Curso de Design de Veículos Elétricos

Aula 1 • Visão Geral dos Principais Subsistemas do VE

Mapeia os principais subsistemas: conjunto motopropulsor, armazenamento de energia, térmico e controles. Estabelece o vocabulário utilizado ao longo do curso.

Aula 2 • Classificação e Arquiteturas de VEs

Diferencia as configurações BEV, HEV, PHEV e FCEV. Ajuda os alunos a selecionar a arquitetura apropriada para uma aplicação específica.

Aula 3 • Fundamentos de Potência Elétrica

Aborda conceitos elétricos de CC e CA essenciais para o projeto de VEs. Conecta a teoria de circuitos aos fluxos de potência reais do veículo.

Aula 4 • História e Evolução dos VEs

Traça o desenvolvimento dos VEs desde os primeiros protótipos até as plataformas modernas. Fornece contexto para entender por que as escolhas de projeto atuais existem.

Aula 1 • Gerenciamento Térmico do Pacote

Aborda estratégias de resfriamento e aquecimento para manter as células dentro de faixas ideais de temperatura. Apoia diretamente a longevidade da bateria e a capacidade de carga rápida.

Aula 2 • Químicas de Células de Íon-Lítio

Compara as químicas NMC, LFP, NCA e estado sólido em densidade de energia, segurança e vida útil. Orienta a seleção da química para casos de uso específicos de VEs.

Aula 3 • Sistemas de Gerenciamento de Bateria

Detalha as funções do BMS: balanceamento de células, estimativa de estado, detecção de falhas e comunicação. Mostra como o BMS protege e otimiza o desempenho do pacote.

Aula 4 • Projeto de Célula, Módulo e Pacote

Aborda os formatos de células cilíndricas, prismáticas e pouch e sua montagem em módulos e pacotes. Conecta o formato da célula às restrições de projeto estrutural e térmico.

Aula 5 • Princípios Eletroquímicos das Baterias

Explica reações de oxidação-redução, química dos eletrodos e comportamento do eletrólito. Relaciona a química ao desempenho elétrico mensurável.

Aula 1 • Estratégias de Controle de Motor

Aborda algoritmos de controle orientado a campo e controle direto de torque. Mostra como a estratégia de controle afeta a capacidade de resposta, a eficiência e o NVH.

Aula 2 • Conversores CC-CC e Carregadores de Bordo

Detalha topologias de conversores CC-CC bidirecionais e carregadores de bordo. Relaciona o projeto da fonte de alimentação auxiliar à eficiência energética geral do veículo.

Aula 3 • Tipos de Motor para Aplicações em VEs

Compara motores PMSM, de indução, de relutância chaveada e de fluxo axial em desempenho e custo. Orienta a seleção do motor para VEs de passeio, comerciais e de alto desempenho.

Aula 4 • Projeto e Operação do Inversor

Explica a topologia do inversor trifásico, dispositivos de chaveamento e estratégias de modulação. Conecta o projeto do inversor à qualidade e eficiência do controle do motor.

Aula 1 • Integração do Sistema de Freios

Aborda sistemas de frenagem combinada que integram frenagem regenerativa e a fricção. Garante que os alunos possam projetar sistemas que atendam às metas de segurança e recuperação de energia.

Aula 2 • Projeto do Câmbio e Redutor

Aborda redutores de velocidade única, câmbios de múltiplas velocidades e projeto de diferencial para VEs. Explica como a seleção da relação de transmissão afeta a aceleração e a velocidade máxima.

Aula 3 • Opções de Layout do Trem de Força

Compara configurações de motor único, motor duplo e motor na roda. Relaciona a escolha do layout aos resultados de tração, empacotamento e custo.

Aula 4 • Dinâmica Veicular e Dirigibilidade

Aplica distribuição de massa, centro de gravidade e geometria de suspensão a layouts específicos de VEs. Permite que os alunos prevejam e melhorem o equilíbrio de dirigibilidade.

