Análise e simulação do powertrain de um veículo elétrico

Abstract

Com o objetivo de diminuir impactos ambientais, há uma tendência no mercado de grandes marcas incrementarem a fabricação de veículos híbridos e elétricos. Através desse novo cenário, surge a necessidade por estudos de diferentes configurações de powertrain, buscando alcançar uma maior desempenho em relação a aceleração e velocidade. O presente trabalho visa estudar um modelo de veículo elétrico fazendo acoplamento de diferentes sistemas de transmissão. O estudo abrange a modelagem matemática da dinâmica longitudinal e a utilização de diferentes tipos de sistemas de transmissão presentes no mercado, avaliando forças geradas entre o veículo e o solo, acelerações e velocidades capazes de serem desenvolvidas e as forças de resistência ao movimento. Para a avaliação do estudo desenvolvido é apresentado um estudo de caso utilizando um mesmo motor elétrico com informações cedidas por empresa parceira, alternando entre transmissão manual, direta e continuamente variável. Para comparar entre as diferentes configurações do estudo de caso é feita uma simulação de percurso em circuito com dados de norma ABNT. Os resultados encontrados demonstram um melhor aproveitamento da aceleração, velocidade máxima maior e tempo para atingir 44 km/h menor utilizando transmissão continuamente variável.

In order to reduce environmental impacts, there is a trend in the market for large brands to increase the production of hybrid and electric vehicles. Through this new scenario, there is a need for studies of different powertrain configurations, seeking to achieve greater performance in relation to acceleration and speed. The present work aims to study an electric vehicle model coupling different transmission systems. The study covers the mathematical modeling of longitudinal dynamics and the use of different types of transmission systems on the market, evaluating forces generated between the vehicle and the ground, accelerations and speeds capable of being developed and the forces of resistance to movement. For the evaluation of the developed study, a case study is presented using the same electric motor with information provided by a partner company, alternating between manual, direct and continuously variable transmission. To compare between the different configurations of the case study, a circuit path simulation with ABNT norm is performed. The results found demonstrate a better use of acceleration, higher maximum speed and time to reach 44 km/h lower using continuously variable transmission.