Modelagem e Controle Inteligente de um Conversor Dual Active Bridge Aplicado à Veículos Elétricos

• Ano de defesa: 2026
• Autor(a) principal: Acioli, Luana Hikari Takahama
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: dual active bridge; controle inteligente; controle pi; electric vehicles; intelligent control; mathematical modeling; matlab/simulink; modelo matemático; pi control; veículos elétricos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-12022026-080043/

O conceito de eletrificação veicular tem sido tomado como uma das principais soluções para se contornar a problemática relacionada à emissão de dióxido de carbono por meios de transporte. Particularmente, veículos elétricos que integram bancos de bateria e apresentam capacidade de realizar um gerenciamento bidirecional de energia com a rede elétrica têm se destacado, tornando-se sistemas promissores na busca por maior sustentabilidade no setor de transportes. Entretanto, para se desenvolver veículos elétricos eficientes e com alta controlabilidade de gestão energética é fundamental que sejam investigadas topologias e abordagens de controle de conversores eletrônicos de potência. Nesse contexto, o conversor do tipo Dual Active Bridge tem ganhado destaque por apresentar características como isolamento galvânico, elevada densidade de potência e controle do fluxo de potência por meio do deslocamento de fase. Inicialmente, este projeto visa a realização de um estudo detalhado sobre o DAB, tendo como objetivo obter a modelagem detalhada do mesmo, considerando os efeitos dos componentes parasitas presentes no transformador planar. A partir da modelagem obtida em espaço de estados, são avaliados o comportamento dinâmico do sistema, como a corrente no primário e secundário do transformador, tensão do primário e tensão de saída. As validações da modelagem foram realizadas por meio de simulações computacionais no ambiente MATLAB/Simulink, onde foi possível comparar as respostas obtidas com o modelo matemático às respostas do circuito completo. Os resultados demonstraram que a modelagem proposta é capaz de representar adequadamente o comportamento dinâmico do conversor DAB. Após a etapa de validação do modelo, foi implementado um controlador PI com o objetivo de regular a tensão de saída do conversor. Os resultados indicaram que o controlador PI é eficaz na eliminação do erro em regime permanente, mesmo diante de diferentes condições operacionais, como variações na carga, na tensão de entrada e na referência de saída. Ademais, considerando a crescente inserção de sistemas inteligentes no desenvolvimento tecnológico veicular, é proposto e implementado um controlador Fuzzy para o controle das tensões de entrada e saída do conversor. Os resultados obtidos demonstraram que o controlador Fuzzy é capaz de apresentar erro em regime permanente reduzido mesmo sob diferentes condições operacionais, sem a necessidade de modificações em sua estrutura de regras ou nas funções de pertinência.