Aplicação de supercapacitores em bicicleta elétrica de curta jornada

Autor(es)

Thayane Almeida Alves

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
• Data de defesa: 2019-04-25

Membros da banca

Hudson Giovani Zanin; Madson Cortes de Almeida; Tárcio André dos Santos Barros

• Orientador: Hudson Giovani Zanin

Resumo

Os veículos elétricos ganham crescente destaque no cenário contemporâneo, pois apontam um caminho de possibilidades para melhoria da mobilidade urbana. A substituição percentual na frota de veículos a combustão por elétricos reduziria a queima de combustíveis fósseis, diminuindo a emissão de gases poluentes ao meio ambiente. Dentre os diversos veículos elétricos, as bicicletas elétricas se destacam pois combinam a atividade física de pedalar com a eficiência no deslocamento, promovendo melhoria na saúde e no bem-estar do usuário. As bicicletas elétricas, também conhecidas como e-bike, são uma alternativa viável ao uso de veículos convencionais como, por exemplo, carros e motocicletas, especialmente em cenários de curtas jornadas. Pode se entender como curta jornada o deslocamento dentro de regiões centrais de cidades, condomínios, universidades e etc. A faixa de autonomia das e-bikes convencionais (alimentadas por baterias) é da ordem de 20 km contudo, o seu banco de baterias levam até 6h para recarregar. Dentro deste contexto, propomos o desenvolvimento uma prova de conceito de e-bike alimentada por supercapacitores. O uso de supercapacitores confere as e-bikes alta densidade de potência, reduzindo tempo de recarga e permitindo deslocamentos curtos de ?1,5 km. Esses avanços foram possíveis devido ao desenvolvimento de um conversor CC-CC elevador de tensão que realiza a transferência de energia entre o banco de supercapacitores e o motor. Tal conversor também atuou para o melhor uso da energia armazenada nos supercapacitores, regulando a tensão de entrada do motor. Em paralelo ao desenvolvimento do sistema eletroeletrônico da bicicleta buscou-se o estudo de técnicas para o desenvolvimento de supercapacitores em laboratório. Os dispositivos produzidos pelo grupo foram encapsulados em células tipo moeda permitindo a caracterização eletroquímica e validação do seu funcionamento. Essas caracterizações são importantes para posterior produção de dispositivos de maior capacidade de armazenamento de energia. Em uma visão geral, este trabalho contribuiu abrindo uma variedade de frentes de atuação para o grupo permitindo a produção de um protótipo de veículo elétrico com atribuições de produto. Espera-se que esta pesquisa seja continuada e que contribua para a produção de e-bikes ou tecnologias correlatas no mercado brasileiro. Palavras chave: supercapacitores, conversor CC-CC, e-bike (AU)

• Processo FAPESP: 17/02634-8 - Desenvolvimento de protótipo de bicicleta elétrica
• Beneficiário: Thayane Almeida Alves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado