Protótipo de veículo elétrico

• Autor(a) principal: Freitas, Pedro Miguel Lopes
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/5877
• topic: Mobilidade; Conversor eletrónico de potência; PWM de três níveis; Ergonomia

A colocação da tecnologia ao serviço do homem é uma das principais causas da evolução da nossa civilização. A revolução industrial foi despoletada pela invenção da máquina a vapor que gradualmente substituiu a força animal (século XVII). Desde o aparecimento desta maquinaria a sua utilização no quotidiano tem assumido uma maior necessidade e dependência, criando assim a oportunidade de inovação e evolução. A evolução atual é vertiginosa. Devido à elevada densidade de energia dos combustíveis fósseis esta tem sido a opção utilizada em sistemas móveis autónomos. Esta ultima é convertida em energia mecânica através da utilização dos motores de combustão interna que entretanto substituíram as velhas máquinas a vapor. Garante-se assim uma elevada autonomia. O domínio da utilização da energia elétrica permitiu ao homem acelerar ainda mais essa evolução. O aparecimento dos motores elétricos foi um passo importante neste processo. No entanto, as dificuldades no armazenamento da energia elétrica têm limitado a utilização destas máquinas a instalações e equipamentos em que a energia era gerada no próprio local ou distribuída com recurso a suportes físicos. Em termos da utilização em veículos o armazenamento de energia em baterias sempre impôs limitações na autonomia do veículo. As baterias evoluíram atualmente de forma a se poder, com vantagens, recorrer à sua utilização como fonte energia para a motorização elétrica de veículos. Este trabalho consiste no desenvolvimento de um veículo elétrico. Pretende-se que este seja adequado para qualquer utilizador. No seu desenvolvimento uma preocupação primária foi que este possa adaptar-se a pessoas com mobilidade reduzida. Pretende-se que o veículo se possa movimentar em ambiente adversos. Entende-se por adversos, a existência de pisos heterogéneos ou a existência de obstáculos. Protótipo de Veículo Elétrico O veículo conceptualmente mais simples é do tipo “ONE WHEEL” mas este apresenta algumas limitações como por exemplo de instabilidade quando em repouso. Por este mesmo motivo optou-se por uma conceção em DUO WHEEL. Este apresenta a vantagem de ser estável no repouso e ser holonómico. Outros autores têm feito várias tentativas para conceber este tipo de veículo, como Ben S. Cazzolato, Chris Dyer, Kane Fulton, Jonathon Harvey, Evan Schumann, Charles Zhu, Luke Charles Francou, Jack Scott Parsons, Benjamin John Wright, Bo Zhu, Jonathon R. Atterton, Ben L. Davis, Samuel C. Hart and Erin E. Pearce do projeto EDWARD [1] e Kerry Mclean com seus monowheel [2]. Este trabalho consistiu na conceção da parte mecânica, elétrica e eletrónica do veículo. Relativamente à parte mecânica foi desenvolvido um protótipo em que a sua geometria tomou em conta vários fatores: o “ângulo de camber”; a estabilidade do veículo (relacionado com o seu centro de massa); o posicionamento dos motores; a atratividade no ponto de vista estético e a interação com o utilizador. No aspeto elétrico procedeu-se à escolha dos motores e baterias adequados à dimensão do veículo. No ponto de vista eletrónico foram desenvolvidos dois conversores eletrónico de potência a operar com modulação de PWM a três níveis com capacidade de operar nos quatro quadrantes (corrente / tensão). No projeto em todo o sistema, tal como foi já mencionado anteriormente, houve a preocupação de desenvolver um sistema de comando ergonómico e intuitivo por utilização de um joystick o que levou ao desenvolvimento de soluções originais que serão apresentadas e desenvolvidas ao longo da dissertação.