Curso de Veículos Híbridos e Elétricos

Aula 1 • Métricas de Desempenho Principais

Apresenta métricas de autonomia, estado de carga, consumo de energia e emissões. Liga resultados mensuráveis a decisões de conceção abordadas em capítulos posteriores.

Aula 2 • Revisão do Trem de Força Convencional

Examina o funcionamento do motor de combustão interna e os sistemas de transmissão tradicionais. Estabelece a linha de base que as arquiteturas híbridas modificam ou substituem.

Aula 3 • Introdução aos Tipos de Veículos Eletrificados

Define veículos micro-híbridos, híbridos completos, híbridos plug-in, elétricos a bateria e de célula de combustível. Os formandos podem classificar qualquer veículo eletrificado pela sua arquitetura e fonte de energia.

Aula 1 • Princípios Eletromagnéticos para Máquinas

Revê campos magnéticos, a lei de Faraday e a força de Lorentz aplicados a máquinas rotativas. Fundamenta o comportamento do motor em leis físicas antes de introduzir conceções específicas.

Aula 2 • Dimensionamento e Seleção de Motores

Aplica a análise de carga do veículo para determinar os requisitos de potência e binário do motor. Os formandos produzem uma especificação de motor para um perfil de missão veicular definido.

Aula 3 • Motores DC e DC sem Escovas

Analisa a construção, comutação e controlo de motores DC com escovas e BLDC. Destaca as compensações em custo, manutenção e densidade de potência relevantes para uso veicular.

Aula 4 • Motores de Indução CA e Síncronos

Abrange o escorregamento do motor de indução, tipos de rotor de motor síncrono e variantes de íman permanente. Os formandos comparam mapas de eficiência para adequar motores a ciclos de condução.

Aula 1 • Circuitos de Carregador de Bordo

Examina a retificação CA-CC e a correção do fator de potência utilizadas em carregadores de bordo. Os formandos avaliam a eficiência do carregador e os requisitos de compatibilidade eletromagnética.

Aula 2 • Topologias de Conversores CC-CC

Abrange conversores buck, boost e bidirecionais utilizados entre baterias e sistemas auxiliares. Os formandos traçam o fluxo de energia e calculam os ciclos de trabalho para cada topologia.

Aula 3 • Algoritmos de Controlo de Motores

Apresenta o controlo orientado ao campo e o controlo direto de binário para uma gestão precisa do motor. Liga a teoria de controlo à implementação em tempo real em controladores veiculares.

Aula 4 • Dispositivos de Comutação Semicondutores

Apresenta IGBTs, MOSFETs e dispositivos de banda proibida larga utilizados em eletrónica de potência automóvel. Estabelece as características de comutação que determinam o desempenho e as perdas do conversor.

Aula 1 • Química e Formatos de Células

Compara as químicas NMC, LFP, NCA e de estado sólido em densidade de energia, segurança e vida útil. Abrange as compensações de acondicionamento de células cilíndricas, prismáticas e de bolsa.

Aula 2 • Arquitetura do Conjunto de Baterias

Abrange a hierarquia célula-módulo-conjunto, configurações série-paralelo e integração estrutural. Os formandos calculam a tensão, capacidade e energia do conjunto a partir de especificações ao nível da célula.

Aula 3 • Fundamentos de Células Eletroquímicas

Explica reações de oxidação-redução, potenciais de elétrodo e transporte de iões em células de iões de lítio. Fornece a base química para compreender capacidade, tensão e degradação.

Aula 4 • Gestão Térmica da Bateria

Examina estratégias de arrefecimento a ar, líquido e refrigerante para manter a temperatura ideal da célula. Liga o controlo térmico ao ciclo de vida, capacidade de carregamento rápido e segurança.

Aula 1 • Gestão de Energia em Híbridos Plug-in

Aborda estratégias de depleção e sustentação de carga para PHEVs com conjuntos de baterias maiores. Os formandos concebem lógica de gestão de energia baseada em regras e em otimização.

