................30 Figura 5 – Saveiro elétrico WEG ..............................................................................32 Figura 6 – FEI X-19 automóvel Astra convertido para veículo elétrico .................... 34 Figura 7 – Palio elétrico Weekend ………………..................................................... 36 Figura 8 – Ford Courier 1980 …............................................................................... 38 Figura 9 – Ford Ranger 1993 …............................................................................... 39 Figura 10 – Volkswagen Super Beetle (Fusca) 1974 ……....................................... 40 Figura 11 – Veículo Twingo eletrificado pela MES DEA .... ..................................... 43 Figura 12 – Diagrama esquemático de um veículo elétrico .... ................................ 50 Figura 13 – Ciclo de testes SAE J227a .................................................................. 53 Figura 14 – Curvas de torque, potência de um motor Diesel .................................. 59 Figura 15 – Curvas de torque, potência de um motor ciclo Otto ............................. 60 Figura 16 – Curva característica de torque de um motor de indução ...................... 60 Figura 17 – Diagrama em bloco típico de um sistema de propulsão de veículo elétrico ...................................................................................................................... 61 Figura 18 – Envoltória de desempenho do veículo (primeiro quadrante Tm>0 e ωm>0) .......62 Figura 19 – Classificação típica dos motores elétricos para propulsão EV ............. 67 Figura 20 – EMS conjugado com um sistema de navegação elétrico ..................... 71 Figura 21 – Bateria comercial (ZEBRA) utilizada em veículos elétricos .................. 74 Figura 22 – Dispositivo adaptado para medição de inclinações .............................. 81 Figura 23 – Sistema de coordenadas SAE J 670, americana ................................. 82 Figura 24 – Sistema de coordenadas ISO 4130 e DIN 70000, européias ................82 Figura 25 – Motor de ímã permanente (especial) Alto Rendimento Plus da WEG ..84 Figura 26 – Formas de onda da tensão e da corrente de alimentação ................... 85 Figura 27 – Motor com ímãs superficiais (a) ou ímãs internos (b) no rotor ............. 85 Figura 28 – (A) Curva de torque e velocidade dos motores com ímãs superficiais (B) Curva de torque e velocidade dos motores com ímãs internos .......................... 86
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