Desenvolvimento de estratégia de frenagem híbrida para veículos elétricos baseada na estimação do coeficiente de adesão pneu-pista.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Louzada Neto, Junout Martins
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Coeficiente de adesão pneu-pista; Electric vehicle; Estimação; Frenagem híbrida; Hardware-in-the-loop; Hybrid braking; Tire-road adhesion coefficient, Estimation; Veículos elétricos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-05032026-142408/

A crescente demanda por veículos elétricos (VEs), impulsionada por preocupações ambientais e pela busca por maior eficiência energética, tem incentivado o desenvolvimento de novas estratégias de controle para os sistemas de propulsão e frenagem desses veículos. Inserida neste contexto, esta tese tem como um dos seus objetivos o desenvolvimento de uma estratégia para alocação de torques em um sistema de frenagem híbrida (FH), ou seja, com atuação conjunta do motor elétrico (ME) e do sistema de freio por atrito para veículos com tração dianteira. Com isso, pretende-se promover o aumento da capacidade de recuperação de energia, sem comprometer a estabilidade veicular; para tanto, estima-se o coeficiente de aderência pneu-pista (CAPP) através de um Filtro de Partículas (FP) implementado com base em um modelo dinâmico veicular que utiliza o modelo de pneu TMeasy. A estrutura de estimação do CAPP incorpora também um algoritmo auxiliar para fusão de sensores utilizando o Filtro de Kalman (FK) e o Filtro Estendido de Kalman (FEK). Demonstra-se por resultados de simulações no ambiente CarSim, que o FP é capaz de estimar o CAPP individualmente para cada roda, fornecendo essas informações ao controlador de frenagem, que, com base em um conjunto de regras, define os torques de frenagem regenerativo e por atrito para cada roda dianteira. Outra contribuição desta pesquisa é o desenvolvimento de uma arquitetura de uma bancada de testes do tipo Hardware-in-the-Loop (HIL), fundamentada na estratégia de Emulação de Carga Dinâmica (ECD), com capacidade de reproduzir as dinâmicas longitudinal e lateral do veículo. A ECD é responsável por gerar torque para emular as forças longitudinais resultantes da interação entre os pneus e a pista durante o movimento do veículo. O algoritmo ECD utilizado integra a dinâmica da bancada por meio de um controlador PI de rastreamento de velocidade, aliado a um observador de Luenberger atuando como compensador feedfoward de torque. As simulações realizadas no ambiente Matlab/Simulink sugerem que a arquitetura desenvolvida é capaz de emular o comportamento dinâmico de um veículo real, o que poderá ser posteriormente comprovado com ensaios na bancada física, que foi especificada a partir desta tese.