O barramento DC é o componente responsável por transmitir a potência entre as fontes, pri- mária e secundária, e o acionador do motor, que opera em AC e está incumbido de produzir uma tensão variável, com frequência, também ela variável, amostrando a tensão DC proveniente do barramento. Esta parte do sistema não é só responsável pela transmissão de potência, mas tam- bém pela interconexão entre as duas fontes, privilegiando cada uma delas, em função do ponto e modo de funcionamento em que o sistema se encontra. A potência é transportada em DC, uma vez que tem, a si associadas, perdas inferiores às verificadas no transporte AC pois, este último permite o fluxo quer de potência ativa, quer também de potência reativa. O transporte em DC im- põe um custo inferior no que às cablagens diz respeito, porque o transporte é realizado num valor de tensão superior, quanto comparado com o equivalente AC, , o que implica calores de correntes inferiores, que permitem a utilização de cabos com menor secção. Nos sistemas DC não existe a necessidade de sincronização entre as fontes de potência, apenas precisa de uma linha de transmis- são, ao contrário dos sistemas AC, que podem impor três linhas de transmissão (uma por fase), e não está presente o efeito pelicular, que aumenta a resistência aparente dos condutores, sendo este aumento provocado pela diminuição da área efetiva de condução e pela tendência que a corrente eletromagnética tem para fluir na direção da superfície do condutor. Este efeito é proporcional à intensidade de corrente e aumenta com o aumento da frequência, o que justifica a diminuição das perdas, quando o transporte de potência é realizado em corrente contínua [125].
Feita a análise dos prós e contras entre a transmissão de potência em DC e em AC, e concluindo que a mesma deve ser realizada em DC, é necessário determinar qual o valor de tensão utilizado. Atualmente, é usual a transmissão de potência com recurso a um barramento DC de alta tensão, por motivos que serão abordados seguidamente. A alta tensão, em DC, corresponde a valores entre 60 e 1500V e, em AC, entre 30 a 1000V. A utilização de valores nestas ordens de grandeza põe em causa a segurança, estando esses componentes devidamente sinalizados[117].
Com base nos standards europeus, e considerando o carregamento rápido das baterias (com uma capacidade de carregamento máxima de 22kW), este recorre a AC para transmissão de potên- cia, e opera a uma tensão de 400V, num sistema trifásico [114]. A tensão do barramento (VDC) é
calculada com base na tensão composta AC (tensão linha-linha, ou VLL), no índice de modulação
(m), e na razão entre o valor de pico da tensão composta AC e o correspondente valor DC. Tal cálculo é realizado através da seguinte Equação [126]:
VDC=
2√2VLL
√ 3m
Assumindo o índice de modulação como unitário, e a tensão linha-linha como 400V, obtém-se um valor para o barramento de, aproximadamente 650V. Para os sistemas que envolvem potências mais elevadas, como é o caso do sistema a desenvolver, a tensão do barramento costuma estar entre os 450 e os 800V [117]. Normalmente, o valor escolhido para a tensão do barramento não corresponde exatamente ao valor obtido pela Equação anterior, uma vez que os conversores associados a esta transformação não operam, constantemente, com índice de modulação unitário, sendo que este depende da razão entre as amplitudes das ondas moduladora (de amplitude M), e a portadora (de amplitude A)[126] [127].
m=M
A
Por se tratar da principal fonte de potência de todo o sistema a desenvolver, existe a necessidade de controlar e estabilizar o valor da sua tensão, para que possa servir de referência para os sub- sistemas que a si recorrem. Uma vez que o barramento de corrente contínua deste sistema pode ser alimentado a partir de quatro fontes distintas de potência (baterias, supercondensadores, rede elétrica, e o motor/gerador), e esse fluxo de potência pode ocorrer em ambas as direções, existe a necessidade de controlar a tensão desse barramento, mantendo-a constante, mesmo perante pertur- bações, ou alterações de modo/ponto de funcionamento. Esta questão de conjugar as quatro fontes de potência põe em evidência os modos de funcionamento referidos na secção2.2.1para uma ar- quitetura híbrida do tipo série com recurso a células de combustível, e o modo de recuperação de energia nos momentos de travagem.
Nos primeiros dois modos de funcionamento (hidrogénio e híbrido), o fluxo de potência dá-se, unicamente, das fontes de potência para o barramento DC. No terceiro modo (carregamento da PPS), o fluxo de potência dá-se da fonte de potência primárias para o motor/gerador e para a fonte secundária, permitindo o carregamento das baterias. No quarto modo (travagem regenerativa), o fluxo de potência ocorre do motor/gerador para a fonte de potência secundária, carregando-a.
Em termos de corrente, aos barramentos em corrente contínua costumam estar associados valores na ordem dos 280 a 550A, em função da tensão, e potência estipuladas em projeto. Os valores de corrente apresentados anteriormente estão associados a veículos ligeiros de elevado desempenho, no caso de veículos comerciais, ou autocarros, a corrente pode atingir valores de 400A, em DC [117].
caso dos veículos comerciais, ou autocarros estão envolvidas potência até 320kW, pois: PDC= UDC∗ IDC
O desempenho elétrico pode ser elevado através da utilização de valores de corrente e tensão superiores. O uso de correntes mais elevadas tem de ser determinado durante o projeto do sistema, uma vez que implica a utilização de cabos, conectores e módulos de potência com maiores secções. Como a corrente está limitada, por questões físicas, ao valor de 250A, o aumento de desempenho pode ser obtido com um incremento do valor de tensão estipulado [117].