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Introdução

         Nos dias de hoje estima-se que os veículos convencionais, que funcionam a partir da queima de combustíveis fósseis, são responsáveis por cerca de 80% das emissões de substâncias nocivas à saúde para atmosfera nos grandes centros urbanos. Além disto, tais veículos contribuem, para a poluição sonora, com graves conseqüências para a qualidade de vida e os desequilíbrios relacionados com o efeito estufa. No Brasil cerca de 30% de toda energia consumida é direcionada para o setor de transporte que emprega 49% do petróleo utilizado.
         Neste panorama os veículos elétricos, nas diversas modalidades de propulsão, seja híbrida, na qual se destaca o emprego de células a combustível, seja a bateria, presente em diversos utilitários, apresentam-se como opções na busca da reversão do processo de contaminação do ar, cuja tendência é crescente e ainda possibilita o emprego de fontes de energia primária renovável. Vale notar que a tecnologia veicular elétrica abrange, também, o promissor conceito de hipercarro, que, numa perspectiva futura, servirá como meio de transporte e como fonte complementar de energia distribuída.
         De fato, as características privilegiadas da matriz energética brasileira favorecem a opção pelos veículos elétricos que por sua vez está em sintonia com o desenvolvimento sustentável. Este aspecto possui amplo respaldo em recente tese de doutorado[1] que quantifica, através de uma metodologia pioneira, os benefícios da utilização de veículos elétricos nos centros urbanos brasileiros.
         Percebendo estas mudanças em curso, verificou-se a necessidade de se tomar iniciativas e reunir esforços conjuntos tendo em vista a importância que vem sendo ocupada pela tecnologia automotiva elétrica. Neste sentido, foi idealizado pelo Prof. Luiz Artur Pecorelli Peres da Faculdade de Engenharia da UERJ o GRUVE – GRUPO DE ESTUDOS DE VEÍCULOS ELÉTRICOS. Trata-se de uma agremiação acadêmica que tem como objetivo desenvolver pesquisas e promover eventos culturais visando a difusão e o estímulo ao uso dos veículos elétricos. O GRUVE estuda o veículo elétrico do ponto de vista dos seus aspectos tecnológicos como meio de locomoção, das suas implicações na cadeia energética e também da sua inserção no setor de transportes para o qual se antevê amplos benefícios ambientais.
         As atividades do GRUVE tiveram início em 20 de setembro de 2001 com o objetivo de constituir uma agremiação de filiação voluntária no âmbito da Universidade do Estado do Rio de Janeiro – UERJ e de tal forma a congregar estudantes e professores com interesse pela promoção e utilização mais intensa dos veículos elétricos.
         Um dos níveis de participação neste grupo é o de estudante desenvolvedor, no qual este se insere em um determinado subgrupo e assume o compromisso de elaborar um trabalho específico, em conjunto, de acordo com um programa pré definido. Cada subgrupo, em geral, é formado no máximo por três alunos.
         Neste contexto foram então definidos temas de trabalhos acadêmicos, a cargo das diversas equipes de estudantes, cuja lista é apresentada a seguir:

1. Construção da Página do GRUVE na Internet

2. Análise do Funcionamento dos Veículos Híbridos Elétricos

3. Fontes de Energia Eletroquímica

4. Motores Elétricos

5. Retificadores e Carregadores de Baterias

6. Controladores de Acionamento de Veículos Elétricos

7. Emissões Veiculares, Qualidade do Ar e Motores a Combustão Interna


Orientador:
    Professor Luiz Artur Pecorelli Peres
    Faculdade de Engenharia da UERJ
    Departamento de Engenharia Elétrica

Professor Colaborador:
    Antonio C. Zambroni de Souza (zambroni@iee.efei.br)
    Escola Federal de Engenharia de Itajubá - EFEI

Professores Consultores:
    Maria Dias Bellar
    Faculdade de Engenharia da UERJ
    Departamento de Engenharia Eletrônica

    Erli Ferreira Figueiredo
    Faculdade de Engenharia da UERJ
    Departamento de Engenharia Elétrica

    Marco Antonio Santos Pinheiro
    Faculdade de Engenharia
    Departamento de Mecânica

    Francisco José da Cunha Pires Soeiro
    Faculdade de Engenharia
    Departamento de Mecânica

    Jayme Buarque de Holanda
    Diretor do Instituto Nacional de Eficiência Energética - INEE

    Germano Lambert Torres
    Pró Diretor de Pesquisa e Pós Graduação
    Escola Federal de Engenharia de Itajubá – EFEI

    Jorge Manuel Garcia Esteves
    Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
    Instituto Superior Técnico – IST
    Universidade Técnica de Lisboa - UTL
    Presidente da Câmara de Diretores da Associação Portuguesa do Veículo Elétrico - APVE

    Carlos Camara
    Departamento de Física
    Coordenador do Grupo de Meteorologia e Climatologia
    Universidade de Lisboa - UL

