Aplicação de supercapacitores em bicicleta elétrica de curta jornada

Orientador: Hudson Giovani Zanin

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2019
Main Author: Alves, Thayane Almeida, 1991-
Orientador/a: Zanin, Hudson Giovani, 1983-
Banca: Almeida, Madson Cortes de, Barros, Tárcio André dos Santos
Format: Dissertação
Language:por
Published: [s.n.]
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Online Access:http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/334680
Citação:ALVES, Thayane Almeida. Aplicação de supercapacitores em bicicleta elétrica de curta jornada. 2019. 1 recurso online (68 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Resumo Português:Resumo: Os veículos elétricos ganham crescente destaque no cenário contemporâneo, pois apontam um caminho de possibilidades para melhoria da mobilidade urbana. A substituição percentual na frota de veículos a combustão por elétricos reduziria a queima de combustíveis fósseis, diminuindo a emissão de gases poluentes ao meio ambiente. Dentre os diversos veículos elétricos, as bicicletas elétricas se destacam pois combinam a atividade física de pedalar com a eficiência no deslocamento, promovendo melhoria na saúde e no bem-estar do usuário. As bicicletas elétricas, também conhecidas como e-bike, são uma alternativa viável ao uso de veículos convencionais como, por exemplo, carros e motocicletas, especialmente em cenários de curtas jornadas. Pode se entender como curta jornada o deslocamento dentro de regiões centrais de cidades, condomínios, universidades e etc. A faixa de autonomia das e-bikes convencionais (alimentadas por baterias) é da ordem de 20 km contudo, o seu banco de baterias levam até 6h para recarregar. Dentro deste contexto, propomos o desenvolvimento uma prova de conceito de e-bike alimentada por supercapacitores. O uso de supercapacitores confere as e-bikes alta densidade de potência, reduzindo tempo de recarga e permitindo deslocamentos curtos de ?1,5 km. Esses avanços foram possíveis devido ao desenvolvimento de um conversor CC-CC elevador de tensão que realiza a transferência de energia entre o banco de supercapacitores e o motor. Tal conversor também atuou para o melhor uso da energia armazenada nos supercapacitores, regulando a tensão de entrada do motor. Em paralelo ao desenvolvimento do sistema eletroeletrônico da bicicleta buscou-se o estudo de técnicas para o desenvolvimento de supercapacitores em laboratório. Os dispositivos produzidos pelo grupo foram encapsulados em células tipo moeda permitindo a caracterização eletroquímica e validação do seu funcionamento. Essas caracterizações são importantes para posterior produção de dispositivos de maior capacidade de armazenamento de energia. Em uma visão geral, este trabalho contribuiu abrindo uma variedade de frentes de atuação para o grupo permitindo a produção de um protótipo de veículo elétrico com atribuições de produto. Espera-se que esta pesquisa seja continuada e que contribua para a produção de e-bikes ou tecnologias correlatas no mercado brasileiro. Palavras chave: supercapacitores, conversor CC-CC, e-bike
Resumo inglês:Abstract: Electric vehicles are gaining increasing prominence in the contemporary scenario, as they point to a path of possibilities for improving urban mobility. The percentage replacement in the fleet of combustion vehicles by electric would reduce the burning of fossil fuels, reducing the emission of polluting gases to the environment. Amongst the various electric vehicles, electric bicycles stand out because they combine the physical activity of pedaling with the efficiency in the displacement, promoting improvement in the health and wellbeing of the user. Electric bikes, also known as e-bikes, are a viable alternative to the use of conventional vehicles such as cars and motorcycles, especially in short journeys scenarios. It can be understood as short journey the displacement within central regions of cities, condominiums, universities and etc. The autonomy range of conventional e-bikes (powered by batteries) is in the order of 20 km however, its bank of batteries take up to 6 hours to recharge. Within this context, we propose the development of a proof of concept of e-bike powered by supercapacitors. The use of supercapacitors confers e-bikes high power density, reducing recharge time and allowing short shifts of ?1,5 km. These advances were possible due to the development of a DC-DC voltage converter converter that performs the transfer of energy between the supercapacitor bank and the motor. Such a converter also acted for the best use of the energy stored in the supercapacitors by regulating the input voltage of the motor. Parallel to the development of the electronic electric bicycle system, the study of techniques for the development of supercapacitors in the laboratory was sought. The devices produced by the group were encapsulated in coin-like cells allowing the electrochemical characterization and validation of their functioning. These characterizations are important for subsequent production of devices with higher energy storage capacity. In an overview, this work contributed by opening a variety of fronts for the group enabling the production of an electric vehicle prototype with product assignments. It is hoped that this research will be continued and contribute to the production of e bikes or related technologies in the brazilian market. Keywords: supercapacitors, DC-DC converter, e-bike