Estudo de diferencial eletrônico para veículo de fórmula SAE da UFF

A busca cada vez maior por alternativas sustentáveis vem causando uma mudança no cenário energético global. O panorama do setor automotivo, por exemplo, tem passado por uma evidente evolução no que diz respeito ao tipo de energia consumida pelos veículos. Com o crescimento exponencial tecnológico, novas soluções têm se tornado acessíveis e empresas, governos e faculdades passaram a investir cada vez mais no desenvolvimento de carros movidos à energia elétrica. Levando em consideração esse atual cenário, o presente trabalho tem como objeto de estudo o veículo elétrico do Fórmula SAE da Universidade Federal Fluminense e tem como principal objetivo propor uma solução para o controle de um sistema motriz movido por dois motores PMSM (permanent magnet syncronous motor), utilizando diferencial eletrônico e controle por campo orientado ("field oriented control"). Para isso, foi feito um estudo acerca do funcionamento do motor, do método de controle por campo orientado, do modelo de diferencial eletrônico e das principais equações que influenciam o sistema. Com a implementação desse sistema motriz, espera-se ter uma melhoria no desempenho do protótipo ao reduzir as perdas mecânicas e, consequentemente, aumentar a eficiência do veículo. Após o desenvolvimento teórico, a solução de controle proposta foi implementada no Simulink® com o objetivo de verificar a resposta do sistema à diferentes situações em que um veículo elétrico poderia experimentar durante a competição de Fórmula SAE. Como resultado, obteve-se uma resposta satisfatória do modelo proposto, onde a velocidade instantânea da roda do veículo apresentou um erro percentual de aproximadamente 3% quando comparado com a velocidade de referência gerada pelo diferencial eletrônico. Por fim, foram sugeridas melhorias no modelo, como por exemplo a consideração da dinâmica veicular no sistema de controle, a fim de tornar a análise mais assertiva e verificar os resultados em um modelo mais condizente com a realidadeThe increasing search for sustainable alternatives has been causing a big change in the global energy scenario. The panorama of the automotive sector, for example, has experienced a clear evolution with respect to the type of energy consumed by vehicles. With the exponential growth of technology, new solutions have become accessible and companies, governments and universities have started to invest more and more in the development of cars powered by electricity. Taking into account this current scenario, the present work has as object of study the Universidade Federal Fluminense’s Formula SAE electrical vehicle and its main goal is to propose a solution for the control of a drive system driven by two PMSM’s (permanent magnet synchronous motor), using electronic differential and field oriented control. To do that, a study about the motor’s operation, the field oriented control method, the electronic differential model and the main equations that influences the system was made. With the implementation of this driving system, it is expected to improve the performance of the prototype by reducing mechanical losses and therefore increasing the overall efficiency of the vehicle. After all the theory explanation, the proposed control solution was implemented in Simulink® and tested through real scenarios simulations. Finally, the validation of the model and the results were obtained and discusse