MODELAGEM DE UM VEÍCULO ELÉTRICO HÍBRIDO DE CÉLULA A COMBUSTÍVEL PARA ESTUDOS DE GERENCIAMENTO DE POTÊNCIA

Resumo

Veículos híbridos de célula a combustível são uma das principais alternativas para o transporte sustentável. Há, entretanto, desafios a serem superados para torná-los comercialmente viáveis. Para suplantá-los e avaliar desempenho, modelos matemáticos e computacionais são um ponto de partida natural, permitindo emular situações de operação diferentes e identificar melhorias aplicáveis. Um fator importante de avaliação é o gerenciamento de potência entre as diferentes fontes de energia. Assim, esse trabalho apresenta um modelo que permite a simulação do desempenho de veículos híbridos e seus subsistemas em função da solicitação de potência realizada pelo motorista, possibilitando avaliar estratégias de controle para a distribuição desta demanda entre as fontes de energia, incluindo a avaliação do consumo e a comparação com veículos convencionais. Sendo a obtenção de modelos um dos maiores gargalos para o desenvolvimento de sistemas de controle, este trabalho visa contribuir no sentido de apresentar um modelo capaz de subsidiar estudos tanto na gestão de potência quanto no controle dos subsistemas, uma vez que tais modelos ou alguns dos seus parâmetros são, muitas vezes, omitidos ou encontram-se espalhados na literatura de referência. O modelo é composto pela dinâmica do veículo, uma pilha de células a combustível, um banco de baterias e um motor elétrico de indução. As reações do motorista são emuladas por um controlador proporcional e integral e o motor elétrico é controlado por modos deslizantes. Resultados de simulação que validam a utilidade do modelo são apresentados, baseados em uma estratégia com regeneração de energia e um ciclo de condução normatizado.