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Dissertations / Theses on the topic 'Eletric vehicle'
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Lee, Jeongwoo. "Vehicle Inertia Impact on Fuel Consumption of Conventional and Hybrid Electric Vehicles Using Acceleration and Coast Driving Strategy." Diss., Virginia Tech, 2009. http://hdl.handle.net/10919/29005.
Full textAbstract:
In the past few years, the price of petroleum based fuels, especially vehicle fuels such as gasoline and diesel, has been increasing at a significant rate. Consequently, there is much more consumer interest related to reducing fuel consumption for conventional vehicles and hybrid electric vehicles (HEVs) than in the past.
The goal of many competitions and challenges held in North America and Europe is to achieve extremely low fuel consumption. A possible strategy to reduce fuel consumption is to use the vehicleâ s fuel converter such as an engine to accelerate the vehicle to a high speed and coast to a lower speed with the engine off. This method will reduce fuel flow to zero during the coast phase. Also, the vehicle uses higher power engine load to accelerate to the upper vehicle speed in a limited time, thus increasing the engine brake thermal efficiency. This strategy is known as â pulse and glideâ or â burn and coastâ in some references.
In this study, the â pulse and glideâ (PnG) method is first applied to a conventional vehicle to quantify the fuel consumption benefits when compared to steady speed conditions over the same distance. After that, an HEV is used as well to investigate if a hybrid system can further reduce fuel consumption with the proposed strategy. Note that the HEV used in this study has the advantage that the engine can be automatically shut off below a certain speed (~40 mph) at low loads, however a driver must shut off the engine manually in a conventional vehicle to apply this driving strategy.
In this document, three preliminary results of the PnG driving strategy are presented; (1) improved fuel economy for a conventional vehicle from a simple spread sheet model, (2) improved fuel economy for an HEV from a dynamic vehicle simulation model (the Powertrain Analysis Toolkit (PSAT)) and (3) improved fuel economy for an HEV from vehicle testing at Argonne National Laboratory (ANL), all compared to steady speed conditions. The preliminary results show that the impact of engine load and kinetic energy stored in vehicle inertia is significant for fuel consumption using a PnG driving strategy compared to steady speed driving at the same average speed case. Especially, fuel economy can be improved at low speed range and higher acceleration because the aerodynamic drag force is smaller at low speed and the engine is running in a more efficient region for a short period of time respectively. In the last section, proposed directions of research are addressed based on the preliminary results.Ph. D.
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Hlaďová, Veronika. "Design elektrického vozítka pro seniory a invalidy." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2014. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-231637.
Full textAbstract:
The main aim of this master thesis is modernization of design of electrict vehicle for elderly and disabled. Design should observe all structral, ergonomic and asthetical requierements. The aim is create original design with using new technologies.
3
Santana, Filipe Miguel Lourenço. "Evolução de um sistema produto serviço : caso de um concessionário automóvel em Portugal." Master's thesis, Instituto Superior de Economia e Gestão, 2020. http://hdl.handle.net/10400.5/20602.
Full textAbstract:
Mestrado em Gestão e Estratégia IndustrialA presente investigação visa analisar a evolução de um Sistema Produto Serviço (PSS) associado à comercialização de veículos puramente elétricos (BEV), mas incluindo, na noção de contexto, os relacionamentos entre vários atores. Com este propósito, foi realizado um estudo de caso num concessionário automóvel e, através de fontes secundárias, observação e entrevistas semiestruturadas a gestores das áreas das vendas e após venda, procurou-se traçar as principais mudanças associadas à introdução do BEV como um PSS. Conclui-se que atores, atividades e recursos foram sendo recombinados ao longo do tempo de modo a suportar a implementação do PSS. Novos serviços surgiram e outros foram reajustados, suportando a componente produto durante todo o seu ciclo de vida. Ao nível a infraestrutura, novos recursos foram adquiridos para proporcionar tais serviços. A rede de relacionamentos com outros atores foi alterada, surgindo novos relacionamentos por um lado e alterações nos já existentes. Isto sugere o interesse em combinar a noção de PSS com a noção redes de negócios na medida em que o uso de PSS requer a conexão seletiva de recursos e atividades detidos por diversos atores.
The present investigation aims to analyze the evolution of a product-service system (PSS) associated with the commercialization of battery electric vehicles (BEV), but including in the notion of context the relationships between various actors. For this purpose a case study was carried out at a car dealership and through secondary sources observation and semi-structured interviews with sales and after sales managers sought to trace the main changes associated with the introduction of BEV as a PSS. It is concluded that actors activities and resources have been recombined over time in order to support the implementation of the PSS. New services emerged and others were readjusted supporting the product component throughout its life cycle. At the infrastructure level new resources were acquired to provide such services. The network of relationships with other actors has been changed with new relationships appearing on the one hand and changes in existing ones. This suggests an interest in combining the notion of PSS with the notion of business networks as the use of PSS requires the selective connection of resources and activities held by different actors.
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
4
Quiñonez, Rolando Arturo Silva. "A framework for optimal scheduling of eletric vehicles and demand response to smart grids." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2015. http://hdl.handle.net/1884/37992.
Full textAbstract:
Orientador : Prof. Dr. Clodomiro Unsihuay VilaDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 26/02/2015
Inclui referências
Área de concentração
Resumo: As microredes e os sistemas de distribuição têm uma posição de importância no sistema de energia, sendo os principais pontos de ligação entre a energia em grandes quantidades e os consumidores finais. Devido à convergência de várias tendências próprias do setor, as redes inteligentes estão emergindo como uma solução para a modernização da rede elétrica, integrando percentagens cada vez maiores de fontes de energia renováveis e intermitentes, armazenamento de energia e veículos elétricos, assim como o compromisso de oferecer aos consumidores maior controle no seu consumo de energia. Esta dissertação apresenta uma metodologia computacional que estabelece um agendamento ótimo para a resposta à demanda no caso de uma casa padrão inserida em um ambiente de microrede, além de determinar o seu impacto sobre a rede de distribuição de energia elétrica ao longo de um horizonte de 24 horas por dia. Este trabalho apresenta também um Sistema de Sistemas (SoS) contextualizado para uma operação ótima de redes de distribuição ativas. O SoS proposto define tanto a companhia de distribuição (DISCO) e a microrede (MGs) como sistemas autônomos, e reconhece o processo de troca de informações entre eles. O algoritmo matemático proposto utiliza um processo de otimização separado que visa maximizar o benefício de cada sistema independente. Adicionalmente, um algoritmo de optimização hierárquica é apresentado para coordenar os sistemas independentes e para determinar o ponto de funcionamento óptimo da rede ativa de distribuição baseada no SoS. O modelo proposto considera uma ênfase especial sobre as variáveis que afetam o comportamento total do sistema, tanto para o fornecedor de energia como para o consumidor final. O problema de otimização proposto é dividido em dois itens: o problema da resposta à demanda baseado no tempo para um horizonte diário, que é modelado como uma programação linear inteira mista e o segundo problema é o problema de rede radial que é modelado com um fluxo de potência ótimo. A metodologia proposta permite um agendamento otimizado para a resposta à demanda ao nível de usuário final e considera simultaneamente seu impacto na rede de distribuição. Além, nesta dissertação foram analisados os benefícios da programação da resposta à demanda, micro-geração distribuída e integração de veículos elétricos modelado na microrede. Um caso de estúdio contendo três distintos cenários revela a utilidade e eficácia do modelo proposto. Em primeiro lugar, mostrando o funcionamento normal, sem qualquer tipo de otimização, em segundo lugar, conduzindo um processo de otimização dentro da microrede com a inserção do veículo elétrico apenas modelado como uma carga e gerenciando o sistema de distribuição, e em terceiro lugar considerando a inserção de geração renovável distribuída, e processos tanto de carga como descarga dos veículos elétricos. Finalmente, foi efetuado um processo de otimização para a junção da microrede e da rede de distribuição. Palavras-chave: Rede inteligente. Veículo elétrico. Fluxo de potência ótimo. Programação linear inteira mista. Sistema de distribuição.
Abstract: Microgrids and distribution systems holds a very important position in the power system since are the main points of link between bulk power and consumers. Due to the convergence of several trends in the energy sector, smart grids are emerging as a solution for the modernization of the electric grid, integrating large shares of distributed and intermittent renewable energy sources, energy storage and electric vehicles, as well as the promise to give consumers more control on their energy consumption. This dissertation presents a computational method for an optimal scheduling for demand response and electric vehicle for a typical house under a microgrid environment and its impact on the electric power distribution network along a 24 hours-daily horizon. The proposed method is a System of Systems (SoS) based framework for optimally operating active distribution grids. The proposed SoS framework defines both; distribution company (DISCO) and microgrids (MGs) as autonomous systems, and recognizes the exchange information process among them. The proposed mathematical algorithm uses a separated optimization process that aim maximizing the benefit of each independent system. A hierarchical optimization algorithm is presented to coordinate the independent systems and to find the optimal operating point of the SoS-based active distribution grid. Therefore, the proposed model considers a special emphasis on variables that impact the total behavior of the system for both the energy supplier and the final consumer. The proposed optimization problem is divided in two sub-problems: the demand response problem-based time for a daily horizon, that is modeled as a mixed integer linear programming and the second problem is the electric distribution network problem that is modeled with an optimal power flow. The proposed method allows an optimized schedule of demand response to end-user level and considers their impacts on the distribution network simultaneously. It also examined the additional benefits of demand response programming, micro-distributed generation, integration of electric vehicles modeling in the microgrid. A case of study containing three scenarios reveals the usefulness and effectiveness of the proposed model. Firstly showing the normal operation without any type of optimization, secondly conducting an optimization process inside of the microgrid with the insertion of the electric vehicle just modeled as a load and managing the distribution system, thirdly inserting renewable distributed generation, electric vehicles for both process: charging and discharging. Finally, making the optimization process for the junction of the microgrid and the distribution network. Key-words: Smart grid. Electric Vehicle. Optimal power flow. Mixed integer linear programming. Distribution system.
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Lopes, Paulo Henrique de Oliveira. "Ponto de venda de energia eletrica com cartão indutivo pre-pago." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260080.
Full textAbstract:
Orientador: Jose Antonio Siqueira DiasAcompanha 1 CD-R
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-14T09:20:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_PauloHenriquedeOliveira_M.pdf: 1347912 bytes, checksum: 86c17d3e935cd0c95c11539e4590d844 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: O aumento da poluição nos grandes centros urbanos tem levado a uma busca incessante de soluções tecnológicas para a substituição dos veículos com motor a combustão por outra fonte de energia, sendo que os veículos elétricos têm se apresentado como uma das alternativas mais promissoras para um futuro próximo. Entretanto, um dos problemas a resolver na utilização de veículos puramente elétricos é o abastecimento (recarga das baterias) nas ruas. Neste trabalho é apresentado o projeto, desenvolvimento e implementação de um protótipo de um ponto de fornecimento de energia elétrica pré-paga usando cartões indutivos. O protótipo desenvolvido operou dentro das especificações e normas aplicáveis ao setor de medida de energia elétrica. Outras aplicações para este equipamento estão sendo estudadas, como por exemplo na venda de energia elétrica para residências de baixa renda.
Abstract: The increasing in pollution caused by combustion engines in large cities has motivated the search for new technologies to replace these engines, and the electrical vehicle is a promissing alternative in the near future. However, one of the problems that remains to be solved is charging these vehicles in the streets. This works presents the design, development and implementation of a pre-paid point of sale of electrical energy equipment which uses inductive cards. The developed prototype meets the specifications and rules of the Brazilian electrical sector for the energy meters. Other applications for this pre-paid energy meter are being considered, as, for example, in selling pre-paid energy to low.
Mestrado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Mestre em Engenharia Elétrica
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Chiriatti, Sara. "Implementazione di un modello stocastico per la simulazione di una microrete con tecnologia vehicle to grid." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/13949/.
Full textAbstract:
L'obiettivo della tesi è l'implementazione tramite l’utilizzo del software AIMMS di un modello stocastico multistage che permetta di simulare il comportamento di una microrete situata in un ambiente industriale.
Il fine dell’algoritmo è quello di risolvere, nel rispetto dei vincoli tecnici, il problema del dispacciamento.
Nella microrete considerata sono presenti un parcheggio con tecnologia vehicle-to-grid, un sistema grid-to-vehicle, dei carichi industriali e un impianto di generazione fotovoltaica. Per tenere conto delle incertezze del modello si è creata una procedura in grado di costruire un albero degli scenari, dove ogni scenario rappresenta una possibile realizzazione dei parametri e delle variabili del modello.
Per lo studio del problema si è utilizzato un approccio di ottimizzazione stocastica lineare.
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Merlini, Antonio. "Modelli di ottimizzazione centralizzata e distribuita per la ricarica di una flotta di veicoli elettrici." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020.
Find full textAbstract:
In questa tesi viene esposta la problematica dell'integrazione delle auto elettriche con la rete. In particolare viene studiato il comportamento di un aggregatore che deve gestire una flotta di veicoli elettrici. Sono stati considerati due casi: sola carica e vehicle to grid. Per ciascuno di essi sono state implementati due modelli di ottimizzazione, uno centralizzato e uno distribuito. I risultati ottenuti sono analizzati e confrontatati fra loro.
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Bosso, Alessandro. "Osservatore e controllore sensorless ad elevate prestazioni per propulsione elettrica di Unmanned Aerial Vehicles." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/11885/.
Full textAbstract:
Negli ultimi anni, tra le varie tecnologie che hanno acquisito una sempre maggiore popolarità e diffusione, una di particolare rilevanza è quella degli Unmanned Aerial Vehicles.
Di questi velivoli, quelli che stanno riscuotendo maggiore successo sono i multirotori, alimentati esclusivamente da azionamenti elettrici disposti in opportune posizioni della struttura.
Particolari sforzi sono stati recentemente dedicati al miglioramento di questa tecnologia in termini di efficienza e precisione, tuttavia quasi sempre si trascura la vitale importanza dello sfruttamento efficiente dei motori elettrici.
La tecnica di pilotaggio adottata nella quasi totalità dei casi per questi componenti è il BLDC sensorless, anche se la struttura si dimostra spesso essere PMSM, dunque inadatta all’uso di questa strategia.
Il controllo ideale per i PMSM risulterebbe essere FOC, tuttavia per l'implementazione sensorless molti aspetti scontati nel BLDC devono essere affrontati, in particolare bisogna risolvere problemi di osservazione e identificazione.
Durante la procedura di avviamento, efficienti strategie di self-commissioning vengono adottate per l’identificazione dei parametri elettrici.
Per la fase di funzionamento nominale viene proposto un osservatore composto da diversi componenti interfacciati tra loro tramite un filtro complementare, il tutto al fine di ottenere una stima di posizione e velocità depurata dai disturbi.
In merito al funzionamento in catena chiusa, vengono esposte valutazioni preliminari sulla stabilità e sulla qualità del controllo. Infine, per provare la validità degli algoritmi proposti, vengono mostrati i risultati delle prove sperimentali condotte su un tipico azionamento per UAV, pilotato da una scheda elettronica progettata appositamente per l’applicazione in questione. Vengono fornite inoltre indicazioni sull’implementazione degli algoritmi studiati, in particolare considerazioni sull’uso delle operazioni a virgola fissa per velocizzare l'esecuzione.
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Pescollderungg, Alex. "Stazioni di ricarica di veicoli elettrici: caratteristiche e regole della connessione." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016.
Find full textAbstract:
Oggetto della tesi sono i sistemi di ricarica dei veicoli elettrici, in particolare la diffusione in Europa delle stazioni di carica, i metodi di carica le caratteristiche della connessione del veicolo alla stazione, e della stazione alla rete pubblica di distribuzione. La tesi illustra lo stato dell’arte dei sistemi di ricarica, le norme relative, sia tecniche che di legge, l’interfaccia di connessione fra veicolo elettrico e stazione di ricarica, ancora oggetto di discussione e non ancora unificato a livello europeo. La tesi affronta anche i sistemi di protezione previsti dalla norma tecnica per la sicurezza delle persone dai contatti elettrici. La tesi contiene inoltre cenni al sistema di comunicazione tra veicolo e stazione di ricarica, e alla crescente attenzione della ricerca internazionale per le tecniche “vehicle to grid”.
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Oliveira, Nestor Ezequiel de. "Sistema georeferenciado de aquisição de dados para caracterização de motos eletricas." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258981.
Full textAbstract:
Orientador: Elnatan Chagas FerreiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-14T08:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_NestorEzequielde_M.pdf: 11297935 bytes, checksum: f508b0e6ae1a58f18ecbebc7879ff5fb (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Aproximadamente 40% da energia total produzida no mundo é consumida no setor de transporte, tendo criado uma grande demanda para estudos de fontes alternativas de energia para os veículos. Este trabalho acadêmico tem como por objetivo apresentar um estudo desenvolvido com veículos elétricos (VEs), com o desenvolvimento de projeto de circuitos eletrônicos de aquisição de dados e condicionamento de sinais das grandezas elétricas e mecânicas, tais como tensão da bateria, corrente elétrica consumida, carga da bateria, temperatura, RPM do motor, velocidade da moto elétrica, sendo que todos os dados são georeferenciados. Estes dados fornecem informações importantes sobre as características e o desempenho das motos elétricas estudadas, além de revelar informações que podem demonstrar a viabilidade de se utilizar este veículo em aplicações comerciais. São apresentados os resultados obtidos com o monitoramento destes VEs durante 12 meses.
Abstract: Approximately 40% of the total energy produced in the world is consumed in the transport sector, having created a great demand for studies of alternative sources of energy for the vehicles. This academic work has as for objective to present a study developed with electric motorcycles (VEs), with the development of project of electronic circuits of acquisition of data and conditioning of signs of the electric and mechanical greatness, such as tension of the battery, consumed electric current, load of the battery, temperature, RPM of the motor, speed of the electric moto, and everybody the data are georeferencing. These data supply important information on the characteristics and the acting of the studied electric motorcycles, besides revealing information that can demonstrate the viability of using this vehicle in commercial applications. The results obtained with the monitoration of these (VEs) for 12 months are presented.
Mestrado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Mestre em Engenharia Elétrica
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Cherchi, Paolo. "Dimensionamento di sistemi di accumulo per stazioni di ricarica rapida per autoveicoli elettrici." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018. http://amslaurea.unibo.it/17184/.
Full textAbstract:
Con l’avvento della mobilità elettrica la civiltà odierna si prepara ad affrontare numerosi cambiamenti nel modo di spostarsi, utilizzare i veicoli e vivere le città.
La necessità di elettrificare i trasporti deriva da un bisogno sempre maggiore di efficienza energetica e, al pari passo con lo sviluppo delle fonti di energia rinnovabili e delle reti di distribuzione intelligenti, di un modello di sviluppo sostenibile.
Gli effetti benefici della svolta e-Mobility potrebbero mobilitare risorse e competenze, rafforzando la capacità di innovazione e stimolando la creazione di nuove filiere industriali e di servizio collegate direttamente e indirettamente.
Tuttavia, nonostante questi vantaggi, la penetrazione massiva di veicoli elettrici richiede un indagine approfondita per valutare quale sarà l’impatto sul sistema elettrico dovuto alla diffusione delle stazioni di ricarica, e quali contromisure dovranno adottare gli operatori di sistema per garantirne l’affidabilità.
La potenza richiesta dalle stazioni di ricarica per ricaricare più veicoli contemporaneamente potrebbe costituire un carico eccessivo per il sistema elettrico e in particolare a livello locale per la rete a cui è connessa la stazione, rendendo necessari investimenti al fine di potenziarne i componenti, o a livello di sistema, rendendo necessario un aumento della generazione in modo da coprire il carico nelle ore di punta.
Lo scopo di questa tesi è lo sviluppo di una metodologia che consenta di dimensionare una stazione di ricarica rapida che sia in grado di assorbire una quantità di potenza limitata dalla rete, integrando un sistema di generazione da fotovoltaico e un sistema d’accumulo, e partendo dalla conoscenza dei dati di traffico e di irraggiamento dell’area in cui dev’essere installata la stazione.
Tale metodologia può essere applicata nel caso in cui gli input siano modificati per renderli rispondenti ai casi diversi che si possono presentare nella realtà.
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Rini, Giancarlo <1983>. "Analysis and design of high performance multiphase electric drives for vehicle and aircraft applications." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amsdottorato.unibo.it/7141/.
Full textAbstract:
The first part of this thesis has focused on the construction of a twelve-phase asynchronous machine for More Electric Aircraft (MEA) applications. In fact, the aerospace world has found in electrification the way to improve the efficiency, reliability and maintainability of an aircraft. This idea leads to the aircraft a new management and distribution of electrical services. In this way is possible to remove or to reduce the hydraulic, mechanical and pneumatic systems inside the aircraft.
The second part of this dissertation is dedicated on the enhancement of the control range of matrix converters (MCs) operating with non-unity input power factor and, at the same time, on the reduction of the switching power losses. The analysis leads to the determination in closed form of a modulation strategy that features a control range, in terms of output voltage and input power factor, that is greater than that of the traditional strategies under the same operating conditions, and a reduction in the switching power losses.
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Prevedello, Paolo. "Ottimizzazione stocastica di una microrete con tecnologia "vehicle-to-grid"." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016.
Find full textAbstract:
La presente tesi ha come obiettivo quello di sviluppare un modello per la gestione ottimizzata delle unità di generazione e di accumulo di una microrete elettrica. La tesi analizza, come caso studio di riferimento, una microrete contenente impianti di generazione da fonti rinnovabili, sistemi di accumulo a batteria (BES:Battery Energy System) e stazioni di ricarica per veicoli elettrici. In particolare le stazioni di ricarica sono a flusso bidirezionale, in grado di fornire servizi di tipo "grid-to-vehicle"(G2V) e "vehicle-to-grid" (V2G). Il modello consente di definire, come sistema di dispacciamento centrale, le potenze che le varie risorse distribuite devono erogare o assorbire nella rete nelle 24 ore successive. Il dispacciamento avviene mediante risoluzione di un problema di minimizzazione dei costi operativi e dell'energia prelevata dalla rete esterna. Il problema è stato formulato tramite l'approccio di programmazione stocastica lineare dove i parametri incerti del modello sono modellizzati tramite processi stocastici. L'implementazione del modello è stata effettuata tramite il software AIMMS, un programma di ottimizzazione che prevede al suo interno delle funzionalità specifiche per la programmazione stocastica
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Moraes, Luciano Camara Bueno de. "Tração eletrica como alternativa energetica : uma proposta para a conversão de veiculos automotivos de uso urbano." [s.n.], 2006. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259312.
Full textAbstract:
Orientador: Jose Antonio Siqueira DiasDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-08T10:27:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_LucianoCamaraBuenode_M.pdf: 4566206 bytes, checksum: 004300417197b06c786d6cac40898584 (MD5) Previous issue date: 2007
Resumo: Este trabalho tem como objetivo propor um sistema de baixo custo para conversão de veículos urbanos convencionais para propulsão elétrica. Serão abordadas também, técnicas, de paralelismo de dispositivos semicondutores para altas demandas de potência, motores elétricos, baterias, e sistemas de recarga. De uma maneira geral o projeto apresenta a viabilização de uni kit prático de conversão que permite a Substituição do sistema de tração original (gasolina ou álcool) para o sistema de tração elétrica movido à bateria interna recarregável, para uso urbano que, futuramente, possa ser produzido em larga escala. Os resultados dos modelos teóricos são confrontados com os testes práticos. É apresentado, ao final, um veículo completo, que opera apenas com propulsão elétrica, bem como os íesíes realizados neste veículo
Abstract: The objective of the dissertation is to present a low cost system for the utilization of electric propulsion in urban vehicles powered with internal combustion engines, ft will be discussed semiconductor devices parallelism techniques for high demands of power, electric engines, batteries, and re-charge- systems. In a general way. the project has as objective the design of a conversion kit that allows the substitution of the of original traction of the vehicle by an electric traction system with rechargeable interna! batteries, and that can be produced in large scale. The results of the theoretical models are compared with the practical evaluation tests. The experimental results measured in a complete vehicle assembled using the developed kit are presented
Mestrado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Mestre em Engenharia Elétrica
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Bahmani, Azad. "Calculation of the optimal charging scheduling of electric vehicles." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019.
Find full textAbstract:
Climate change, shortage of oil and natural resources and technological improvement on batteries are convincing reasons to invest in electric vehicles. When the number of electric vehicles increases it becomes important to manage their charging scheduling, in order to avoid overloading of lines and transformers of the distribution network. This thesis studies the calculation of optimal charging scheduling of a fleet of plug-in electric vehicles (PEVs) that are supplied by a distribution network. The optimization problem is formulated as a mixed-integer linear program, with the objective of minimizing the cost of purchasing electricity from the network, while satisfying the local and network constraints. Considering the scenario “charging only”, the optimal charging scheduling of the PEVs is calculated through a centralized approach. When the vehicle to grid functionality of the PEVs is enabled and the number of PEVs increases, then the problem becomes difficult to solve and the centralized approach becomes impractical. In order to cope with this problem, the objective function of the centralized model is modified in a way to give the priority to the PEVs with higher battery capacity to perform the vehicle to grid functionality which results in reducing the complexity of the calculations. Then a distributed approach is applied to solve the optimal charging scheduling through an iterative distributed algorithm. The distributed approach is applied for both scenarios “charging only” and “charging and vehicle to grid”, in which the centralized approach is impractical to solve. Objective functions of the two approaches are compared. Results show that for each fleet of PEVs, the value of objective function of the centralized model is similar to the value of objective function of the distributed model.
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Kammerer, Sven Daniel. "Development and evaluation of a range anxiety-reducing business model for connected full electric vehicles." reponame:Repositório Institucional do FGV, 2012. http://hdl.handle.net/10438/10258.
Full textAbstract:
Submitted by Eliene Soares da Silva (eliene.silva@fgv.br) on 2012-11-26T14:59:25Z
No. of bitstreams: 1
FINAL THESIS_Sven Kämmerer.pdf: 4409442 bytes, checksum: f0b4d51fcb5997ef130c873c65386e15 (MD5)Approved for entry into archive by Eliene Soares da Silva (eliene.silva@fgv.br) on 2012-11-26T15:03:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FINAL THESIS_Sven Kämmerer.pdf: 4409442 bytes, checksum: f0b4d51fcb5997ef130c873c65386e15 (MD5)
Made available in DSpace on 2012-11-26T15:16:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FINAL THESIS_Sven Kämmerer.pdf: 4409442 bytes, checksum: f0b4d51fcb5997ef130c873c65386e15 (MD5) Previous issue date: 2012-09-27
This thesis develops and evaluates a business model for connected full electric vehicles (FEV) for the European market. Despite a promoting political environment, various barriers have thus far prevented the FEV from becoming a mass-market vehicle. Besides cost, the most noteworthy of these barriers is represented by range anxiety, a product of FEVs’ limited range, lacking availability of charging infrastructure, and long recharging times. Connected FEVs, which maintain a constant connection to the surrounding infrastructure, appear to be a promising element to overcome drivers’ range anxiety. Yet their successful application requires a well functioning FEV ecosystem which can only be created through the collaboration of various stakeholders such as original equipment manufacturers (OEM), first tier suppliers (FTS), charging infrastructure and service providers (CISP), utilities, communication enablers, and governments. This thesis explores and evaluates how a business model, jointly created by these stakeholders, could look like, i.e. how stakeholders could collaborate in the design of products, services, infrastructure, and advanced mobility management, to meet drivers with a sensible value proposition that is at least equivalent to that of internal combustion engine (ICE) cars. It suggests that this value proposition will be an end-2-end package provided by CISPs or OEMs that comprises mobility packages (incl. pay per mile plans, battery leasing, charging and battery swapping (BS) infrastructure) and FEVs equipped with an on-board unit (OBU) combined with additional services targeted at range anxiety reduction. From a theoretical point of view the thesis answers the question which business model framework is suitable for the development of a holistic, i.e. all stakeholder-comprising business model for connected FEVs and defines such a business model. In doing so the thesis provides the first comprehensive business model related research findings on connected FEVs, as prior works focused on the much less complex scenario featuring only 'offline' FEVs.
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Mercan, Aybüke. "Driveline Modelling for Full Electric Bus." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021.
Find full text
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Gall, Jonathan Henrik. "Zero-Voltage-Switching PWM Full-Bridge Converter for Onboard Charging of Battery of Electric Vehicles." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019.
Find full textAbstract:
This thesis gives a description of working principles of a Phase-Shifted Full-Bride PWM ZVS converter using a Full-Wave rectifying output as well as a Double Current Rectifier. After a description of each topology and some differences between the two topologies, a hybrid solution is presented. The hybrid configuration is a combined FW and DCR, in an interleaved connection. By the opening and closing of a switch that is located between the two output stages, either a DCR-DCR or DCR-FW rectifying output stage is used for the converter. This allows for dynamic turns ratio of the step-up transformer of the converter, as well as reduced primary and secondary side currents.
The voltage for when to switch between the two output configurations is derived analytically. Simulations carried out in LTSpice to verify the analytical results and the hypothesis of reduced currents and losses are presented in the end.
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Broday, Gabriel Renan. "Bidirectional DC-DC converters for hybrid energy storage systems in electric vehicle applications." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2016. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2411.
Full textAbstract:
Em um momento em que questões ambientais e a segurança energética estão numa posição de destaque, Veículos Elétricos (VEs) estão no centro das atenções. Entretanto, ainda é difícil para eles substituir os tradicionais veículos de combustão interna e a razão principal para isso é o seu sistema de energia. Normalmente, devido a suas características, baterias são usadas como banco de energia para VEs. No entanto, baterias também apresentam algumas limitações para essa aplicação e o problema no sistema de energia é relacionado a essas limitações. Uma das soluções propostas é se colocar baterias e supercapacitores (SC) em paralelo, resultando em um Sistema Híbrido de Armazenamento de Energia (SHAE). Para fazer essa configuração possível e o fluxo de potência controlável em um SHAE, um conversor CC-CC bidirecional interfaceando a bateria e o SC é necessário. Levando isso em consideração, o estudo de topologias CC-CC bidirecionais é apresentado nessa Dissertação de Mestrado. Primeiro, o estudo de um conversor CC-CC bidirecional com indutor dividido, envolvendo sua análise teórica em regime permanente, análise dinâmica e uma metodologia de projeto com resultados de simulação, é apresentado, resultando na construção de um protótipo experimental com as seguintes especificações de projeto: Fonte de tensão 1 de 300 V, fonte de tensão 2 de 96 V, frequência de comutação de 20 kHz e potência nominal de 1000 W. Então, o estudo de uma segunda topologia, um conversor CC-CC Buck-Boost ZVS bidirecional, envolvendo sua análise em regime permanente e uma metodologia de projeto com resultados de simulação, também é apresentado.In an era where environmental issues and the energetic safety are in an outstanding position, Electric Vehicles (EVs) are in the spotlight. However, it is difficult for them to replace the ICE vehicles and the main reason for that it is their energy system. Normally, due to some of their characteristics, batteries are used as energy bank in Electric Vehicles. Nevertheless, batteries also present some limitations for this application and the energy system problem is related to these limitations. One of the proposed solutions is to place batteries and Supercapacitors (SC) in parallel, resulting in a Hybrid Energy Storage System (HESS). To make this configuration possible and the power flow controllable in the HESS, a bidirectional DC-DC converter interfacing the battery and the SC is necessary. Taking this into account, the study of bidirectional DC-DC topologies is presented in this Master’s Thesis. First, a study of a bidirectional DC-DC converter with tapped inductor, involving its theoretical steady state analysis, dynamic analysis and design methodology with simulation results, is presented, resulting in the design of an experimental prototype with the following design specifications: Voltage source 1 of 300 V, voltage source 2 of 96 V, switching frequency of 20 kHz and rated power of 1000 W. Then, the study of a second topology, a bidirectional ZVS Buck-Boost DC-DC converter, involving he steady state analysis and a design methodology with simulation results, is also presented.
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Costanza, Erasmo. "Modelli e strumenti per ottimizzazione di microgrid in corrente continua." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018.
Find full textAbstract:
La richiesta di energia elettrica è in continuo aumento, tale fenomeno ha avuto una forte accentuazione negli ultimi decenni. L'IEA (International Energy Agency) ha stimato un aumento pari a circa il 40% nei prossimi 20 anni. Questo fenomeno ha spinto il mercato dell’energia a trovare nuove soluzioni atte a fronteggiare le nuove richieste. Per questo motivo è stato introdotto il concetto di generazione distribuita DG, quali impianti di piccola taglia spesso legati alla produzione da fonti rinnovabili. Queste DG possono lavorare in parallelo alla rete o essere introdotte all’interno di una Micro Grid (MG). La presenza sempre maggiore di carichi che funzionano in corrente continua, ha portato ad abbandonare il modello di Micro Grid AC, a favore di un modello DC.
L’obiettivo di questa tesi è quello di proporre e promuovere un modello di ottimizzazione di una Micro Grid DC, cercando di sfruttare a proprio vantaggio un elemento potenzialmente dannoso per la rete come i veicoli elettrici (EV), sfruttando il concetto del Vehicle to Grid. Il modello proposto può portare all’eliminazione del nodo di storage, sfruttando gli EV come delle batterie low cost. In questo modo verrebbero ridotti i costi di impianto, di gestione e di manutenzione della MG.
Sono state effettuate delle simulazioni, con l’ausilio degli strumenti software matlab e CPLEX, su uno scenario campione, utilizzando il modello descritto all’interno dell’elaborato. Nelle simulazioni sono state comparate le curve di costo giornaliero e quelle inerenti l’assorbimento di energia elettrica dalla rete principale su due differenti configurazioni. La prima è costituita sia dal nodo di storage che dagli EV, mentre nella seconda si è eliminato il nodo di storage.
I risultati ottenuti sono stati soddisfacenti. All’interno dello scenario campione la presenza giornaliera di 400 EV connessi alla rete permette, alla configurazione senza nodo di storage, di avere le stesse perfomance della configurazione completa.
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Ferreira, Andre Augusto. "Sistema supervisorio de gestão de multiplas fontes de suprimento para aplicações em veiculos eletricos." [s.n.], 2007. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260860.
Full textAbstract:
Orientador: Jose Antenor PomilioTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-09T17:49:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AndreAugusto_D.pdf: 4648060 bytes, checksum: fec10ea5d77379b209259bd3174d9224 (MD5) Previous issue date: 2007
Resumo: Este trabalho propõe uma estratégia de gestão de energia, para aplicações em veículos elétricos, baseado em um sistema supervisório nebuloso que combina três diferentes fontes de suprimento, em termos de densidade de energia e de densidade de potência, a saber: célula a combustível, bateria e supercapacitor. O sistema supervisório coordena o fluxo de potência entre os dispositivos de suprimento de energia e provê elevada qualidade de energia necessária para um bom desempenho do sistema de propulsão do veículo elétrico. A estratégia proposta de gestão de energia do conversor eletrônico com múltiplas entradas possibilita o controle individual da transferência de potência das fontes de suprimento, em suas melhores regiões da atuação. Um conveniente arranjo entre as fontes e alocação dos recursos disponíveis permite reduzir o dimensionamento da célula a combustível. Adicionalmente, a vida útil destas fontes e a imunidade do sistema de suprimento a variações bruscas de demanda de potência são melhoradas. Um protótipo de 3 kW é simulado e avaliado experimentalmente, incluindo um banco de baterias de chumbo-ácido e supercapacitor, para comprovar a eficácia da estratégia de controle proposta
Abstract: This work introduces an Energy Management strategy, for electrical vehicle applications, based on a fuzzy logic supervisory system that is able to combine three different power supply sources, i. e., fuel cell, battery and supercapacitor. The supervisory system coordinates the power flow between the power sources so that the system is able to provide high power quality, which is needed to achieve the desirable dynamic performance of the propulsion system. The proposed energy management strategy of a multiple input power electronic converter takes advantage of the individual characteristics of each power sou rce and makes than operate atthe best operation region. Through adequate power sources arrangements and use of the available resources, the fuel cell size is reduced. In addition, the power sources¿ life time and the system ride-through at sudden load disturbances are increased. Simulation and experimental results of a 3 kW prototype, with real supercapacitor and lead-acid batteries bank, prove that the fuzzy logic is a suitable energy management control strategy
Doutorado
Automação
Doutor em Engenharia Elétrica
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JÃnior, Francisco Josà Barbosa de Brito. "Study, Design and Development of an AC-DC Buck+Boost Converter Applied to Battery Chargers for Electric Vehicle." Universidade Federal do CearÃ, 2013. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=11121.
Full textAbstract:
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel SuperiorThis work presents a study and design of an electronic power converter topology for on-board application in a battery charger for plug-in electric vehicles. The proposed topology is based on AC-DC converter Buck+Boost, which one is very attractive for this application due to its buck and boost characteristics in a single-stage power processing. Furthermore, this topology presents reduced weight and volume, since there is no transformer and only few components are presented in its structure. A theoretical study is performed through of qualitative and quantitative analysis, besides it is investigated the switching process and losses in the converter components. It is also performed a design example of a battery charger with rated output power of 1 kW, input voltage 220 Vac RMS and output voltage of 162 Vdc, corresponding to 12 batteries connected in series. A prototype for the indicated specifications was constructed in laboratory and tested experimentally. The simulation and experimental results obtained are used to validate the theoretical analysis and design. For rated load, it was obtained an efficiency of 96.5% and a power factor of 0.992, thus showing the effectiveness of the proposed converter.
Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de uma topologia de conversor eletrÃnico de potÃncia para a aplicaÃÃo embarcada em um carregador de baterias para veÃculos elÃtricos recarregÃveis atravÃs da rede elÃtrica. A topologia escolhida à baseada no conversor CA-CC Buck+Boost, onde a mesma torna-se bastante atrativa para este tipo de aplicaÃÃo por apresentar as caracterÃsticas elevadora e abaixadora de tensÃo em um Ãnico estÃgio de processamento de energia. AlÃm disso, esta topologia apresenta reduzido volume e peso, devido ao fato de nÃo apresentar transformador e possuir poucos componentes em sua estrutura. Um estudo teÃrico à realizado atravÃs das anÃlises qualitativa e quantitativa, alÃm das anÃlises do processo de comutaÃÃo e das perdas nos componentes do conversor. Neste trabalho à realizado um exemplo de projeto do carregador de baterias para aplicaÃÃo em veÃculos elÃtricos de 1 kW de potÃncia de saÃda, tensÃo de entrada eficaz de 220 Vca e tensÃo de saÃda de 162 Vcc, correspondente a 12 baterias conectadas em sÃrie. Um protÃtipo com as especificaÃÃes indicadas foi construÃdo e testado experimentalmente em laboratÃrio. Os resultados de simulaÃÃo e experimentais obtidos validaram a anÃlise teÃrica e o projeto realizado. Para carga nominal, foi obtido rendimento de 96,5% e fator de potÃncia de 0,992, comprovando assim o funcionamento da topologia utilizada.
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Feistel, Karin Rezende. "Análise do cenário mundial do ve e os desafios da sua inserção na matriz energética brasileira." Universidade Federal de Santa Maria, 2016. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8581.
Full textAbstract:
This work aims to analyze the current situation of electric vehicles in the world, considering the factors that assisted their insertion in the world market and the public policies that are used to encourage this technology. Based on this analysis, is performed a prediction of a scenario in which electric vehicles are inserted in the Brazilian market through simulation results using the Monte Carlo Method a known and widespread mathematical method. Therefore, two cities are compared, a national pole of development and diversity, Sao Paulo, and the city known as the Capital of Electric Vehicle, Oslo, which will provide the information that will be used as a basis for the simulation. With this forecast, it is possible to predict an estimative of the environmental impact that replacing gasoline-powered vehicles for electric vehicles would bring to the environment. Furthermore, an analysis of energy impact in the Brazilian matrix is discussed and evaluated.Este trabalho visa analisar a situação atual dos veículos elétricos no mundo, considerando os fatores que auxiliaram sua inserção no mercado mundial e as principais políticas de incentivo a esta tecnologia. Com base nesta análise, é realizada uma previsão na qual os veículos elétricos são inseridos no mercado brasileiro, através de resultados de simulação utilizando o Método de Monte Carlo, conhecido e difundido. Para tanto, duas cidades serão comparadas, um pólo de desenvolvimento e diversidade nacional, São Paulo, e a cidade conhecida como a Capital do Veículo Elétrico, Oslo, da qual serão extraídas as informações que servirão de base para a simulação e estimativa do impacto na matriz energética brasileira. Com esta previsão, também é possível avaliar o impacto que a substituição dos veículos movidos à gasolina por veículos elétricos traria para o meio ambiente. Além disso, uma análise de impacto energético na matriz brasileira é discutida e avaliada.
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Castro, Erasmo Saraiva de. "Impact of electric vehicles in the steady state operation of distribution systems." Universidade Federal do CearÃ, 2015. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=14544.
Full textAbstract:
FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgicoThis work aims to quantify the impact in the steady state operation of a distribution system when electric vehicles are connected. It is worth noting that the connection of them may cause significant changes in the voltage profile, in the degree of voltage unbalance and in the electrical losses of the system. In order to make this analysis, a three-phase power flow program was developed in MATLAB language. This program is based on the Ladder Iterative Technique and it contains models of overhead distribution lines, underground distribution lines, spot loads, distributed loads connected in wye and delta, step voltage regulators, capacitor banks, three-phase transformers and the model of an electric vehicle. This model allows simulation of a real electric vehicle of model Tesla Roadster, produced by Tesla Motors. The test system used in all simulations was the IEEE 13 bus. Moreover, the methodology consisted in simulate the system with the voltage regulator and without the voltage regulator under heavy load and light load conditions. The electric vehicle was connected to a specific systemâs bus and it were considered that it could work as a load or as a distributed generator with or without positive sequence voltage control. Constants configurations of the electric vehicles were considered for the heavy load and light load cases. The results of the simulations reveal there was voltage violation due to the connection of electric vehicles acting as loads in the test system under heavy load conditions without voltage regulator. When they operate as generators, they can maintain the voltage unbalance under the allowed 2%, turning the systemâs voltages more balanced. There were significant reductions when the electric vehicles acted as a load (71.1%) and as generator (77.5%) on the total real power losses when the system operated with voltage regulator on the substation and the electric vehicles operated with positive sequence voltage control (specified at 1,0 pu).
Este trabalho tem o objetivo de quantificar o impacto da conexÃo de veÃculos elÃtricos na operaÃÃo em regime permanente de um sistema de distribuiÃÃo. à visto que a conexÃo dos mesmos pode causar mudanÃas significativas no perfil de tensÃes, no grau de desequilÃbrio de tensÃo e nas perdas elÃtricas do sistema. Para realizar essa anÃlise, desenvolveu-se um programa de fluxo de potÃncia trifÃsico na linguagem MATLAB. O programa à baseado na tÃcnica iterativa de escada. Foram implementados nesse programa modelos de linhas de distribuiÃÃo aÃreas e subterrÃneas, modelos de cargas concentradas e distribuÃdas conectadas em delta e em estrela, modelos de reguladores de tensÃo, modelos de banco de capacitores, modelo de transformadores trifÃsicos e o modelo do veÃculo elÃtrico. Esse modelo permite simular o veÃculo elÃtrico Tesla Roadster da Tesla Motors. O sistema teste utilizado em todas as simulaÃÃes foi o sistema IEEE 13 barras. A metodologia utilizada consistiu em simular o sistema sem regulador de tensÃo e com o regulador de tensÃo, em carga pesada e em carga leve. O veÃculo elÃtrico foi conectado a uma barra do sistema e considerou-se que o mesmo podia funcionar como carga ou gerador distribuÃdo sem e com controle de tensÃo de sequÃncia positiva no ponto de conexÃo. Adotou-se disposiÃÃes constantes de veÃculos elÃtricos para os casos de carga pesada e carga leve. Os resultados das simulaÃÃes revelam que houve violaÃÃo de tensÃo devido à inserÃÃo de veÃculos elÃtricos atuando como carga no sistema teste em carga pesada sem regulador de tensÃo. Jà quando operam como gerador, os veÃculos elÃtricos diminuem o grau de desequilÃbrio em mÃdia, podendo mantÃ-lo abaixo do limite permitido de 2 %, tornando assim as tensÃes das barras trifÃsicas do sistema mais equilibradas. Houve reduÃÃes significativas quando os veÃculos elÃtricos atuaram como carga (71,1 %) e como gerador (77,5 %) na perda de potÃncia ativa total do sistema quando o sistema operou com regulador de tensÃo na subestaÃÃo e os veÃculos elÃtricos operaram com controle de tensÃo de sequÃncia positiva (especificada em 1,0 pu).
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Habibi, Saeid. "Wireless charging of electric vehicles based on resonant inductive power transformers." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019.
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Abstract
Electric vehicles and their charging stations are among important applications in today's world. The E-mobility industry is changing day-to-day with new ways to reduce charging time of electric vehicles, ease of use in charging process, increasing the efficiency and sometimes remote control access of the charging system.
To accomplish this, resonant inductive power transfers is one of the method that can be hired to transfer power to electric vehicles (EVs) over an air-gap and can remarkably improve the range, safety and convenience of the EV battery charging. However, implementation of a large scale wireless charging infrastructure of electric vehicles (e.g. for taxi fleet in a city) is still one of the major difficulties of such technology. Issues related to determining the physical sizes of the coil pads, standardization, technical interoperability, safety and designing the appropriate wireless charging system to be used for different EVs are among those difficulties.
The important target of doing this study is to understand the feasibility of installation of wireless charging stations for electric vehicle in terms of technical and financial issues, and understanding that which size of chargers are needed to install for electric vehicles. Electrical synchronization and interoperability of primary and secondary coils are other issues investigated. In the following chapters, financial and economic analysis of implementation of the wireless charging infrastructure for the taxi and van fleet in an urban area are discussed.
It can be concluded that implementation of wireless charging infrastructure for electric vehicles in urban areas for taxi fleet and delivery van drivers could bring many advantages because of specific working routine and stop time that they have during each working day. Increment of anxiety range, and reduction of charging time, convenience, being needless of tedious conventional charging cables, saving money are major advantages.
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Rodrigues, Márcio do Carmo Barbosa Poncilio. "Integração de filtro ativo de potência monofásico e bifásico ao sistema de propulsão de um veículo elétrico." Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2014. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/5517.
Full textAbstract:
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-21T14:26:57Z
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marciodocarmobarbosaponciliorodrigues.pdf: 24085481 bytes, checksum: a2ce2552f002816f01354d228d257f85 (MD5)Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-09T13:18:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marciodocarmobarbosaponciliorodrigues.pdf: 24085481 bytes, checksum: a2ce2552f002816f01354d228d257f85 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-08-09T13:18:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marciodocarmobarbosaponciliorodrigues.pdf: 24085481 bytes, checksum: a2ce2552f002816f01354d228d257f85 (MD5) Previous issue date: 2014-11-20
A gradativa substituição da atual frota de veículos de motor de combustão interna por veículos elétricos (VEs) pode ser vista como um importante fator para a melhoria das condições ambientais nos centros urbanos, uma vez que possibilita a redução das emissões de poluentes atmosféricos nocivos à saúde humana. Os conversores estáticos existentes no sistema de propulsão de veículos puramente elétricos e híbridos "plug-in" podem ser utilizados para funções adicionais, diferentes da tração elétrica. Com poucas adaptações nos circuitos eletrônicos do VE é possível integrar funções como recarga de baterias, geração distribuída de energia elétrica e compensação de reativos. Este tipo de aplicação é particularmente interessante no contexto de redes inteligentes de energia elétrica (smart grids). Esta integração de funcionalidades ao VE, além de permitir a redução de custos e economia de recursos naturais, poderá resultar em retorno financeiro aos proprietários destes veículos pela prestação de serviços auxiliares ao sistema elétrico. Neste trabalho é proposta a utilização de veículos elétricos na compensação de harmônicos de corrente e de potência reativa em instalações elétricas residenciais e comerciais, utilizando o próprio sistema de propulsão do VE para operar como filtro ativo de potência, o que pode ser realizado de forma simultânea à recarga do banco de baterias do VE ou durante seu uso como unidade de geração distribuída de ener-gia elétrica (operação no modo V2G, vehicle-to-grid). Sendo o padrão de conexão de VEs à rede de energia elétrica atualmente adotado pela maior parte dos fabricantes de automóveis elétricos baseado em alimentação monofásica (com possibilidade de alimen-tação bifásica), é explorada, neste trabalho, a utilização de um VE na compensação de cargas monofásicas e bifásicas, em condições típicas de instalações elétricas residenciais e comerciais, de forma compatível a tal padrão. A inclusão desta funcionalidade aos VEs pode contribuir para a redução do impacto da eletrificação veicular no sistema elétrico, pois com a diminuição do fluxo de potência reativa e harmônica na rede elé-trica, torna-se maior a sua capacidade disponível para transporte de potência ativa, facilitando o suprimento de energia a novas cargas (que podem ser os próprios VEs).
