Os veículos com sistemas de propulsão elétrica têm cada vez mais um papel importante, uma vez que existe a necessidade de reduzir as emissões de gases com efeito de estufa, bem como a dependência do petróleo. Neste sentido o GEPE está a desenvolver sistemas de eletrónica de potência para veículos elétricos, desde toda a eletrónica que aciona o motor elétrico até aos sistemas de carregamento de baterias inteligentes, com o intuito final de desenvolver kits de conversão de veículos com motor de combustão interna em veículos elétricos.

O Carro Elétrico Plug-In da Universidade do Minho (CEPIUM - cepium.org) que está a ser desenvolvido no GEPE utiliza a plataforma de um Volkswagen Polo. Este projeto teve início no âmbito de uma tese de mestrado intitulada “Desenvolvimento de um Veículo Elétrico”, onde o motor de combustão interna foi substituído por uma motorização elétrica. Todo o sistema de ligação do motor elétrico à caixa de velocidades, bem como, todos os circuitos eletrónicos necessários à conversão, desde o inversor trifásico, o sistema de aquisição de sinais, os sistemas de proteção e sistemas de controlo, foram integralmente desenvolvidos na Universidade do Minho.

A instalação do motor elétrico no carro está a ser feita em duas etapas. Numa primeira etapa o motor elétrico está ligado à caixa de velocidades através da embraiagem. Na segunda etapa o motor elétrico vai ser ligado diretamente à caixa de velocidades, funcionando esta como caixa redutora. Para o armazenamento de energia o CEPIUM utiliza baterias de gel/chumbo. De forma a garantir que o peso por eixo não ultrapasse o permitido pelo fabricante do veículo as baterias estão distribuídas em duas zonas do carro. Uma parte das baterias está colocada no local anteriormente ocupado pelo motor de combustão interna, e outra parte no espaço ocupado outrora pelo depósito de gasolina. O pack de baterias do CEPIUM tem uma capacidade de 9,5kWh, sendo esperado que tenha uma autonomia para a viagem de ida e volta entre os campus de Braga e Guimarães da Universidade do Minho.

De forma a testar todos os sistemas desenvolvidos para o CEPIUM, paralelamente foi desenvolvido um sistema de controlo, aquisição de binário e velocidade de rotação para efetuar ensaios de máquinas elétricas rotativas. Este sistema está integrado numa bancada que utiliza um freio eletromagnético como carga mecânica.

O CEPIUM está a ser usado como plataforma de teste dos sistemas de controlo do powertrain e de carregamento inteligente que estão a ser desenvolvidos no âmbito do projeto MOBI-MPP, do Programa MIT Portugal.

No âmbito do projeto "MOBI-MPP Assessment and Development of Integrated Systems for Electric Vehicles", o GEPE foi responsável pela tarefa Smart Grids. Assim, foi desenvolvido e testado um sistema de carregamento de baterias para veículos elétricos plug-in que tem como objetivo responder às necessidades atuais e futuras destes veículos, sem descurar a interface como a rede elétrica, principalemnte tendo em conta os problemas de Qualidade da Energia Elétrica.

Numa primeira fase do desenvolvimento desta tarefa, a operação do sistema de carregamento de baterias foi comprovada através de simulações computacionais com o objetivo de analisar o seu comportamento em diferentes cenários de operação. Posteriormente, foram obtidos diversos resultados experimentais para comprovar que o sistema funcionava como pretendido.

Os resultados obtidos mostram que o sistema de carregamento de baterias permite operar com correntes sinusoidais no lado da rede elétrica e com fator de potência controlado, contribuindo para preservar a Qualidade da Energia Elétrica. A figura apresenta a arquitetura do sistema de carregamento de baterias.

Além da operação como sistema de carregamento de baterias, o mesmo permite devolver à rede elétrica parte da energia armazenada nas baterias, contribuindo, desta forma, para a profileração das Smart Grids.

Nesta tarefa também foram obtidos resultados relacionados com mobile geographic e range prediction para veículos elétricos assim como data mining approaches for range prediction e route recommender systems para veículos elétricos. A figura apresenta a arquitetura de uma Smart Grid onde se enquadra o sistema de carregamento de baterias.