Durante o ano de 2014 dei início ao projeto particular da conversão de uma moto 4 para elétrica. A conversão teve início com a retirada do Motor de Combustão Interna (MCI) e de todos os componentes associados ao mesmo. Após a retirada do MCI analisou-se o melhor local para colocar o motor elétrico e as baterias. Já possuía o motor elétrico não possuindo ainda as baterias, então optei por colocar o motor elétrico por cima do eixo traseiro de forma a poder aproveitar melhor o espaço central da mota. A escolha das baterias foi a parte mais difícil de decidir na conversão, uma vez que queria que as baterias não fossem muito pesadas nem caras. A escolha acabou por recair nas baterias de lítio, principalmente devido à promoção existente na altura da compra e possuírem baixo peso e pouco volume. Com o motor elétrico de 10 kW, CC de fluxo axial da empresa PermMotor, e as baterias definidas passou-se a tratar da compra dos restantes componentes eletrónicos necessários à conversão. As baterias de lítio são bastante sensíveis aos seus limites, neste sentido procedeu-se à compra de um gestor de carga das baterias (BMS) à empresa Albertronic B.V. da Holanda. A escolha recai sobre este BMS por não é necessário a existência de um fio de cada bateria para a unidade central, cada bateria possui um módulo independente que comunica com a unidade central através da comunicação one-wire. Por outro lado, o BMS também possui a vantagem de comunicar com o carregador de baterias comprado a empresa GWL POWER, da Republica Checa. O BMS garante que a tensão mínima e máxima de cada bateria não é alcançada, caso seja desliga o sistema, assim como a temperatura máxima de funcionamento. Durante o carregamento das baterias o BMS equaliza a tensão de cada bateria. O controlador, necessário para fazer o acionamento do motor elétrico, foi comprado na china à empresa Kelly Controls. Nos veículos elétricos o negativo das baterias de tração não pode estar ligado ao chassis do veículo, sendo sempre necessário a bateria tradicional (bateria de serviço) para alimentar o sistema elétrico do veículo. Esta bateria nos veículos com MCI é carregada a partir do alternador do veículo. Nos veículos puramente elétricos esta bateria é carregada a partir das baterias do sistema de tração, para tal comprei um conversor CC/CC isolado (porque o negativo das baterias de tração e a bateria de serviço não pode ser o mesmo). Este conversor também foi comprado na empresa Kelly Controls, assim como o contactor de corte geral das baterias de tração, os fusíveis e o acelerador eletrónico. Em paralelo com as compras deu-se inicio ao corte da chapa de alumínio que une o motor elétrico à moto 4 e ao corte e quinagem das chapas de alumínio para a construção da caixa das baterias. O desenho da caixa deveu-se à quantidade de baterias e ao tipo de associação. Foram compradas 24 baterias para serem associadas em série, de forma a perfazer uma tensão final de 77 V. Com a escolha de controlador foi possível pensar no esquema elétrico para colocar em funcionamento a moto 4. O esquema desenvolvido faz a pré-carga do controlador (necessário devido aos condensadores internos), garante que o sistema não entra em funcionamento caso o selecionador das velocidades não esteja no modo neutro. Para selecionar o movimento da moto 4 para a frente ou para trás foi usado o seletor original da moto 4, sendo adicionados dois interruptores para dar a informação ao controlador do motor elétrico. Aproveitei o espaço ocupado anteriormente pelo tampão do deposito da gasolina para colocar o botão de emergência e o consumo instantâneo de corrente por parte do motor elétrico. Para conectar o carregador das baterias à moto 4 comprei uma ficha que se usa no carregamento dos veículos elétricos. A ficha encontra-se numa chapa de alumínio que fiz para o sitio da chapa de matricula. O sistema elétrico desenvolvido e implementado também garante que enquanto a moto 4 estiver com a ficha de carregamento conectada a moto 4 não entra em funcionamento.
Colaborador com o Fafediesel no desenvolvimento da conversão de um veículo de combustão interna em veículo elétrico. O projeto designado por e-mob consistiu na conversão de um Ford KA de 1998 em veículo elétrico. Quando entrei no projeto os principais componentes para a conversão já tinham sido adquiridos, são eles: dois motores de jante (In-wheel Motors) e respetivos controladores, acelerador eletrónico, conjunto de baterias de lítio de 5,7 kWh e respetivo carregador. Estes componentes foram adquiridos a empresa portuguesa Sismelv. Os dois motores elétricos foram colocados no eixo traseiro, foi necessário ter atenção especial ao sistema de travagem original do veículo. Para futura homologação um dos requisitos é o sistema de travagem original do veículo não pode ser alterado. Os controladores dos motores ficaram localizados no sitio que era ocupado anteriormente pelo depósito de combustível. As baterias e o carregador foram colocados no espaço anteriormente ocupado pelo motor de combustão interna. Durante o processo de transformação é necessário ter atenção ao peso máximo admissível em cada eixo, visto que outro requisito para homologação diz que o peso admissível em cada eixo não pode ser ultrapassado. Outro requisito, é a estrutura base do veículo que não pode ser alterada nem enfraquecida para a adição dos novos componentes. Após a montagem dos componentes anteriormente referidos procedeu-se à alteração do seletor de velocidades original. O seletor foi alterado para ficar só com três posições: frente, neutro e marcha trás. O seletor possui encravamento mecânico para não permitir que exista alteração instantânea entre a posição frente e marcha trás. O esquema elétrico realizado não permite que o veículo fique pronto para funcionamento se o seletor não estiver na posição neutro, o botão de emergência não esteja ativo, o pedal do travão esteja pressionado e a ficha de carregamento não esteja conectada. O veículo também possui um interruptor de inercia para desligar as baterias caso o veículo sofra algum acidente.