Aula 1 • Princípios de Transferência de Calor para VEs

Revisa os conceitos de condução, convecção e radiação aplicados aos componentes do VE. Fornece as ferramentas analíticas usadas em todas as seções subsequentes de projeto térmico.

Aula 2 • Resfriamento do Motor e do Inversor

Aborda o resfriamento por camisa d'água, spray de óleo e dissipador de calor para motores e inversores. Garante que os alunos possam manter os componentes dentro de temperaturas operacionais seguras.

Aula 3 • Sistemas HVAC e Bomba de Calor da Cabine

Integra o aquecimento e resfriamento da cabine com o circuito térmico do veículo usando tecnologia de bomba de calor. Minimiza a penalidade de autonomia das cargas do sistema de climatização.

Aula 4 • Projeto do Sistema Térmico da Bateria

Projeta circuitos de resfriamento baseados em líquido e refrigerante para pacotes de bateria. Apoia diretamente as metas de longevidade da bateria e desempenho de carga rápida.

Aula 1 • Padrões e Níveis de Carregamento

Define os níveis de carregamento Nível 1, Nível 2 e carregamento rápido CC e seus padrões de conectores. Fornece a estrutura para todas as decisões subsequentes de projeto do sistema de carregamento.

Aula 2 • Arquitetura de Carregamento Rápido CC

Aborda topologias de carregadores externos, protocolos de fornecimento de potência e requisitos de interface da bateria. Permite o projeto de sistemas que suportam carregamento de alta potência.

Aula 3 • Planejamento de Infraestrutura de Carregamento

Aborda avaliação do local, gerenciamento de carga e comunicação em rede para estações de carregamento. Conecta os requisitos de projeto do veículo às restrições de implantação no mundo real.

Aula 4 • Carregamento Veículo-Rede e Bidirecional

Explica as capacidades V2G, V2H e V2L e seus requisitos de eletrônica de potência. Posiciona os VEs como ativos da rede e expande a proposta de valor do projetista.

Aula 1 • Protocolos de Rede Veicular

Aborda os protocolos CAN, LIN, Ethernet e FlexRay e suas aplicações específicas em VEs. Permite que os alunos projetem redes de comunicação confiáveis e de baixa latência.

Aula 2 • Segurança Funcional em Software de VEs

Aplica princípios de segurança funcional ao desenvolvimento de software para funções críticas de segurança em VEs. Garante que os alunos possam projetar sistemas que atendam aos níveis de integridade exigidos.

Aula 3 • Arquitetura da Unidade de Controle Eletrônico

Mapeia os tipos de ECU, suas responsabilidades e posicionamento físico no veículo. Estabelece a base de hardware para todas as discussões sobre software e controle.

Aula 4 • Estratégia de Gerenciamento de Energia

Desenvolve algoritmos de gerenciamento de energia baseados em regras e em otimização. Impacta diretamente a autonomia, a vida útil da bateria e a experiência do motorista.

Aula 1 • Homologação e Aprovação de Tipo

Navega pelo processo de submissão regulatória para aprovação de tipo de VE nos mercados-alvo. Garante que os alunos possam planejar e executar programas de conformidade de forma eficiente.

Aula 2 • Testes de Desempenho e Durabilidade

Executa protocolos de teste de autonomia, aceleração, térmico e durabilidade em veículos completos. Verifica se as metas de projeto são atendidas em condições reais.

Aula 3 • Engenharia de Sistemas para VEs

Aplica decomposição de requisitos, gerenciamento de interface e desenvolvimento em modelo V para programas de VEs. Fornece a estrutura de processo para todas as atividades de integração.

Aula 4 • Testes Hardware-in-the-Loop

Usa simulação HIL para validar o software da ECU contra modelos virtuais da planta antes da integração física. Reduz o risco de integração e acelera os ciclos de desenvolvimento.