Concepção e desenvolvimento de um sistema de propulsão elétrica de baixo custo para veículo utilitário rural

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Santos, Carlos Augusto Marcondes dos [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Energia limpa; Veículos elétricos; Tração elétrica; Sustentabilidade; Energia solar; Engenharia sustentável; Clean energy; Electric vehicles; Electric traction; Sustainability; Solar energy
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/254836

A eletrificação de veículos tornou-se um componente importante no desafio contra a degradação ambiental causada pelos combustíveis fósseis, contribuindo para a melhoria da qualidade do meio ambiente, através da redução das emissões de dióxido de carbono e do impacto no aquecimento global, colocando-os como solução em ambientes urbanos e rurais. Diante desse cenário e das crescentes necessidades no setor agrícola em relação ao desenvolvimento energético sustentável, a tração elétrica de veículos emerge como uma alternativa, alinhada com a prioridade global de reduzir os gases de efeito estufa decorrentes do uso de combustíveis fósseis. O propósito deste estudo foi conceber e dimensionar um novo sistema de tração elétrica de baixo custo para um veículo agrícola, por meio de cálculos e princípios físicos relacionados à inércia, tração e força, incorporando ímãs permanentes de ferrite inclinados axialmente no rotor, para assegurar a operabilidade agrícola e superar o torque de travamento presente nesse tipo de operação. O utilitário agrícola foi concebido com cálculos de dimensionamento que consideraram as diversas situações de operações em aclive, declive e carga do veículo no meio rural, que resultaram em um motor elétrico de 15 cavalos de potência capaz de atingir velocidades de até 40 km/h sem carga. O controle de velocidade foi realizado por uma caixa de câmbio adaptada de um veículo antigo e a fonte de energia fornecida por oito baterias tracionárias. O estudo resultou em um memorial de cálculos para dimensionamento e adaptação do sistema de tração e caixa de câmbio e incluiu cálculos para a seleção apropriada de baterias na aplicação rural, análise da geração de energia para carregamento sustentável e avaliação de viabilidade econômica do projeto. Conclui-se que a criação de um veículo elétrico utilitário rural de baixo custo, com rotor adaptado e voltado para pequenos produtores é viável, alcançando um valor final, aproximadamente 50% mais econômico que um modelo equivalente a combustão, disponível no mercado automotivo, e com custo de operação 400% menor. A criação do sistema de propulsão elétrico amplia a competitividade e alinha-se às demandas atuais, destacando-se pela capacidade de oferecer um veículo sustentável, que usa energia limpa durante toda a operação e por ser economicamente acessível, contribuindo para impulsionar a produtividade e a competitividade dos pequenos produtores rurais.