Colaborador com a eurosportaircraft no desenvolvimento dos sistemas eletrónicos para o controlo dos motores elétricos do Crossover, versão de 2013.
O meu contributo para este projeto consistiu em projetar e implementar o esquema elétrico, assim como o projeto e desenvolvimento de todas as placas de circuito impresso para o controlo de todos os motores elétricos existentes. A versão do Crossover de 2013 possui 15 motores: 2 motores nas hélices, 2 motores na recolha dos braços das hélices, 2 motores nas tampas das hélices, 3 motores para o trem de aterragem, 2 motores para as tampas do trem de aterragem, 1 motor para o controlo das flaps, 2 motores para o ajuste dos pedais do leme e 1 motor para a canopy.
Para recolher as hélices os controladores passam do controlo de binário para o controlo de posição, esta alteração é necessária para garantir que as hélices parem sempre na mesma posição para poderem entrar dentro do chassis do motoplanador. Quando as hélices encontram-se na posição de recolher as tampas dos braços abrem e os braços são recolhidos para o interior do chassis. Após as hélices estarem no interior do chassis as tampas voltam a fechar. O mesmo procedimento é realizado para colocar as hélices no exterior.
Para efetuar a recolha do trem de aterragem inicialmente é verificado, através de um sonar, se existe chão perto do motoplanador. Caso não exista, as tampas do trem de aterragem são abertas e os braços do trem de aterragem saem do chassis, voltando-se a fechar as tampas do trem de aterragem. O procedimento é semelhante para recolher o trem de aterragem.
A canopy abre e fecha eletricamente e possui comando à distância. Para abrir, quer seja no interior da canopy ou através do comando, apenas é necessário dar um toque no interruptor. Para fechar é necessário estar sempre a pressionar o interruptor, para ter a certeza que não existe nenhum objeto entre a canopy e o chassis.
Todos estes movimentos são controlados a partir do microcontrolador que se encontra nas placas de circuito impresso desenvolvidas. Os flaps também são controlados pelo microcontrolador para se posicionarem numa das três posições pré selecionadas: cruise, take-off e landing. O microcontrolador recebe as ordens de execução provenientes dos interruptores existentes no painel central do cokpit.
O meu contributo para este projeto consistiu em fazer a alteração mecânica da estrutura base de um skate para conversão em skate elétrico. Numa fase inicial, os eixos originais foram adaptados para a utilização de quatro rodas maciças. As rodas, motores de acionamento e respetivas correias de transmissão provinham de duas trotinetes elétricas. Também foi desenvolvida uma base de proteção para a parte inferior do skate que servia de proteção à bateria e controladores. Após algumas deslocações verificou-se que os eixos estavam empenados e as rodas de tração estavam com um nível de desgaste elevado. Este desgaste ocorreu principalmente devido ao baixo atrito existente entre as rodas e o chão. Numa segunda fase foram adquiridas quatro rodas com pneus de câmara de ar e dois motores de tração novos. Uma vez que os eixos originais estavam empenados foram desenvolvidos novos eixos para permitir a adaptação das novas rodas. As rodas já traziam rolamentos, contudo os mesmos apresentavam folgas elevadas. Foram adicionados novos rolamentos, sendo necessário fazer a respetiva adaptação do cubo da roda para os novos rolamentos. Nas rodas de tração houve a necessidade de fazer um anel adaptador para fazer a ligação entre a polia do sistema de transmissão e a roda.
Fotos brevemente.
O Carro Elétrico Plug-In da Universidade do Minho que está a ser desenvolvido no GEPE utiliza a plataforma de um Volkswagen Polo de 1996.
Este projeto teve início no âmbito da minha dissertação de mestrado intitulada "Desenvolvimento de um Veículo Elétrico". A escolha recai sobre este veículo porque é um dos que apresenta a maior relação de peso entre a tara e o peso bruto e não possuir direção assistida. A necessidade do peso nesta situação é fundamental porque são usadas baterias de gel (chumbo sem manutenção). A conversão deu-se com a remoção do motor de combustão interna, estragado, e de todos os componentes associados ao mesmo, por exemplo, depósito de combustível, escape, caixa de velocidades, entre outros. Atualmente o motor elétrico encontra-se acoplado à caixa de velocidades através da embraiagem, mais à frente pretende-se que o motor elétrico fique ligado diretamente à caixa de velocidades, servindo a mesma de caixa redutora com diferencial. Uma vez que são usadas baterias de gel, as mesmas estão divididas em duas zonas do veículo. A divisão garante que o peso máximo admissível em cada eixo não é ultrapassado. Parte das baterias estão localizadas no espaço anteriormente ocupado pelo depósito de combustível e as restantes em torno do motor elétrico na parte da frente do veículo. As baterias apresentam uma capacidade de 9,5 kWh, sendo esperado que o veículo possua uma autonomia para fazer a viagem de ida e volta entre os campus de Braga e Guimarães da Universidade do Minho. Para garantir o correto funcionamento do sistema de travagem foi necessário adicionar uma bomba de vácuo elétrica, que anteriormente era assegurado pelo motor de combustão. O controlador do motor elétrico foi desenvolvido no âmbito da minha dissertação de mestrado.
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