Dissertação

Switching Converter Systems for Fuel Cell Powered Electric Vehicles EVALUATED

A adopção em larga-escala de soluções de mobilidade eléctrica representa um passo crucial para o alcance das metas ambientais associadas ao sector dos transportes. Contudo, a opinião pública encontra-se ainda dividida, devido às limitações actuais dos veículos eléctricos. Este trabalho explora o projecto de conversores comutados capazes de servir de interface a sistemas alternativos de armazenamento de energia. Foi dado particular enfâse a pilhas de combustível, nomeadamente a pilhas de combustível de alumínio-ar, devido às vantagens inerentes à construção simples, recarregabilidade mecânica, reciclabilidade, baixo custo, e elevada energia especifíca, não obstante aos desafios que apresentam. A configuração experimental adoptada baseia-se num sistema paralelo hibrido baseado em pilhas de combustível e ultracondensadores, dada esta combinação favorecer significativamente as sinergias entre tecnologias, ao mesmo tempo que mitiga as suas maiores desvantagens. Por forma a melhorar o desempenho, eficiência, e fiabilidade do sistema, foi adoptada uma topologia intercalada para os Conversores CC/CC. Ambos os Conversores e o Inversor utilizam frequências elevadas de comutação por forma a diminuir os filtros necessários. A estratégia de controlo do sistema baseia-se no fluxo bidirecional de potência permitido pelos ultracondensadores, visando assim aproveitar a excelente resposta transitória destes dispositivos. O sistema apresenta ainda funcionamento intercalado com tolerância a falhas de circuito-aberto em semiconductores e limitadores de correntes de curto-circuito. Durante o desenvolvimento deste trabalho, todos os sistemas propostos foram sistematicamente testados por via de simulações, resultando assim na validação do seu comportamento e especificações.
Veículos Eléctricos, Conversores Comutados, Pilhas Combustível, Topologia Intercalada, Ultracondensadores, Tolerância a Falhas

Outubro 2, 2020, 9:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

José Fernando Alves da Silva

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático