Modelização e Análise de Sistemas de Carregamento Wireless

• Autor(a) principal: Moreira, Ricardo Santarém
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/13993
• topic: Acoplamento Indutivo Ressonante; Enrolamento; Fator de Acoplamento; Núcleo Ferromagnético; Rendimento; Sistema de Transferência de Energia Sem Fio; Veículo Elétrico; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletromecânica

Nos últimos anos, os veículos elétricos (VE) têm vindo a ganhar destaque como uma solução promissora para mitigar os desafios ambientais e energéticos globais. Para tornar a adoção destes mais conveniente e prática, o carregamento sem fios tem emergido como uma tecnologia inovadora e atraente. Esta dissertação explora a evolução dos sistemas de carregamento sem fios, enquadrando os tópicos relacionados, tais como: a história dos veículos elétricos; o tipo de baterias utilizadas nos veículos elétricos; os métodos e modos de carregamento com fios; os tipos de transferência de energia sem fio; as topologias de compensação usados na tecnologia sem fios; o impacto do desalinhamento axial e aumento de distância entre o par de bobinas na eficiência da transferência de energia. É feita ainda uma apresentação dos principais sistemas presentes na indústria. O presente trabalho foca-se maioritariamente no impacto que a geometria da bobina tem no fator de acoplamento do sistema e, por sua vez, no rendimento do mesmo. Propõe-se e analisa-se um núcleo ferromagnético inovador que comprova o aumento significativo do fator de acoplamento do sistema e demonstra resultados promissores equiparados com a literatura. Este estudo explora ainda o impacto das topologias de compensação ressonantes no desempenho global do sistema de carregamento sem fios, observando um aumento significativo na energia entregue à carga e o consequente aumento de rendimento. O estudo analítico envolve a obtenção das soluções das expressões matemáticas que são aplicadas na caracterização eletromagnética de cada par de bobinas e o estudo numérico, que utiliza o método de elementos finitos, o qual foi realizado por intermédio de um software comercial. Todo o processo de cálculo computacional é implementado em linguagem própria do software Matlab e a análise do comportamento dinâmico do sistema é feito através do Simulink.