Curso de Engenharia de Veículos Elétricos

Aula 1 • Visão Geral da Arquitetura do Sistema de VE

Mapeia os blocos funcionais de um VE completo: conjunto motopropulsor, armazenamento de energia, controles e sistemas auxiliares. Conecta as funções dos subsistemas ao desempenho geral do veículo.

Aula 2 • Conjunto Motopropulsor

Contrasta as arquiteturas de BEV, HEV, PHEV e FCEV pelo fluxo de energia e conjuntos de componentes. Permite que engenheiros selecionem a plataforma adequada para uma determinada aplicação.

Aula 3 • História e Evolução dos VEs

Traça o desenvolvimento dos VEs, desde os primeiros protótipos até as plataformas modernas, estabelecendo o contexto da indústria. Fornece a base histórica necessária para entender as prioridades atuais de engenharia.

Aula 1 • Formatos de Células e Arquitetura de Pacotes

Abrange formatos de células cilíndricas, prismáticas e pouch e sua montagem em módulos e pacotes. Liga a geometria da célula ao design estrutural, térmico e elétrico do pacote.

Aula 2 • Químicas de Células de Íon-Lítio

Compara as químicas NMC, LFP, NCA e estado sólido por densidade de energia, vida útil e segurança. Equipa os engenheiros para combinar a química com os requisitos do veículo.

Aula 3 • Princípios Eletroquímicos das Baterias

Explica reações de oxidação-redução, transporte de íons e química dos eletrodos que governam a operação da célula. Fundamenta a análise subsequente em nível de pacote na eletroquímica fundamental.

Aula 4 • Segurança da Bateria e Modos de Falha

Analisa a fuga térmica, crescimento de dendritos e cenários de abuso mecânico com estratégias de mitigação. Prepara engenheiros para projetar pacotes que atendam aos requisitos de segurança funcional.

Aula 1 • Validação e Teste de BMS

Descreve procedimentos de teste com hardware-in-the-loop, injeção de falhas e validação de campo para software de BMS. Garante que os engenheiros possam verificar o desempenho do BMS em relação às metas de segurança funcional.

Aula 2 • Técnicas de Balanceamento de Células

Compara topologias de balanceamento passivo e ativo para equalizar tensões de células em um pacote. Demonstra como a estratégia de balanceamento afeta a eficiência e a capacidade utilizável.

Aula 3 • Comunicação e Integração do BMS

Detalha os protocolos CAN bus, LIN e SPI isolado usados para conectar o BMS aos sistemas do veículo. Prepara engenheiros para integrar os dados do BMS ao controle do conjunto motopropulsor e do carregamento.

Aula 4 • Algoritmos de Estimação de Estado

Abrange estimativa de SOC, SOH e SOE usando contagem de Coulomb, consulta de OCV e filtragem de Kalman. Conecta a precisão do algoritmo à previsão de autonomia e longevidade do pacote.

Aula 1 • Estratégias de Controle de Motor

Detalha algoritmos de controle orientado a campo e controle direto de torque para regulação precisa de torque e velocidade. Prepara engenheiros para implementar e sintonizar controladores de motor em aplicações reais.

Aula 2 • Conversores CC-CC e Carregadores de Bordo

Abrange conversores CC-CC bidirecionais e topologias de OBC que gerenciam níveis de tensão e potência de carregamento. Integra o conhecimento de eletrônica de potência na arquitetura elétrica completa do VE.

Aula 3 • Tipos de Motores de Tração e Princípios

Compara PMSM, BLDC, indução e motor de relutância chaveada por características torque-velocidade. Estabelece a base eletromagnética para decisões de seleção de motor.

Aula 4 • Projeto e Dimensionamento de Motor

Abrange enrolamento do estator, geometria do rotor, integração de refrigeração e classificações de potência de pico versus contínua. Liga parâmetros de projeto a metas de aceleração e capacidade de rampa do veículo.

Aula 1 • Refrigeração do Motor e Inversor

Abrange projetos de jaquetas de água-glicol, spray de óleo e dissipadores de calor para controle térmico do motor e inversor. Garante que os engenheiros possam manter as temperaturas dos componentes dentro dos limites operacionais seguros.

Aula 2 • Modelagem Integrada do Sistema Térmico

Constrói modelos de rede térmica de parâmetros concentrados e 1D para simular interações térmicas do veículo completo. Permite a otimização em nível de sistema antes da prototipagem física.

Aula 3 • Sistemas de HVAC de Cabine e Bomba de Calor

Analisa ciclos de compressão a vapor e bomba de calor usados para condicionamento da cabine com impacto mínimo na autonomia. Integra as cargas térmicas da cabine ao orçamento geral de energia do veículo.

Aula 4 • Gerenciamento Térmico da Bateria

Compara estratégias de refrigeração e aquecimento da bateria por ar, líquido e refrigerante para uniformidade de temperatura. Conecta a qualidade do gerenciamento térmico à vida útil da bateria e à capacidade de carga rápida.

Aula 1 • Protocolos de Comunicação de Carregamento

Abrange sinal piloto, comunicação baseada em PLC e protocolos de comunicação sem fio entre VE e equipamento de carregamento. Permite que engenheiros implementem sistemas de controle de carregamento interoperáveis.

Aula 2 • Níveis e Padrões de Carregamento

Define carregamento CA de Nível 1 e Nível 2 e carregamento rápido CC por níveis de potência, tipos de conector e casos de uso. Fornece a estrutura regulatória e técnica para o projeto do sistema de carregamento.

Aula 3 • Arquitetura de Carregamento Rápido CC

Explica topologias de carregador externo, design do gabinete de potência e gerenciamento térmico para carregamento CC de alta potência. Prepara engenheiros para especificar e avaliar hardware de estação de carregamento rápido.

Aula 4 • Carregamento Bidirecional (V2G) e Carregamento Inteligente

Analisa estratégias de carregamento V2G, V2H e resposta à demanda e seu impacto na rede e na bateria. Posiciona os engenheiros para projetar sistemas de carregamento bidirecional para gerenciamento de energia.

Aula 1 • Estratégias de Gerenciamento de Energia

Abrange gerenciamento de energia baseado em regras e em otimização para maximizar eficiência e autonomia. Conecta o design da estratégia de controle ao desempenho em ciclos de condução reais.

Aula 2 • Arquitetura da Unidade de Controle do Veículo

Define hardware da VCU, camadas de software e requisitos de sistema operacional de tempo real para coordenação do trem de força do VE. Estabelece a estrutura do sistema de controle usada em todo o capítulo.

Aula 3 • Segurança Funcional para Controles de VE

Aplica análise de perigos, atribuição de ASIL e design de mecanismos de segurança a software de controle de VE. Prepara engenheiros para desenvolver sistemas de controle em conformidade com a ISO 26262.

Aula 4 • Controle de Frenagem Regenerativa

Detalha algoritmos de frenagem combinada que coordenam a frenagem hidráulica e regenerativa para estabilidade e recuperação de energia. Integra restrições de brake-by-wire e ABS no design do controle regenerativo.

Aula 1 • Testes de Durabilidade e Fim de Vida

Descreve protocolos de teste de envelhecimento acelerado, vibração e corrosão para homologação de durabilidade do trem de força de VE. Garante que o trem de força atenda às metas de confiabilidade de vida útil antes da liberação para produção.

Aula 2 • Validação de Desempenho em Nível de Veículo

Define procedimentos de teste de autonomia, aceleração, capacidade de rampa e eficiência em pistas de provas e vias públicas. Confirma que o trem de força integrado atende a todas as metas em nível de veículo.

Aula 3 • Métodos de Teste em Nível de Componente

Detalha testes em dinamômetro, calorímetro e câmara climática para motores, inversores e pacotes de bateria. Estabelece os métodos de teste usados antes da integração em nível de sistema.

Aula 4 • Integração do Trem de Força em Bancada de Teste

Abrange configurações de bancada com hardware-in-the-loop e trem de força completo para validação integrada do sistema. Ponteia os resultados de teste de componentes para a verificação de desempenho em nível de veículo.