Objetivos

         Os trabalhos terão como objetivo primordial a familiarização, o estudo, a descrição e a análise qualitativa dos dispositivos relacionados com cada tema no que se refere às aplicações relativas aos veículos elétricos. Caberá a construção de um modelo analítico simplificado de funcionamento dos dispositivos típicos usados em carros elétricos e a sua correspondente simulação computacional.
         Com base nos resultados obtidos pretende-se identificar e selecionar, entre os melhores trabalhos tópicos que possam figurar em um CD no qual serão divulgados conhecimentos sobre a tecnologia veicular elétrica e cuja produção está prevista na programação de desenvolvimentos da SR-3 - Sub-Reitoria de Extensão e Cultura da Universidade do Estado do Rio de Janeiro – UERJ. Pretende-se editar cerca de 500 CD´s a serem distribuídos gratuitamente a organismos governamentais, universidades, centros de pesquisa, empresas e fabricantes, isto é, entidades e setores que de alguma forma estejam envolvidos com as questões relativas, à eficiência energética, ao meio ambiente e às políticas públicas de desenvolvimento urbano sustentável.
         Adicionalmente há a intenção de se realizar uma programação de palestras sobre veículos elétricos na qual será incluída a apresentação, no âmbito da UERJ, dos trabalhos realizados pelo GRUVE.


Metodologia

         A metodologia inicial a ser utilizada no trabalho será de caráter exploratório. Constará de uma ampla pesquisa bibliográfica sobre o tema bem como o levantamento do estado da arte correspondente, que permitirão identificar os dispositivos utilizados em veículos elétricos típicos, visando descrever os seus respectivos funcionamentos. Em seguida, o prosseguimento do trabalho se dará de forma analítica. Nesta fase as equações que regem o comportamento destes dispositivos serão explicadas para obtenção de uma modelagem computacional simplificada destes dispositivos com os quais pretende-se realizar testes e simulações.


Etapas dos Trabalhos

  • Estudo da bibliografia e publicações sobre veículos elétricos visando estabelecer o estado da arte relativa ao tema.

  • Identificação dos dispositivos utilizados em veículos elétricos típicos.

  • Levantamento de dados preliminares pertinentes ao tema e aos dispositivos estudados.

  • Descrição do funcionamento dos dispositivos

  • Estabelecimento das equações matemáticas do comportamento dos dispositivos do estudo.

  • Preparação de relatório preliminar referente ao estado da arte e funcionamento dos dispositivos

  • Estudo do MATLAB como ferramenta computacional de programação.

  • Modelagem computacional simplificada dos dispositivos identificados.

  • Testes e simulações.

  • Elaboração de relatório.

  • Emissão de relatório.

  • Preparação de apresentação oral do trabalho

Prazos e Cronogramas

         Está previsto um prazo de seis meses para a execução dos trabalhos. Os cronogramas figuram em documento específico e tomam como referência para início dos trabalhos o mês de outubro.



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Referências

ANP, Anuário Estatístico da Indústria Brasileira do Petróleo 1990 /1997, 1998.
AZEVEDO, HÉLIO RICARDO TELES; Simulação Digital de Desempenho de Veículos Elétricos Híbridos Bateria/Motor de Combustão Configuração Série; Tese de Mestrado, 1984, COPPE/UFRJ
BOTTURA, Celso P., BARRETO, Gilmar. Veículos Elétricos 1. ed., Campinas: UNICAMP, 1989.
BUTLER, K. L.; EHSANI, M.; KAMATH, P.; A Matlab-Based Modeling and Simulation Package for Electric and Hybrid Electric Vehicle Design; IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 48, No. 6, November 1999.
CHAN, C.C.; CHAU, K.T.; An Overview of Power Elwectronics in Electric Vehicles; IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 44, No. I, February 1997.
EHSANI, M.; RAHMAN, K. M.; TOLYIAT, H A.; Propulsion System Design of Electric and Hybrid Vehicles, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 44, No. 1, February, 1997.
PECORELLI PERES, Luiz A., HORTA, Luiz A. N., LAMBERT TORRES, Germano. Influências Sobre os Sistemas de Energia com a Introdução dos Veículos Elétricos na Sociedade. III Congresso Latino-Americano Geração Transmissão de Energia Elétrica, Campos do Jordão, SP, Brasil, 1997.
PECORELLI PERES, Luiz A.; HORTA, Luiz A. N.; LAMBERT-TORRES, Germano. Considerations about Electric Vehicles Impacts on Daily Load and Environment, publicado no livro Advances in Physics, Electronics and Signal Processing Applications, editado por Dr. Nikos Mastorakis, World Scientific Engineering Society, 2000, ISBN: 960-8052-17-3
Documento preparado em conjunto pela equipe de desenvolvedores do GRUVE sob a orientação do Prof. Luiz Artur Pecorelli Peres em Outubro de 2001
[1] Pecorelli Peres, L. A. , “Avaliação dos Impactos Energéticos e Ambientais da Introdução de Veículos Elétricos“, Tese de Doutorado, Escola Federal de Engenharia de Itajubá – EFEI, MG – Brasil, Dezembro de 2000.

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