The gradual replacement of the current internal combustion engine vehicles by elec-tric vehicles (EVs) comes up as being an important factor to the improvement of urban centers environmental conditions, since it enables reduction on the emissions of atmo-spheric pollutants harmful to human health. Additional tasks, apart from traction, can be performed by battery and plug-in hybrid electric vehicle powertrain on-board power electronic converters. It is possible to integrate functions such as battery charge, electric distributed power generation and reactive power compensation with few modifications on the EV electronics circuitry. This kind of application is especially interesting under the context of smart grids. The integration of these additional functions to an electric vehicle is a very desirable feature, since it can result on cost reduction (in comparison to the separated implementation of the integrated functions) and revenue to the owner of the vehicle by providing ancillary services to the electric power system. This work proposes the application of electric vehicles on the compensation of cur-rent harmonic components and reactive power in residential and commercial electricity networks by means of the integration of a shunt active power filter (APF) into their powertrain electronics circuitry, which can simultaneously operate with the EV bat-tery pack charging or during its use as an electric distributed power generator unit (vehicle-to-grid, V2G, operation mode). Since the EV grid connection standard cur-rently adopted by electric automobiles manufacturers is based on a single-phase power supply system (with a possible two-phase power supply connection), this work focuses on the application of an electric vehicle in the compensation of single-phase and two-phase loads under residential and commercial electricity networks typical conditions, in order to meet the compliance to the requirements of such standard. The inclusion of this functionality to EVs can contribute on the reduction of vehicular electrification impact on the electric power system, since the decrease of reactive and harmonic power flow into the grid results in higher available capacity of active power flow in the power conductors, which allows to supply electricity to new electric loads (that can be the EVs themselves).
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Valle, Rodolfo Lacerda. "Acionamento de um motor síncrono de ímãs permanentes sem escovas visando aplicação em veículos elétricos." Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2013. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4161.
Full textAbstract:
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-24T18:25:05Z
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rodolfolacerdavalle.pdf: 17326163 bytes, checksum: b5bfc03806c064bdf98c9890ed322936 (MD5)Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-25T12:14:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodolfolacerdavalle.pdf: 17326163 bytes, checksum: b5bfc03806c064bdf98c9890ed322936 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-04-25T12:14:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodolfolacerdavalle.pdf: 17326163 bytes, checksum: b5bfc03806c064bdf98c9890ed322936 (MD5) Previous issue date: 2013-03-07
Esta dissertação apresenta as etapas de desenvolvimento de um sistema de acionamento de um motor CC de ímãs permanentes sem escovas para aplicação em veículos elétricos de pequeno porte. O motor é acionado por um inversor fonte de tensão trifásico (VSI, Voltage Source Inverter) baseado em interruptores IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Os sinais de comutação dos interruptores são gerados por uma estratégia de modulação vetorial. Sinais gerados por três sensores de efeito Hall são usados para detectar a posição angular do rotor. O motor é controlado a partir de duas malhas. Uma malha externa controla a velocidade enquanto a malha interna controla as correntes de fase do motor. O desempenho de dois tipos de controladores foram investigados para o controle das correntes sintetizadas pelo VSI: (i) controlador proporcional– integral no sistema de coordenadas síncrono e (ii) controlador proporcional–integral com integradores em múltiplos sistemas de coordenadas rotativas. Além das malhas de controle, o sistema de acionamento foi projetado com uma estratégia de desacoplamento das correntes de controle e uma ação preditiva para compensar o efeito das tensões contra–eletromotriz trapezoidais geradas por fase pelo motor. Um protótipo experimental do sistema de 5 kW foi montado em laboratório. Os algoritmos de controle do motor e do VSI, juntamente com o algoritmo de deteção de posição do rotor foi implementado em um controlador digital de sinais TMS320F28335. Resultados experimentais são apresentados, discutidos e utilizados para validar as estratégias de controle.
This dissertation presents the development of a permanent magnet brushless DC motor drive (PMBLDC) for small electric vehicles applications. A three–phase voltage source inverter (VSI) based on IGBT (insulated gate bipolar transistor) is used to drive the electric motor. The semiconductor switches are controlled by space vector modulation (SVM). Signals from three Hall effect sensors are used to detect the rotor angular position. Two closed–loops are used to control the PMBLDC motor. The outer loop controls the rotor velocity while the inner loop controls the motor phase currents. Two types of controllers were investigated to synthesize the currents: (i) proportional– integral controller in synchronous reference frame and (ii) proportional–integral controller with multiple rotating synchronous reference frame integrators. Besides the current control loops, the drive system was designed considering the decoupling of the synthesized phase currents and a feed-forward electromotive force waveform compensation. An experimental prototype of 5 kW was built in laboratory. The motor and VSI control algorithms and the algorithm used to detect the rotor position were implemented in a TMS320F28335, digital signal controller. Experimental results are presented, discussed along with the validation of the control strategy.
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Mandrioli, Riccardo. "A modular interleaved converter for output current ripple minimization in dc fast chargers for electric vehicles." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/18995/.
Full textAbstract:
In this work, a DC off-board fast battery charger topology is presented, designed, and tested. It is expected to be able to fight the range anxiety by significantly diminish the EVs' charging times up to 15-20 minutes, meanwhile keeping low manufacturing, Operation and Maintenance (O&M) costs.
The charger is made out of two main power stages the AC/DC and DC/DC converters. In order to keep the costs lower as possible, both parts are designed using interleaved topologies organized by using the same two-level three-phase modules coupled through reactors. This architecture allows to use the already well-known industrial three-phase modules taking advantage of the benefits guaranteed by mass production and at the same time permitting an effortless expansion thanks to its modularity. Thanks to the interleaved connections, it is possible to reach a high efficiency by distributing current and power evenly among the legs. Furthermore, this topology can handle bidirectional power flows, and it might be used for operating in both Grid to Vehicle (G2V) and Vehicle to Grid (V2G) modalities. In order to reduce the dimensions, and the costs of the filters, a control strategy able to keep a zero current ripple at any operative condition is developed. The proposed charger architecture uses an AC input BUS followed by an active rectifier stage. A ripple-free strategy acts on the variable DC BUS voltage according to the chopper duty cycle keeping the current ripple null. Meanwhile, DC/DC provides the requested output current. This strategy involves the AC/DC with the tasks to regulate the DC BUS voltage level and correcting the input power factor.
A model-based control system ensures that every leg’s current follows an average current reference signal. Legs’ currents are actively rebalanced throughout a current rebalancing network.
Finally, the simulation results are carried out trough MATLAB Simulink and validated with laboratory measurements on an adequately scaled prototype.
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Andrade, David Carvalho. "Estratégia para detecção e rastreamento de faixas rodoviárias utilizando uma câmera monocular." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2412.
Full textAbstract:
No setor automotivo, os sistemas de auxílio ao condutor são desenvolvidos para reduzir os efeitos colaterais do nível de mobilidade atingido atualmente, como os acidentes de trânsito e os congestionamentos. Em uma perspectiva futura, pretende-se atingir o nível de direção autônoma e cooperativa baseada em redes de sensores. A estratégia de detecção e rastreamento de faixas rodoviárias proposta neste trabalho se enquadra nos requisitos funcionais de alguns desses sistemas, como o Lane Departure Warning (Aviso de Saída de Faixa) e o Lane Keep Assist (Assistência de Manutenção de Faixa). O desenvolvimento do algoritmo foi organizado em três níveis de processamento; baixo, médio e alto. Na etapa de processamento de baixo nível realizam-se as operações de preparação e melhoramento da imagem de entrada, na etapa de nível médio realiza-se a extração das características de interesse e a etapa de alto nível consiste da técnica de rastreamento da posição das faixas. Avaliou-se a resposta do algoritmo, para as amostras escolhidas, por meio de métricas baseadas no distanciamento das faixas rastreadas em relação à posição original das mesmas. Constatou-se que a estratégia apresenta boa precisão nos cenários considerados ideias, inclusive com a presença de sombras, curvas, aclive e declive na estrada. Contudo, essa precisão é comprometida quando a faixa é segmentada, mal sinalizada e quando o reflexo na pista ou o ofuscamento afeta a captura da imagem pela câmera.In the automotive field, driver assistance systems are developed to reduce the collateral effects of the actual level of mobility, such as traffic jams and accidents. In a future perspective, it is intended to achieve the level of autonomous and cooperative driving based on sensor networks. The proposed strategy for road lanes detection and tracking fits as a functional requirement for some of these systems, as the Lane Departure Warning and Lane Keep Assist. The algorithm development was structured based in three processing levels: low, mid and high levels. The low-level processing enhances the input image, the mid-level processing is an interest feature extractor, and the high-level is the lane position tracking strategy. The algorithm's response evaluation, for the chosen samples, was realized with metrics based on the deviation between the tracked and the original lane. The strategy shows good accuracy levels at the ideal scenario, including shadows, curves, and road slope. However, the accuracy is impaired if the lane is dashed, badly signalized and if road reflection or dazzle harm the image capture by the camera.
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Lafuente, CÃsar Orellana. "Carregador de Baterias MonofÃsico Para AplicaÃÃo em VeÃculos ElÃtricos." Universidade Federal do CearÃ, 2011. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=6409.
Full textAbstract:
Este trabalho apresenta o estudo de um carregador de baterias monofÃsico aplicado a
veÃculos elÃtricos. Este carregador à composto por dois estÃgios de processamento de energia
e um circuito digital de supervisÃo para controlar a tensÃo sobre o banco de baterias e a
corrente de recarga das mesmas. O primeiro estÃgio consiste de um conversor CA-CC
bridgeless com caracterÃstica de alto fator de potÃncia, e o segundo estÃgio à representado por
um conversor CC-CC fullbridge com isolamento em alta frequÃncia e comutaÃÃo sob tensÃo
nula (Zero Voltage Switching â ZVS). Para ambos os conversores, foi realizada uma anÃlise
qualitativa e quantitativa, bem como apresentados exemplos de projeto para facilitar o
dimensionamento dos componentes. Finalmente, com os componentes escolhidos, foi
montado um protÃtipo que permite carregar de uma atà oito baterias de 12 V conectadas em
sÃrie. O sistema apresenta como especificaÃÃes: tensÃo de entrada alternada de 220 VÂ15%;
tensÃo de saÃda contÃnua de 120 V; corrente de saÃda contÃnua de 20 A; e potÃncia mÃdia de
saÃda de 2,4 kW.This work presents a single-phase battery charger for electric vehicles. This converter is composed by two energy processing stages and a digital circuit to control the voltage across the batteries and their respective charging current. The first stage is a high power factor ACDC bridgeless converter, while the second one consists on a ZVS (Zero Voltage Switching) high frequency isolated DC-DC full-bridge converter. For both converters, the qualitative and quantitative analyses have been performed, as well as design examples have been presented in order to ease the components calculation. Finally, a prototype that allows charging up to eight series-connected 12 V batteries has been built. The system specifications are: AC input voltage of 220 V Â15%; DC output voltage of 120 V; DC output current of 20 A; and average output power of 2.4 kW.
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Oliveira, Eduardo FaÃanha de. "Retificador TrifÃsico PWM de Alta EficiÃncia com FunÃÃo Bypass e CaracterÃsticas Elevadora e Abaixadora de TensÃo para Carregamento de Baterias de VeÃculos ElÃtricos." Universidade Federal do CearÃ, 2013. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=10219.
