Desenvolvimento de um modelo de caracterização energética de ciclos de condução

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Araújo, Bruno José de Oliveira
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/34341
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica (área de especialização em Energia e Ambiente)
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spelling Desenvolvimento de um modelo de caracterização energética de ciclos de conduçãoDevelopment of a characterization model for vehicle driving cycles629.1Engenharia e Tecnologia::Engenharia MecânicaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica (área de especialização em Energia e Ambiente)As crescentes preocupações ambientais e o receio constante pela futura escassez das reservas de petróleo a nível mundial, acompanhada pela subida do seu preço, levaram a União Europeia a definir exigentes normas para o sector automóvel, o que tem impulsionado o seu desenvolvimento tecnológico embora com custos acrescidos. Em 1999 a indústria automóvel chegou a um acordo para fazer uma redução gradual do nível de emissões de GEEs e de poluentes para novos veículos. No entanto, nos primeiros anos do acordo, essa redução foi inferior ao esperado pelo que os fabricantes começaram a explorar as flexibilidades do teste de homologação para conseguirem atingir as metas mais restritas impostas pela UE a partir de 2007, levando ao aumento da diferença entre consumos certificados e reais. Para se poder comparar e expor as debilidades dos ciclos de condução utilizados na certificação de consumos e emissões, foi desenvolvido no presente trabalho uma metodologia para a caracterização energética destes ciclos de condução normalizados ou de ciclos reais. Esta metodologia será também muito útil na análise e dimensionamento dos futuros sistemas de propulsão de veículos, e.g. híbridos ou eléctricos. O estudo incluiu a aquisição e tratamento dos dados recolhidos por um sistema GPS em três percursos: um citadino, um por estrada Nacional e um terceiro maioritariamente por autoestrada. Os dados tratados foram séries no tempo e no espaço da altitude, velocidade e aceleração lateral do veículo. Seguiu-se a utilização de um modelo físico desenvolvido na plataforma MatLab/Simulink, que permite a determinação dos vários fluxos energéticos envolvidos na circulação de um veículo genérico ao longo dos percursos reais ou dos ciclos de condução normalizados. Finalmente foi desenvolvida uma metodologia, envolvendo a definição de uma série de parâmetros específicos, independentes ou pouco dependentes do veículo considerado, que permite a fácil caracterização energética e a comparação entre ciclos de condução. Os resultados provam que os consumos energéticos em percursos reais são significativamente superiores aos obtidos com os ciclos usados na homologação de novos veículos, sobretudo no caso Europeu mas também nos EUA. A principal razão prende-se com a energia associada às variações de altitude, não considerada na homologação, mas também na dinâmica mais agressiva da circulação real.The growing environmental concerns and the constant fear for a future shortage in worldwide oil reserves, together with price increases, lead the European Union to impose strict regulations to the automotive sector, thus promoting the technological development but at a cost for the consumer. From 1999, the automotive industry agreed upon a gradual reduction in the level of greenhouse gases and pollutant emissions for new vehicles. In the first years, however, the reduction was lower than expected, so that the manufacturers began to explore the flexibilities of the type-approval test, trying to reach the new targets imposed by the EU since 2007. This led to a growing gap between certified and real consumption figures. In this work an energy characterization methodology has been developed to compare and expose the weaknesses of the driving cycles used in the type-approval tests. The methodology will also be useful in the design of new vehicle powertrains (e.g. hybrid or electric). The study included the acquisition and processing of data obtained from a dedicated GPS system for three real routes: an urban circuit, a National suburban road and a motorway route. The collected data included time and space series of altitude, speed and lateral acceleration of the vehicle. The pre-processed real data, or the data from the type-approval tests, was then the input of a simulation model developed in MatLab/Simulink platform, which allows the determination of the various energy flows involved in the drive of a generic vehicle. Finally, a methodology was defined with several non-vehicle dependent parameters, thus allowing the energetic characterization and comparison of different real-life and type-approval driving cycles. The results indicate that the energy consumptions obtained with the real routes are considerably higher than those resulting from the type-approval driving cycles used, particularly in Europe but also in the United States of America. The main reasons seem to be the energies involved in the altitude variations (not considered in the type-approval tests) and the aggressiveness of nowadays real-world traffic.Martins, Luís BarreirosBrito, F. P.Universidade do MinhoAraújo, Bruno José de Oliveira20152015-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/34341por201189534info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:33:42Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/34341Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:29:15.575290Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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