Dissertação

{en_GB=Energy Consumption Estimation in Lap Time Simulation} {} EVALUATED

{pt=Um grande desafio no projecto de veículos totalmente eléctricos é a autonomia. As baterias podem ser parte significativa no peso total do veículo e por isso devem ser correctamente dimensionadas para o armazenamento mínimo. Esta tese tem como objectivo implementar estimação de consumo energético num simulador de tempos por volta (LTS) para veículos de competição automóvel e compreender como a complexidade do modelo de veículo afecta os resultados da simulação e da estimação. Um protótipo de categoria LMP3 é parametrizado em dois simuladores quasi-estáticos. Um é um software comercial composto por um modelo de veículo de 4 rodas. O segundo foi desenvolvido no âmbito deste trabalho como uma alternativa mais simples composta por um modelo de 1 roda. Este trabalho documenta as tomadas de decisão no desenvolvimento de um simulador quasi-estático e as simplificações feitas num modelo de 1 roda. Foram recolhidos dados num teste no Autódromo do Estoril, com a melhor volta a servir de validação para os dois simuladores. Foi feita uma análise de sensibilidade aos parâmetros do modelo de 1 roda para validar a sua utilidade. Comparando com os dados experimentais mostra-se que o modelo de 1 roda, muito menos complexo e mais fácil de implementar, apresenta resultados satisfatórios em relação ao modelo de 4 rodas, calculando tempos por volta com um erro de 7%. Assim, um modelo de veículo simples pode ser facilmente implementado num LTS para estimar consumo energético em veículos de competição. A maior fonte de discrepâncias está na simplificação do modelo de pneus., en=A big challenge in the design of a battery electric vehicle is the mileage. Batteries can make up to a significant part of the vehicle’s weight and so they must be properly designed for the minimum storage needed. This thesis aims to implement energy consumption estimation in a Lap Time Simulator (LTS) for motorsport vehicles and to understand how the complexity of the vehicle model affects the simulation and estimation results. A LMP3 category prototype racing car is parametrized in two Quasi-Steady-State simulators. One is a commercial software composed of a 4-wheel vehicle model. The second was developed in the scope of this work as a simpler alternative composed of a Point-Mass model. This thesis details the decision making behind the development of a Quasi-Steady-State simulator and the simplifications made in the Point-Mass model. Data was collected in a test day at Aut ´odromo do Estoril with the best lap serving as validation for both simulators. A sensitivity analysis is done to parameters of the Point-Mass model to validate its utility. The results with the experimental data show that the less complex and much easier to implement Point-Mass model has satisfactory results when compared to the 4-wheel model, calculating lap time with 7% error. Therefore, a simple and easy to implement vehicle model can be applied to LTS to estimate energy consumption in motorsport vehicles. The bigger source of discrepancies lies on the simplification in the tyres model.}
{pt=competição automóvel, consumo energético, quasi-estático, modelo de 1 roda, simulação, en=motorsport, energy consumption, quasi-steady-state, point-mass, simulation}

Junho 29, 2018, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Luís Alberto Gonçalves de Sousa

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Alexandra Bento Moutinho

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar