Sistema de transferência de energia wireless visa ao carregamento de baterias
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Os estudantes de Engenharia Elétrica Rafael de Souza Silva, Nicholas Delben de Andrade e Fernanda Morais Balta apresentaram o projeto “Sistema de transferência de energia wireless para carregamento de baterias”, desenvolvido sob orientação do professor Ruben Barros Godoy. O intuito é utilizar o sistema para o carregamento das baterias de um veículo elétrico. Segundo a estudante Fernanda Balta, até 2040 mais da metade da frota mundial de veículos serão elétricos, o que explica a necessidade de pesquisa no assunto. “Até 2030, serão construídos mais de 80 mil eletropostos em território nacional, isso demanda por tecnologias rápidas, eficientes, sustentáveis e inteligentes para o carregamento de baterias dos veículos elétricos”, ressalta. Se valendo do princípio de ressonância em sistemas indutivos fracamente acoplados, o projeto partiu-se das topologias clássicas, sendo analisadas as vantagens e desvantagens dos arranjos ressonantes série-série, série-paralelo, paralelo-série e paralelo-paralelo. Após as devidas análises, optou-se por uma topologia híbrida que agregasse as principais vantagens das topologias básicas, tais como, bom rendimento, simetria entre primário e secundário e estabilidade frente às variações de frequência. A topologia escolhida, denominada na literatura como Double LCC, conta com dois conjuntos ressonantes tanto no primário quanto no secundário, sendo que cada conjunto é composto por uma indutância de filtro e duas capacitâncias. O sistema foi projetado considerando a possibilidade de fluxo bidirecional de energia, transmitindo potência de até 5000 W para carregamento de bancos de baterias com tensões de 36 V a 60 V e com corrente de carregamento de 83 A. Para o fluxo da energia, desde a fonte primária até a carga, além do circuito ressonante, foram necessários estágios de conversão CC-CC, através de um conversor elevador e outro abaixador, CC-CA, através de um inversor ponte-H monofásico de alta frequência e CA-CC, por meio de um retificador não controlado convencional. As simulações foram realizadas para uma frequência de ressonância de 31,5 kHz e o rendimento esteve superior a 80%. Os resultados confirmaram a operação do sistema completo e validaram o dimensionamento tanto do circuito ressonante quanto dos conversores e demais elementos do circuito. Para um próximo passo, os resultados serão validados através de uma planta experimental. Veja aqui a apresentação completa do trabalho. Texto e imagem: Lucas Caxito – Estagiário da Agecom