Aulas Práticas




1. Transmissão de potência mecânica desde o veio do motor elétrico até às rodas motrizes
Com este exercício mostra-se – de um ponto de vista genérico – como é realizada a transferência de energia mecânica na cascata desde o veio do motor elétrico até às rodas motrizes do automóvel. São analisados conceitos sobre tensão, corrente, potência elétrica, binário motor, velocidade de rotação, potência mecânica, sistemas de transmissão mecânica e repartição de binário com diferencial. Com a resolução do exercício determina-se a potência necessária (e energia consumida) para alcançar uma dada performance e autonomia; a aceleração no instante de arranque, velocidade máxima alcançável, espaço percorrido. (Obs.: neste exercício não se consideram as perdas de atrito nos diversos componentes do sistema de transmissão mecânica ou considera-se que a sua eficiência é 100%).
2. Cálculo da eficiência energética e perdas de energia num sistema tradicional de transmissão mecânica utilizado em automóveis
São analisados os sistemas de transmissão mecânica com redutor de velocidade e aumento de binário, bem como as vantagens de possuir o veio motor paralelo ao do eixo das rodas motoras e impacto do diferencial no caso de existir apenas um motor por eixo propulsor. Considerações sobre a simplificação alcançável com um motor por roda com tecnologia Direct Drive bem como das vantagens e inconvenientes do Motor in Wheel. O exercício assenta no uso de parâmetros de um sistema de transmissão de um veículo real e no cálculo de uma série de parâmetros como: 1. binário nas rodas motoras no instante do arranque e em função do binário motor e da velocidade; 2. cálculo da força motora instantânea; 3. cálculo da aceleração e velocidades instantâneas; 4. cálculo do espaço percorrido no tempo; 5. cálculo da potência no veio do motor e nas rodas propulsoras e 6. Considerações sobre transferência de energia da bateria para a energia cinética do veículo.
3. Conceitos de cinemática, dinâmica e eficiência energética aplicados ao sistema propulsor de uma bicicleta
Resolução de exercício para a determinação das forças, binários e potências aplicados na cascata de transmissão de energia desde o pedaleiro/motor até à roda motriz de uma bicicleta tradicional. Apesar da sua simplicidade este exercício leva-nos a entender e cimentar a cinemática, eficiências, perdas e dinâmica envolvidas na transmissão de potência/energia em qualquer veículo, conceitos já introduzidos nos exercícios anteriores.
4. Conceitos de cinemática, dinâmica e eficiência energética aplicados num Kart elétrico real
Resolução de exercício para o cálculo das forças, binários e potências a aplicar na cascata de transmissão de energia (desde a tomada de carregamento em AC, bateria, controlador do motor, motor elétrico e sistema de transmissão) até às rodas propulsoras de um kart elétrico real para alcançar uma determinada performance dinâmica e autonomia predefinidas. O exercício introduz, para além da cinemática e dinâmica já referidos nos exercícios anteriores, a dedução das equações diferenciais do movimento do Kart em função do tipo de motor escolhido e a geração do script em Matlab para a simulação do seu movimento. Trata-se do projeto de um veículo elétrico real que foi implementado e validado.
5. Conceitos de cinemática, dinâmica e eficiência energética aplicados a um veículo elétrico real (Nissan Leaf)
Resolução de exercício para a determinação das forças de atrito, forças propulsoras, binários e potências aplicados na cascata de transmissão de energia desde a tomada de carregamento em AC até às rodas propulsoras de um veículo elétrico real – um Nissan Leaf de 2013. Cálculo da energia consumida por quilómetro percorrido e da autonomia real para diferentes velocidades de circulação, peso de veículo e inclinação da via.
6. Conceitos de cinemática, dinâmica e eficiência energética aplicados a um veículo elétrico real (Opel Ampera)
Resolução de exercício para a determinação das forças de atrito, forças propulsoras, binários e potências aplicados na cascata de transmissão de energia desde a tomada de carregamento até às rodas propulsoras de um veículo elétrico Plug-In real – um Opel Ampera de 2013. Cálculo da energia consumida por quilómetro percorrido e da autonomia real para diferentes velocidades de circulação, peso de veículo e inclinação da via.
7. Determinação da performance ambiental para vários tipos de veículos automóveis
Cálculo das emissões por quilómetro percorrido tendo em conta as todas fases do ciclo de vida do produto: produção/fabrico, utilização e desmantelamento no final do ciclo de vida.
8. Determinação dos custos totais de posse para vários tipos de veículos automóveis
Cálculo dos custos totais de posse ou por quilómetro percorrido tendo em conta todas as componentes envolvidas: custo de capital, manutenção, reparações e taxas, combustível e abate.