De forma a poder validar o funcionamento do sistema de carregamento rápido é necessário realizar testes experimentais de forma global, isto é, com a operação conjunta dos conversores CA-CC e CC-CC. Assim sendo, neste item são apresentados os resultados experimentais a esses mesmos testes.
Quando os conversores CA-CC e CC-CC estão a operar conjuntamente, o principal objetivo passa pela necessidade de controlar as correntes de linha da rede elétrica (do lado CA) e a corrente de carregamento das baterias (do lado CC). Na Figura 6.11 estão representadas as correntes de linha da rede elétrica e a corrente de carregamento das baterias.
Figura 6.11 – Resultado experimental do teste ao sistema completo com uma carga resistiva de 13 Ω: Correntes de linha ia, ib e ic (2,5 A/div) e corrente nas baterias ibat (2 A/div).
ibat
ia ic
ib
Este resultado experimental foi obtido com uma tensão da rede elétrica de 50 V simples, uma tensão no barramento CC de 170 V e uma carga resistiva com um valor de 13 Ω, o que permitiu obter uma corrente de carregamento de 6 A.
Como se pode verificar através da análise à figura anterior, devido à técnica de controlo de corrente utilizada para o conversor CA-CC, as correntes de linha são praticamente sinusoidais e estão devidamente balanceadas. Também devido à técnica de controlo de corrente utilizada para o conversor CC-CC a corrente de saída é praticamente constante.
Conclusão
Durante este capítulo foram apresentados todos os resultados experimentais obtidos através dos testes realizados ao sistema de carregamento rápido.
Através dos testes efetuados aos sensores foi possível validar o seu correto funcionamento para a obtenção dos vários valores de tensões e correntes inerentes ao controlo de todo o sistema. Foi também possível confirmar o correto funcionamento da PLL trifásica implementada.
Dos testes efetuados ao conversor CA-CC concluiu-se que a técnica de controlo utilizada está em conformidade com o que se pretende obter por parte do conversor, isto é, que cumpra com os seus principais objetivos, nomeadamente, o controlo da tensão do barramento CC e controlo das correntes de linha da rede elétrica.
Uma vez validado o funcionamento do conversor CA-CC foi possível atestar também a correta operação do conversor CC-CC, uma vez que o controlo deste depende da correta regulação da tensão do barramento CC efetuada aquando o controlo do conversor CA-CC. Como a função do conversor CC-CC é garantir uma corrente de saída constante para o carregamento das baterias, foi também possível através do teste efetuado validar o seu funcionamento.
Por fim, é importante realçar que, apesar dos testes realizados ao sistema de carregamento rápido terem sido feitos através de valores de potência aquém dos necessários para o carregamento rápido das baterias, estes foram suficientes para a sua validação.
Conclusões
Conclusões
Esta dissertação de mestrado teve como principal objetivo a implementação de um sistema de carregamento rápido, com consumo de corrente sinusoidal, controlo do fator de potência e controlo da corrente de saída para o carregamento das baterias.
Durante o Capítulo 2, foi feita uma introdução aos veículos elétricos (VEs), verificando-se que dentro do que se pode chamar de “veículo elétrico”, estes podem ser puramente elétricos ou híbridos. Posteriormente, foi efetuado um levantamento de alguns dos tipos de baterias mais utilizados para armazenar a energia nos VEs, onde se concluiu que as baterias à base de lítio são as mais vantajosas em utilização atualmente. De forma a perceber qual a diferença dos sistemas de carregamento rápido para os sistemas de carregamento lento, foi feito um breve estudo aos padrões nacionais e internacionais sobre os níveis e modos de carregamento dos VEs, através dos quais é possível entender essa diferenciação. Para saber em que estado se encontra o mercado atual no que diz respeito aos sistemas de carregamento rápido, foi feito um levantamento das várias soluções oferecidas por empresas nacionais e internacionais, o que permitiu concluir que existe um mercado cada vez mais extenso.
No Capítulo 3 foram abordados alguns dos tipos de conversores CA-CC trifásicos que são frequentemente utilizados no desenvolvimento de sistemas de carregamento para baterias de VEs, com a condição de terem um consumo de corrente sinusoidal e o controlo de fator de potência. Através do estudo efetuado verificou-se que dentro dos conversores CA-CC trifásicos o que mais se adequava para aplicação no sistema de carregamento rápido era o boost, uma vez se encontrar dentro das especificações do sistema a implementar.
Antes do avanço para a fase de implementação do sistema de carregamento rápido foi necessário fazer a simulação computacional, apresentada no Capítulo 4, dos conversores de potência utilizados para efetuar a retificação das tensões fornecidas pela rede elétrica e posterior carregamento das baterias. Através da análise aos resultados obtidos em função dos algoritmos de controlo aplicados, chegou-se à conclusão que os mesmos foram bastante satisfatórios.
Após a simulação de todo o sistema, procedeu-se à sua implementação, sendo esta abordada no Capítulo 5. Aqui foram discutidos todos os componentes que compõem o módulo de potência e sistema de controlo do sistema de carregamento rápido. Todos os componentes utilizados cumpriram o objetivo de poderem ser posteriormente integrados no protótipo em que este sistema se inclui, isto é, no sistema total de carregamento.
Uma vez feita a implementação, procedeu-se à realização de testes experimentais em bancada às diversas partes inerentes ao sistema de carregamento rápido e que foram apresentados durante o Capítulo 6. Através dos resultados experimentais obtidos conseguiu-se validar a topologia e o sistema de controlo implementado, cumprindo os objetivos de o sistema ter um consumo de corrente sinusoidal, com uma fator de potência praticamente unitário e uma corrente de saída constante para o carregamento das baterias. Apesar das conclusões retiradas serem satisfatórias e validarem o funcionamento dos conversores implementados nesta dissertação, não foi possível efetuar todos os testes necessários, uma vez que o espaço temporal para a realização desta dissertação não o permitiu.