Full textAbstract:
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgicoQuando um conversor opera com uma larga diferenÃa entre os nÃveis de tensÃo de entrada e de saÃda, normalmente à possÃvel identificar uma reduÃÃo significante no seu desempenho. A razÃo disto à o aumento da quantidade de energia processada, que primeiramente precisa ser armazenada em um elemento passivo (indutor), antes de ser entregue à carga. à possÃvel dizer que quÃo maior for a quantidade dessa energia âindiretaâ, menor serà a eficiÃncia do sistema. Tal situaÃÃo à especialmente crÃtica para inversores e retificadores com correÃÃo de fator de potÃncia (PFC), visto que a razÃo cÃclica dos interruptores abrange praticamente todos os possÃveis valores. Em casos em que a diferenÃa entre o valor de pico da tensÃo CA e o valor mÃdio da tensÃo CC à grande, o Ãndice de modulaÃÃo à desviado consideravelmente de 1 e, consequentemente, maiores perdas sÃo esperadas. Para lidar com tal situaÃÃo, à proposto um retificador com caracterÃstica abaixadora e elevadora utilizando uma funÃÃo chamada de bypass. Esta funÃÃo permite que o retificador escolha entre os dois barramentos o que melhor se adapta ao nÃvel de saÃda desejado em funÃÃo do ponto de operaÃÃo da tensÃo senoidal de entrada, maximizando a eficiÃncia. Algumas das vantagens esperadas com a utilizaÃÃo da funÃÃo bypass sÃo: reduÃÃo das perdas totais por meio da operaÃÃo parcial com estÃgio Ãnico; maior nÃmero de nÃveis de tensÃo, reduzindo a corrente de modo comum e o volume do filtro de entrada, alÃm de resultar em menores esforÃos de tensÃo sobre os semicondutores; e, finalmente, reduÃÃo de perdas adicionais e no tamanho do sistema, visto que o conversor Buck de saÃda à projetado para apenas uma fraÃÃo da potÃncia total. Em adiÃÃo, sÃo apresentadas possÃveis configuraÃÃes de conversores de potÃncia para o carregamento de baterias de veÃculos elÃtricos. Topologias de retificadores trifÃsicos com PFC com corrente de entrada senoidal e tensÃo de saÃda controlada sÃo analisadas e propostas, e suas funcionalidades e caracterÃsticas bÃsicas descritas brevemente. FÃrmulas analÃticas para o cÃlculo dos esforÃos de tensÃo e corrente sobre os semicondutores de potÃncia sÃo fornecidas. A fim de avaliar comparativamente o desempenho das topologias selecionadas, fatores adimensionais de referÃncia sÃo definidos com base nos esforÃos elÃtricos sobre os semicondutores e no volume dos indutores. As caracterÃsticas do sistema proposto, incluindo princÃpio de operaÃÃo, estratÃgia de modulaÃÃo, equaÃÃes de dimensionamento e cÃlculos de perdas e eficiÃncia, sÃo descritas em detalhes. Finalmente, a viabilidade do conceito de bypass à demonstrada por meio de resultados experimentais obtidos a partir de um protÃtipo de 22 kW.
When operating with large differences between input and output voltage levels, it is normally possible to identify a significant reduction on the performance of practically all topologies in regard of conversion efficiency. Reason for this is the increasing amount of processed energy that needs to be firstly stored in a passive element (inductor) before reaching the load. It is therefore possible to say that the higher the amount of such âindirectâ energy is; the lower will be the converter efficiency. Such situation is especially critical when considering the operation of inverters or controlled rectifiers with power factor correction (PFC) because the converter sweeps practically all the possible values of duty cycle. In the case the difference between peak AC value and DC value is large; the modulation index will strongly deviate from 1. Consequently, even higher amount of losses are expected. In order to deal with the above referred drawbacks, it is proposed a 5-level three-phase PFC rectifier with an innovative approach, named bypass concept. This function allows the converter to switch between one of the available DC-links that best matches the required output levels depending on the operating point of the sinus wave, thus maximizing the efficiency. Furthermore, the referred bypass function enables direct access to the required lower voltage level by the load, reducing significantly the amount of losses. The 5-level operation allows the voltage steps to be lower than those found in three and two-level topologies, from where lower harmonic contents, reduction of common mode current and EMI are observed. Finally, the output DC-DC converters are designed for only a fraction of the nominal power, having a rather reduced impact on additional losses and also on the converter size. In addition, possible power electronics configurations for charging of EVs are presented. Suitable three-phase PFC rectifier topologies with sinusoidal input currents and controlled output voltage are analyzed and proposed, and their functionality and basic characteristics briefly described. Analytical formulas for calculating the current stresses on the power semiconductors are provided, and in order to evaluate comparatively the performance of selected topologies, dimensionless benchmark factors are derived concerning the semiconductor stresses and the volume of the main inductive components. The characteristics of the proposed system, including the principle of operation, modulation strategy, dimensioning equations and calculated losses and efficiency, are described in detail. Finally, the feasibility of the bypass concept is demonstrated by means of experimental results obtained from a 22 kW hardware prototype.
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Mignani, Andrea. "Prospettive per le future tecnologie in ambito automotive." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amslaurea.unibo.it/21457/.
Full textAbstract:
Gli ultimi decenni hanno visto un notevole incremento dell'attenzione verso temi quali i cambiamenti climatici, le energie alternative, le emissioni inquinanti e climalteranti.
L'analisi riportata cerca di individuare quali tecnologie possano ragionevolmente risultare più idonee nell'affrontare e risolvere le problematiche legate, in generale, al settore dei trasporti ed, in particolare, a quello automotive.
Le tecnologie analizzate riguardano veicoli dotati di tradizionali Motori a Combustione Interna (MCI), Veicoli Elettrici a Batteria (BEV) e Veicoli a Celle a Combustibile (FCV). Per ognuna di queste tre modalità di propulsione si è messo in evidenza il livello tecnologico odierno, con i relativi punti di forza e le difficoltà attuali in termini di prestazioni, costi del sistema e delle infrastrutture.
Ci si è inoltre concentrati sulle possibili future soluzioni tecnologiche che in prospettiva potranno rendere ogni diverso sistema di propulsione sempre più competitivo sul mercato mondiale, cercando un compromesso tra prestazioni, consumi, costi ed impatto ambientale.
Tutto lo studio ha come principale linea guida una particolare attenzione al tema ambientale in quanto risulta ormai evidente come negli ultimi anni questo aspetto abbia assunto un'importanza tale da essere messo al centro non solo della vita di ogni singolo cittadino, ma anche delle iniziative dei governi e, di conseguenza, delle strategie delle diverse aziende appartenenti ad ambiti anche molto differenti tra loro.
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Pacheco, Sérgio Ricardo. "Reengenharia de um SFM didático com o desenvolvimento de um sistema supervisório e a automoção de um AGV." Universidade de Taubaté, 2011. http://www.bdtd.unitau.br/tedesimplificado/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=265.
Full textAbstract:
Este trabalho tem por objetivo atualizar um Sistema Flexível de Manufatura, (SFM) didático, que devido às suas características construtivas apresentava inúmeras dificuldades de operação e manutenção, necessitando sempre de mão de obra altamente especializada. As dificuldades com a manutenção tornavam o SFM totalmente inoperante para a utilização nas aulas de uma das unidades da escola SENAI, o que prejudicava as atividades práticas, em laboratório, das disciplinas do curso técnico da área de produção. O projeto deste trabalho consistiu em uma reengenharia completa da parte elétrica de um Veículo Guiado Automaticamente (AGV) como também no desenvolvimento de um sistema supervisório, que comanda a comunicação entre os CNCs, AGV e computadores. Após as modificações efetuadas, os alunos das disciplinas da área de produção poderão interagir com o sistema, modificando a logística de produção conforme as necessidades didáticas a serem estudadas. Por outro lado os alunos de automação, por meio do acesso à documentação e à estrutura do sistema de manufatura, poderão desenvolver estudos e possíveis modificações, uma vez que o sistema se tornou mais didático e amigável.This paper aims to update a didactic Flexible Manufacturing System (FMS) that due to their construction had numerous difficulties in operation and maintenance, and so constantly require manpower to operate and maintain highly specialized. The difficulties with maintaining the SFM became totally irrelevant, for use in the classroom of an unit school SENAI, would hinder the practical activities in the disciplines of laboratory technician course from the production area. The design of this work consisted in re-engineering of the complete electrical part of an Automatically Guided Vehicle (AGV) and development of a supervisory system and communication between the CNCs, AGV and computers. After the modifications to the students of the disciplines of production may interact with the system by modifying the production logistics as required didactic to be studied. Furthermore students automation through access to documentation and structure of the manufacturing system can develop studies and possible changes, since the system became more didactic and friendly.
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Furtado, Pablo Carlos de Siqueira. "Controle de um filtro ativo de potência bifásico a três fios utilizando a teoria p-q monofásica." Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2014. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4163.
Full textAbstract:
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-24T20:26:56Z
No. of bitstreams: 1
pablocarlosdesiqueirafurtado.pdf: 4055605 bytes, checksum: b23cd5bfadf3eb9e69e3e5e804322231 (MD5)Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-25T15:21:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pablocarlosdesiqueirafurtado.pdf: 4055605 bytes, checksum: b23cd5bfadf3eb9e69e3e5e804322231 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-04-25T15:21:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pablocarlosdesiqueirafurtado.pdf: 4055605 bytes, checksum: b23cd5bfadf3eb9e69e3e5e804322231 (MD5) Previous issue date: 2014-06-27
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Esta dissertação apresenta uma estratégia para controlar um filtro ativo de potência (FAP) paralelo bifásico a três fios. A aplicação desse FAP pode ser implementada como uma funcionalidade extra do conversor fonte de tensão do sistema de propulsão de veículos elétricos (VE), o que seria útil para compensar instalações elétricas residenciais e comerciais com fornecimento de energia bifásico a três fios. Apresenta-se o princípio de funcionamento do FAP bifásico e é tratada sua modelagem matemática. É feita uma revisão dos conceitos de potências instantâneas p e q em sistemas monofásicos, a chamada teoria p–q monofásica. É mostrada ainda a interpretação dessas grandezas e sua relação com as potências ativa e reativa convencionais. Em seguida, são feitas adaptações na implementação dessa teoria. A principal adaptação está na forma de implementar as transformações αβ monofásicas. Com essas adaptações, a teoria p–q modificada é utilizada para descrever o algoritmo de controle desenvolvido para o FAP bifásico. A estratégia de compensação adotada consiste na compensação de todas as componentes harmônicas de corrente, da potência reativa e na equalização das correntes nas fases envolvidas. São apresentados resultados obtidos em estudos de simulação da operação do FAP bifásico em regime permanente e sob transitórios das cargas. O trabalho mostra ainda alguns resultados experimentais do FAP em operação. Conclui-se que os resultados obtidos validam o princípio de operação do FAP bifásico e a estratégia de controle proposta.
This thesis presents an strategy to control a two–phase, three-wire shunt active power filter (APF). This APF can be implemented as an extra functionality of the embedded voltage source converter in the propulsion system of an electric vehicle (EV). This application would be useful in the compensation of residential and commercial electrical installations fed by a two–phase three–wire grid connection. The working principle of shunt two-phase APF is presented and its mathematical models are also treated. Concepts of the instantaneous powers p and q, called single-phase p–q theory, are reviewed. The relationship between these quantities and the conventional active and reactive powers is discussed. Then, some adaptations are done in the implementation of such theory. The main one is related to the implementation method of singlephase αβ transformations. After these adaptations, the modified p–q theory is used to described the developed algorithm to control the two–phase APF. The adopted control strategy consists of compensating all current harmonics and reactive power, as well as equalizing currents in involved phases. Simulation results are presented to show the APF operation in steady-state and under load changes. Yet, some experimental results are presented to show the APF in operation. The obtained results validate the presented working principle and the control strategy proposed in this thesis.
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Lima, Gabriela Vieira. "Modelagem dinâmica e controle para navegação de um veículo aéreo não tripulado do tipo quadricóptero." Universidade Federal de Uberlândia, 2015. https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14608.
Full textAbstract:
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorTechnological advances in electromechanical sensor and actuators, energy storage, data processing and control methodology made possible the development of unmanned aerial vehicles (UAVs). The quadrotor has emerged as one of these research platforms due to its mechanical simplicity, high maneuverability, as well as its capability of hovering and perform vertical take-off and landing. However, such vehicle presents some challenging issues to control area, like: nonlinearity, time-varying behavior, in addition it belongs to the class of underactuated mechanical systems, and it is subject to aerodynamics disturbances and parametric uncertainties. Therefore, this dissertation has as main objective, contribute to development and control strategies implementation to solve the positioning and path tracking problems of unmanned aerial vehicles, focusing on an underactuated mechanical system. In order to obtain a dynamic model that represents the aerial vehicle properly and realistically, the motion equations were developed based on the physics laws that define the mechanical system. The model we obtained is decoupled, thus we consider the presence of two subsystems, the rotational and the translational ones. A cascade control strategy was implemented, so that, a model predictive control (MPC) was developed to the altitude and orientation control of the aerial vehicle. However, the positioning control along the xy axis was performed through a proportional integral derivative control (PID). Such strategies allowed a smooth path tracking, beyond the possibility of dealing with physical constraints of the system. In order to assess the robustness of the control structure shown, we performed flight simulations under the presence of aerodynamics disturbances and parametric uncertainties.
Avanços tecnológicos em sensores e atuadores microeletromecânicos, no armazenamento de energia, no processamento de informações e em metodologias de controle possibilitaram o desenvolvimento dos veículos aéreos não tripulados (VANT s). O quadricóptero tem emergido como uma destas plataformas de pesquisa devido a sua simplicidade mecânica, a alta manobrabilidade, bem como a capacidade de realizar pairagem e decolagens e pousos verticais. Contudo, tal veículo apresenta algumas características desafiadoras para a área de controle, como: não linearidades, comportamento variante no tempo, além de pertencer à classe dos sistemas mecânicos subatuados e estar sujeito a distúrbios aerodinâmicos e incertezas paramétricas. Desta forma, este trabalho possui como principal objetivo contribuir para o desenvolvimento e a implementação de estratégias de controle para solucionar os problemas de posicionamento e rastreamento de trajetória em veículos aéreos não tripulados, focando em um sistema mecânico subatuado. Com o intuito de obter um modelo dinâmico que represente de forma apropriada e realista o veículo aéreo, suas equações de movimento foram desenvolvidas baseando-se nas leis físicas que regem o sistema mecânico. O modelo obtido é desacoplado, portanto, consideramos a existência de dois subsistemas, o rotacional e o translacional. Uma estratégia de controle em cascata foi implementada, de modo que, um controle preditivo baseado em modelo (CPBM) foi desenvolvido para o controle da altitude e da orientação do veículo aéreo. Já o controle de posicionamento no eixo xy foi efetuado através de um controlador proporcional integral derivativo (PID). Tais estratégias permitiram um rastreamento de trajetória suave, além da possibilidade de lidar com as restrições físicas do sistema. Com o intuito de avaliar a robustez da estrutura de controle apresentada, foram realizadas simulações de voo na presença de distúrbios aerodinâmicos e incertezas paramétricas.
Mestre em Ciências
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Soares, Paulo da Silva 1966. "Projeto e desenvolvimento de um computador de bordo para monitoração de veiculos de transporte." [s.n.], 2008. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/261461.
Full textAbstract:
Orientador: Jose Antonio Siqueira DiasDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-12T16:52:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_PaulodaSilva_M.pdf: 2232600 bytes, checksum: 4a7346f73eea516fc1252d7abb6076a2 (MD5) Previous issue date: 2008
Resumo: Este trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema de baixo custo para monitoração de veículos automotivos em frotas de transporte. É apresentado o projeto e a implementação de um computador de bordo com módulo de memória externo e portátil, junto com um software de avaliação dos dados gravados na memória. O sistema permite uma avaliação da forma como o veículo está sendo dirigido, indicando não apenas os desvios de rota, tempo de parada excessivo (que já eram possíveis de serem obtidos com os sistemas convencionais de monitoração via GPS), mas também outras informações de muita valia para o gerenciamento da frota. Dentre os principais parâmetros que são examinados pelo sistema, destacamos: rotação do motor, acelerações (positivas e negativas) sofridas pelo veículo, temperatura de operação do motor, velocidade, distancias percorridas, velocidade na chuva e distancia percorrida na chuva. São apresentados o projeto, a implementação e os resultados experimentais em protótipos do computador de bordo.
Abstract: The objective of the dissertation is to develop a low cost system for the monitoring of automotive vehicles in transportation fleets. It is presented the design ad impementation of a onboard computer with an external portable memory module, as well as the software used to evaluate de recorded data in the memory module. The system allows for an avaluation of how the veihicle is being conducted, indicating not only the route changes, excessive pit-stops time (which were already possible to be detected in the conventional GPS monitoring systems), but it also other information which are valuable for the fleet management. Among the main parameters which are examined by the system, it is worth to mention the follwoing: RPM of the motor, accelerations (posite and negative) experienced by the vehicle, motor's operating temperature, vehicle speed, distances travelled under good weather conditions and speed and distances travelled under rainy weather.
Mestrado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Mestre em Engenharia Elétrica
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Albuquerque, Glauberto Leilson Alves de. "Constru??o e valida??o de um receptor GPS para uso espacial." Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009. http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/15303.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1
GlaubertoLAA.pdf: 3487440 bytes, checksum: bcd5cef1c854f4d01f9c73419e1d7d42 (MD5)
Previous issue date: 2009-11-20Global Positioning System, or simply GPS, it is a radionavigation system developed by United States for military applications, but it becames very useful for civilian using. In the last decades Brazil has developed sounding rockets and today many projects to build micro and nanosatellites has appeared. This kind of vehicles named spacecrafts or high dynamic vehicles, can use GPS for its autonome location and trajectories controls. Despite of a huge number of GPS receivers available for civilian applications, they cannot used in high dynamic vehicles due environmental issues (vibrations, temperatures, etc.) or imposed dynamic working limits. Only a few nations have the technology to build GPS receivers for spacecrafts or high dynamic vehicles is available and they imposes rules who difficult the access to this receivers. This project intends to build a GPS receiver, to install them in a payload of a sounding rocket and data collecting to verify its correct operation when at the flight conditions. The inner software to this receiver was available in source code and it was tested in a software development platform named GPS Architect. Many organizations cooperated to support this project: AEB, UFRN, IAE, INPE e CLBI. After many phases: defining working conditions, choice and searching electronic, the making of the printed boards, assembling and assembling tests; the receiver was installed in a VS30 sounding rocket launched at Centro de Lan?amento da Barreira do Inferno in Natal/RN. Despite of the fact the locations data from the receiver were collected only the first 70 seconds of flight, this data confirms the correct operation of the receiver by the comparison between its positioning data and the the trajectory data from CLBI s tracking radar named ADOUR
O Sistema de Posicionamento Global, conhecido mundialmente pala sigla GPS, ? um sistema de radionavega??o constru?do pelos norte-americanos com inten??es militares, mas que encontraram, com o passar do tempo, muitas aplica??es de uso civil. No Brasil, al?m do desenvolvimento de foguetes de sondagem, come?am a aparecer projetos de constru??o de micro e nanosat?lites. Estes ve?culos denominados espaciais ou de alta din?mica podem, quando em voo, usufruir do sistema GPS para localiza??o aut?noma e verifica??o/controle das suas trajet?rias. Apesar da enorme disponibilidade de receptores GPS no mercado civil, estes n?o podem ser utilizados em ve?culos de alta din?mica, seja por quest?es ambientais (vibra??es, temperaturas elevadas, etc.) ou por prote??o l?gica (via software). Os receptores para uso em ve?culos de alta din?mica, ou ve?culos espaciais, fazem parte de uma tecnologia restrita a poucos pa?ses, que estabelecem regras muito r?gidas para suas aquisi??es. O presente projeto objetiva construir e validar funcionamento b?sico deste receptor ao instal?-lo num foguete de sondagem e coleta de dados em voo. O software a ser utilizado no receptor j? estava dispon?vel em c?digo fonte e testado em uma plataforma de desenvolvimento denominada GPS Architect. V?rios organismos cooperaram para realiza??o projeto: AEB, UFRN, IAE, INPE e CLBI. Ap?s v?rios passos para realiza??o do projeto: defini??o das condi??es de funcionamento, escolha e aquisi??o dos componentes eletr?nicos, fabrica??o das placas de circuito impresso, montagem e testes de integra??o; o mesmo foi instalado num foguete de sondagem VS30 lan?ado a partir do Centro de Lan?amento da Barreira do Inferno em Natal/RN. Apesar da coleta parcial dos dados do receptor, por falha t?cnica do sistema de telemetria do foguete, os resultados obtidos foram suficientes para validar o funcionamento do receptor a partir da compara??o entre os dados de trajetografia fornecidos pelo receptor GPS e o radar de trajetografia do CLBI conhecido como Radar ADOUR
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Delgado, Felipe de Souza. "Redes de período longo em fibras ópticas aplicadas ao sensoriamento de corrente elétrica em Vant’s." Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2017. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/5853.
Full textAbstract:
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-10-02T19:31:50Z
No. of bitstreams: 1
felipedesouzadelgado.pdf: 2621698 bytes, checksum: f2d2c40acc8fdf80a70c9f39aabc0cc9 (MD5)Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-10-09T19:46:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 felipedesouzadelgado.pdf: 2621698 bytes, checksum: f2d2c40acc8fdf80a70c9f39aabc0cc9 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-10-09T19:46:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 felipedesouzadelgado.pdf: 2621698 bytes, checksum: f2d2c40acc8fdf80a70c9f39aabc0cc9 (MD5) Previous issue date: 2017-08-24
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Esta dissertação apresenta a produção de redes de período longo em fibras ópticas por descargas de arcos elétricos e o seu uso em aplicações de sensoriamento de corrente em veículos aéreos não tripulados. Os aspectos teóricos fundamentais para o entendimento das redes de período longo são apresentados. Além disso, discutiu-se os diferentes tipos de acoplamentos de energia que podem ocorrer em uma rede de período longo e também, os mecanismos responsáveis pela formação dessas redes produzidas por descargas de arco elétrico. A fabricação de redes de período longo utilizando a técnica de arco elétrico foi descrita e o comportamento da perda dependente da polarização das redes produzidas foi investigado. Além disso, é apresentado um novo método para a produção de redes de período longo com perda dependente da polarização reduzida. Constatou-se que por meio de alterações no ângulo de incidência das descargas elétricas na fibra óptica em relação à um ponto de referência, é possível promediar os efeitos induzidos pontualmente por cada descarga de arco elétrico e assim, reduzir a perda dependente da polarização intrínseca dessas redes. Por fim, é apresentada a aplicação de uma rede produzida por arco elétrico combinada a um ímã de neodímio, compondo um novo dispositivo de sensoriamento para medir a corrente elétrica exigida pelos motores elétricos de um veículo aéreo não tripulado.
This dissertation presents the fabrication of long-period fiber gratings through electric arc discharges and their application in current sensing in unmanned aerial vehicles. The theoretical aspects of long-period gratings are presented. Besides, we discussed the different types of coupling that could occur in a long-period fiber grating, as well as the mechanisms responsible for the formation of the gratings produced by electric arc discharges. The manufacture process of the long-period gratings using the electric arc technique was described and the behavior of the polarization dependent loss of these gratings was investigated. In addition, a new method for the production of long period gratings with reduced polarization dependent loss is introduced. It has been found that by changing the incidence angle of the electric discharges in the optical fiber in relation to a reference point, it is possible to average the effects induced by each electric arc discharge and, therefore, reducing the intrinsic polarization dependent loss of these gratings. Finally, the application of a grating produced by electric arc combined with a neodymium permanent magnet is presented. This combination allows us to measure the electric current required by a motor of an unmanned aerial vehicle.
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Pinto, Jonathan Hunder Dutra Gherard. "Conversor modular multinível aplicado a sistema híbrido de armazenamento de energia." Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2018. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/6501.
Full textAbstract:
Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-03-27T13:46:07Z
No. of bitstreams: 1
jonathanhunderdutragherardpinto.pdf: 6016290 bytes, checksum: 50eab93d008d20c4a60c851574b2c6f3 (MD5)Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-03-27T13:57:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jonathanhunderdutragherardpinto.pdf: 6016290 bytes, checksum: 50eab93d008d20c4a60c851574b2c6f3 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-03-27T13:57:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jonathanhunderdutragherardpinto.pdf: 6016290 bytes, checksum: 50eab93d008d20c4a60c851574b2c6f3 (MD5) Previous issue date: 2018-02-19
Este trabalho tem como contribuição o desenvolvimento de uma estratégia de equa-lização das tensões em um conversor multinível modular, como parte integrante de um sistema híbrido de armazenamento de energia. O conversor modular multinível realiza a conexão em série de módulos supercapacitores, o que possibilita aumentar a ten-são sem prejudicar a transferência rápida de energia. Em relação à outras topologias, este trabalho permite reduzir a quantidade, volume e massa do elemento magnético da estrutura do conversor. Um banco de baterias de íons de lítio também integra o sistema por intermédio de um conversor estático. Como é a fonte de maior densidade de energia, fornece a potência média requerida pelo carga. A associação com uma fonte de transferência rápida de energia permite aumentar o desempenho dinâmico, a eficiência energética e a vida útil da bateria. Com efeito, tem-se um sistema híbrido de armazenamento de energia que requer estratégias de gestão para múltiplas fontes de suprimento. Os resultados simulados considerando a estimativa da demanda de po-tência de um protótipo de veículo elétrico, são adequados e propiciam os fundamentos necessários para a construção de um protótipo.
This work is a contribution to develop a strategy equalization of tensions in a mo-dular multilevel converter as part of a hybrid system energy storage. The multilevel modular converter realizes the series connection of supercapacitor modules, which al-lows to increase the voltage without cause damages to the quick energy transfer. In relation to other topologies, it allows reduction of the quantity, volume and mass of the magnetic element of the converter structure. A lithium-ion battery bank also integrates the system via a voltage boost converter. This battery is the source of high energy density, which provides the average power required by the load. The association with a fast transfer power source allows for increased dynamic performance, energy efficiency and service life. In fact, there is a hybrid energy storage system that requires mana-gement strategies for multiple sources of supply. The simulated results were obtained considering the power demand estimation of an electric vehicle prototype.
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Lopes, Israel Filipe. "Projeto e compensação de parâmetros de transformador de núcleo separado destinado ao carregamento de baterias de veículos subaquáticos autônomos." Universidade Federal de Juiz de Fora, 2013. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1201.
Full textAbstract:
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-06T14:20:59Z
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Este trabalho apresenta um estudo sobre transferência de energia elétrica sem contato para carregamento de baterias de veículos autônomos subaquáticos (AUV - Autonomous Underwater Vehicles) utilizando transformadores de núcleo separado (TNS). Inicialmente, é feito um projeto para construção de um transformador de núcleo separado. Posteriormente, são desenvolvidas as equações que modelam o funcionamento do transformador, com base em seu circuito elétrico equivalente. Em seguida, o trabalho propõe uma alternativa para estimar os parâmetros do circuito equivalente do transformador operando com valores de entreferro diferentes, validando seu modelo matemático aproximado com simulações realizadas no software PSIM, versão 9.0. Com o modelo matemático do TNS, é feita uma avaliação da sua capacidade de transferência de energia, mostrando que, em virtude do entreferro, o transformador apresenta baixa eficiência e baixos valores de tensão de saída. Nesse sentido, metodologias para compensar os efeitos de queda de tensão na impedância de dispersão, bem como aumentar a eficiência do transformador, são investigadas introduzindo-se capacitâncias no circuito elétrico equivalente e variando-se a frequência de operação. Aplicando os resultados dessa metodologia de otimização, é mostrado, por meio de experimentos em laboratório, que o TNS é capaz de transmitir energia através de um entreferro de 10 mm, atendendo às condições de tensão e potência da carga, com eficiência relativamente elevada. Em seguida, é feito um experimento com água do mar a fim de verificar a aplicabilidade do TNS em veículos subaquáticos. Por fim, é apresentada uma simulação digital realizada no software PSIM, versão 9.0, com um conversor c.c./c.c. controlador de carga para o sistema de carregamento de bateria. Os resultados obtidos demonstram o funcionamento do sistema, verificando a metodologia para estimativa do modelo e a metodologia de otimização do TNS.
This work presents a study on contactless electrical energy power transfer for charging batteries of autonomous underwater vehicles (AUV - Autonomous Underwater Vehicles) using transformers with separated core (TNS). Initially, a project is made for building a transformer with separated core. After, the equations that model the operation of the transformer, based on its electrical equivalent circuit, are developed. Then, the work proposes an alternative to estimate the parameters of the equivalent circuit of the transformer operating with different gap values, validating its mathematical model with simulations in PSIM software, version 9.0. With the mathematical model of TNS, an evaluation of its ability to transfer power is made, showing that, because of the air gap, the transformer has a low efficiency and low output voltage. Therefore, methodologies to compensate for the effects of voltage drop in the leakage impedance and increase the efficiency of the transformer are investigated by introducing capacitances in the equivalent circuit and varying the of operating frequency. Applying the results of optimization methodology is shown, through laboratory experiments, that the TNS is capable of transmitting power through an air gap of 10 mm, given the voltage and load power conditions, with relatively high efficiency. Then, an experiment is done with seawater in order to verify the applicability of TNS for underwater vehicles. Finally, the work presents a simulation in PSIM with a d.c./d.c. charge controller for battery. The results demonstrate the operation of the system, verifying the methodology for estimation of the model and optimization methodology of TNS.
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Pires, António Eduardo Manso. "Avaliação Técnica e Económica de Sistemas Vehicle-to-Grid." Master's thesis, 2018. http://hdl.handle.net/10316/86720.
Full textAbstract:
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaNas últimas décadas, a energia renovável tem vindo a ocupar uma porção cada vez maior na geração de energia a nível Mundial. Em Portugal, há uma grande aposta neste tipo de energia, sendo mais de metade da geração de energia de origem renovável. Contudo, a intermitência da geração renovável pode ter impactos indesejados face à procura instantânea nacional de energia. Assim sendo, é necessário encontrar soluções para o armazenamento da energia gerada em excesso face à necessidade da procura e para compensar a intermitência de modo a manter a fiabilidade e estabilidade da rede elétrica.Esta dissertação teve como objetivo analisar o conceito e impactos do Vehicle-to-Grid (V2G), no panorama português, tendo em consideração o acentuado crescimento do mercado dos Veículos Elétricos (VEs).Inicialmente, foi analisada a estrutura básica de um Veículo Elétrico e a infraestrutura necessária para o funcionamento do V2G. De seguida, foi avaliada a autonomia dos VEs, o seu consumo diário e a capacidade das baterias, considerando 3 cenários de penetração dos VEs no parque automóvel português (nos quais os VEs constituem 10%, 25% ou 50% do parque automóvel nacional). O conjunto de dados obtidos permitiu analisar o potencial de V2G para transferir a energia gerada em excesso nas horas de menor consumo, para as horas de maior consumo. Este estudo considerou 3 dias típicos: um de Inverno, um de Primavera e um de Verão.Para terminar, este trabalho avaliou os benefícios económicos, quer para a rede quer para o consumidor final, resultante da adoção do modelo de armazenamento e transferência de energia atrás exposto. Foi tomada em consideração a degradação diária das baterias, associada ao uso de V2G, e respetivo custo de substituição, sendo essa degradação avaliada através de um modelo desenvolvido em ambiente Simulink.
Over recent decades, renewable energy has an increasing role in the worldwide energy generation. In Portugal, there is a strong commitment for this type of energy, with more than half of the generated energy with renewable origin. However, intermittency in renewable generation may have undesirable impacts on the national instantaneous energy demand. Therefore, it is necessary to find solutions for the storage of the energy generation surplus regarding the demand requirements and to compensate the intermittence in order to keep the reliability and stability of the electrical grid.This work aimed to analyze the Vehicle-to-Grid (V2G) concept and impacts on the Portuguese panorama, taking into account the strong growth of the Electric Vehicles market.Initially, the basic structure of an Electric Vehicle (EV) and the necessary infrastructure for the operation of the V2G were analyzed. Next, the autonomy of the EVs, their daily consumption and the capacity of the batteries were evaluated, considering 3 scenarios of penetration of VEs in the Portuguese automobile fleet (in which VEs constitute 10%, 25% or 50% of the national fleet). The obtained data allowed to analyze the potential of V2G to transfer the generation surplus in the hours of lower consumption, for the hours of higher demand. This study considered 3 typical days for winter, spring and summer.To conclude, this work evaluated the economic benefits for the grid and for the final consumer, resulting from the adoption of the storage and energy transfer model discussed above. The daily degradation of the batteries, associated with the use of V2G, and their replacement cost, were considered, and this degradation was evaluated through a model developed in Simulink environment.
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Hanemann, Philipp. "On the effects of eletric vehicles on the power system." 2019. https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A38057.
Full textAbstract:
In Kombination mit erneuerbaren Energien (EEG) werden Elektrofahrzeuge (EVs) als wichtiger Bestandteil einer Transformation hin zu nachhaltigen Energiesystemen angesehen. Obwohl EVs heute nur einen geringen Anteil an der Fahrzeugdurchdringung in Deutschland darstellen, ist es das Ziel der Bundesregierung, dass im Jahr 2030 sechs Millionen EVs auf deutschen Straßen fahren sollen. Die Realisierung dessen hätte aufgrund des daraus resultierenden zusätzlichen Strombedarfs erhebliche Auswirkungen auf das Stromsystem. Wie hoch diese sind, hängt maßgeblich von der Ladestrategie der Fahrzeuge ab und ist der Forschungsgegenstand dieser Arbeit. Die übergeordnete ökonomische Fragestellung lautet: Welche Auswirkungen haben unterschiedliche EV-Ladestrategien auf Strommengen und -preise in einem Stromsystem mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energien? Zur Beantwortung dessen wird zunächst der zeitabhängige Strombedarf von EVs bewertet. Im Anschluss, werden die EV-Ladestrategien unkontrolliertes Laden (UNC), kostengesteuertes Laden (DSM) und bidirektionales Laden (V2G) in einem europäischen Strommarktmodell umgesetzt und die Auswirkungen quantifiziert. Dadurch wurden folgende Erkenntnisse erlangt: EVs tragen zu einer besseren Integration der EEG bei, da alle drei Ladestrategien deren Abregelung reduzieren. Der zusätzliche Spitzenlastbedarf aufgrund von UNC wird je Millionen EVs im schlimmsten Fall auf 560 MW geschätzt. Entsprechend des Fahrverhaltens variiert die Stromnachfrage stark zwischen Werktagen und Wochenendtagen. An Werktagen sind die Spitzenwerte fast dreimal so hoch wie an Wochenendtagen. Wird durch UNC die Stromnachfrage erhöht, bedarf es des vermehrten Einsatzes von Spitzenlastkraftwerken, was zu steigenden Preisspitzen führt. Im Gegensatz dazu verschieben die beiden flexiblen Ladestrategien DSM und V2G die EV-Stromnachfrage in Zeiten mit geringer residualer Netzlast bzw. bei V2G deutlich zugunsten von Kraftwerken mit den niedrigsten Grenzkosten. Dies führt bei DSM zu einer Anhebung der Preise in Schwachlastzeiten. Bei V2G wird die Preisstruktur erheblich geglättet, indem Spitzenlastpreise reduziert und Schwachlastpreise deutlich erhöht werden. An Wochenenden ist dieser Effekt bei V2G noch stärker als an Werktagen, da ein großer Teil der EVs als stationärer Speicher genutzt werden kann. Neben ökonomischer Effizienz hat dies teilweise unerwünschte ökologische Nebenwirkungen. So werden im Fall von V2G bei niedrigen CO2-Preisen emissionsintensive Technologien wie Braunkohlekraftwerke begünstigt. Nichtsdestotrotz führen systemische Effekte, nämlich die Reduzierung von EEG-Abschaltungen, die Substitution von Spitzenlastkraftwerken und ein erhöhter Stromaustausch mit den Nachbarländern zu einer Gesamtreduktion der CO2-Emissionen. Bei hohen CO2-Preisen sind die Effekte durch V2G hinsichtlich der CO2-Emissionen und der ökonomischen Effizienz durchweg positiv. Begrenzt werden diese Vorteile von V2G durch wirtschaftliche Sättigungseffekte, welche bereits ab zwei Millionen Fahrzeugen deutlich werden.In combination with renewable energy sources (RES), electric vehicles (EVs) are seen as an important element of a transformation towards sustainable energy systems. Although EVs currently represent only a small fraction of vehicle penetration in Germany, it is the goal of the German government to have six million EVs on German roads by 2030. The achievement of this would have a significant impact on the electricity system due to the resulting additional energy demand. How large these impacts are is the subject of this work. The overarching economic research question is: What effects do different EV charging strategies have on quantities and prices in a power system with a high share of RES? To answer this question, the time-dependent electricity demand of EVs is initially evaluated. Subsequently, the EV charging strategies uncontrolled charging (UNC), demand side management (DSM), in the sense of cost effective charging and bidirectional charging, i.e. vehicle-to-grid (V2G) are implemented in a European electricity market model and the impacts quantified. To summarize the findings: EVs contribute to the integration of RES, since all three charging strategies reduce curtailment. In the worst case scenario, the additional peak load demand due to UNC is estimated at 560 MW per million EVs. The demand for electricity varies greatly between working days and weekend days, depending on the driving patterns. On working days, the peak demand is almost three times as high as on weekend days. Overall, UNC leads to the increased use of peak load power plants, which leads to rising price peaks. In contrast, the two flexible charging strategies DSM and V2G shift the EVs' electricity demand in times of low residual grid load or, in the case of V2G, significantly in favour of the power plants with the lowest marginal costs. With DSM, this results in an increase in prices during off-peak periods. With V2G, the price structure is considerably smoothed by reducing peak load prices and significantly increasing off-peak prices. On weekend days this effect is even stronger with V2G than on working days, since a large part of the EVs can be used as stationary storage. In addition to economic effciency, this has partly undesirable ecological side effects. In the case of V2G, emission-intensive technologies such as lignite-fired power plants are promoted at low CO2 prices. Nevertheless, systemic effects, namely the reduction of RES curtailment, the substitution of peak load power plants, and an increased electricity exchange with neighboring countries, lead to an overall reduction of the CO2 emissions. These benefits of V2G are limited due to economic saturation effects, which are already noticeable starting at two million vehicles.