Aula 2 • Integração de Transmissão para Híbridos

Revê transmissões híbridas dedicadas, híbridos de dupla embraiagem e geradores de arranque integrados na correia. Liga a conceção da transmissão à eficiência global do sistema e ao acondicionamento.

Aula 3 • Arquiteturas de Repartição de Potência e Combinadas

Examina sistemas de repartição de potência baseados em engrenagens planetárias que combinam funcionamento série e paralelo. Os formandos traçam caminhos de potência através do conjunto planetário em diferentes modos de funcionamento.

Aula 4 • Configuração Híbrida Série

Explica como um ICE acoplado a um gerador carrega a bateria enquanto um motor elétrico aciona as rodas. Os formandos calculam o dimensionamento do gerador e o consumo de combustível para um extensor de autonomia série.

Aula 1 • Planeamento de Infraestrutura de Carregamento

Aplica análise de carga, avaliação do local e conceção da rede à implementação de estações de carregamento. Os formandos produzem um plano de local para uma instalação de carregamento mista pública e de frota.

Aula 2 • Níveis e Normas de Carregamento

Define os níveis de potência de carregamento Nível 1, Nível 2 e carregamento rápido CC e as suas interfaces de conector. Os formandos adequam o nível de carregamento ao caso de uso do veículo e à capacidade da bateria.

Aula 3 • Interação com a Rede e Qualidade de Energia

Examina a injeção harmónica, fator de potência e gestão da procura quando os EV se ligam à rede. Os formandos aplicam técnicas de mitigação para manter a qualidade da energia da rede.

Aula 4 • Conceção de Carregadores de Bordo e Externos

Compara as limitações dos carregadores de bordo com as arquiteturas de carregadores CC externos. Os formandos avaliam a densidade de potência, isolamento e eficiência para cada abordagem.

Aula 1 • Integração e Validação de Sistemas

Abrange testes hardware-in-the-loop, validação ao nível do veículo e procedimentos de calibração. Os formandos planeiam uma campanha de testes para verificar o desempenho integrado do trem de força EV.

Aula 2 • Conceção da Estratégia de Gestão de Energia

Aplica estratégias baseadas em regras e otimização para minimizar o consumo de combustível e energia. Os formandos implementam e simulam um algoritmo de gestão de energia para um veículo híbrido.

Aula 3 • Segurança Funcional em Sistemas EV

Apresenta a análise de perigos, metas de segurança e níveis de integridade para sistemas elétricos automóveis. Os formandos atribuem requisitos de segurança a funções EV utilizando um processo de segurança estruturado.

Aula 4 • Arquitetura da Unidade de Controlo do Veículo

Descreve o papel da VCU na coordenação de pedidos de binário, seleção de modo e gestão de falhas. Os formandos mapeiam fluxos de dados entre a VCU e os controladores de subsistema.

Aula 1 • Eletrificação de Veículos Comerciais

Aborda os desafios únicos de energia, carga útil e ciclo de trabalho para camiões, autocarros e furgões elétricos. Os formandos adaptam as especificações da bateria e do carregamento aos requisitos de veículos comerciais.

Aula 2 • Trens de Força de Célula de Combustível de Hidrogénio

Analisa conjuntos de células de combustível de membrana de troca de protões, armazenamento de hidrogénio e balanço da planta do sistema. Os formandos comparam o custo total de propriedade entre célula de combustível e elétrico a bateria.

Aula 3 • Tecnologias de Baterias de Próxima Geração

Examina células de estado sólido, lítio-enxofre e sódio-ião para além da atual tecnologia de iões de lítio. Os formandos avaliam o nível de maturidade, trajetória de custos e desafios de integração.

Aula 4 • Integração EV Autónoma e Conectada

Explora como os sensores de condução autónoma, cargas computacionais e conectividade afetam o orçamento energético do EV. Os formandos quantificam a procura de potência auxiliar e o seu impacto na autonomia do veículo.