Projeto informacional e conceitual para a eletrificação de um protótipo de um veículo de passeio

Abstract

Hoje em dia é visível o interesse das grandes montadoras em entrar no mercado de veículos elétricos. Esta, porém, é uma tecnologia muito nova, considerados os grandes avanços recentes na área de baterias. Este projeto tem como foco unir os interesses da subsidiária nacional da montadora francesa Renault e a equipe Fórmula CEM. A montadora pretende nacionalizar um projeto de bateria para seus veículos que possa aumentar a sua competitividade no país. Já a equipe de competição busca um parceiro para o novo sistema de propulsão de modo a se aproximar das equipes de ponta no quesito performance. O objetivo é desenvolver um conceito de acumulador de baterias que possa ser utilizado para o dimensionamento das baterias dos protótipos da equipe e da montadora, usando o modelo PRODIP de gerenciamento de projeto. Na etapa informacional são definidas as necessidades e os requisitos necessários para o projeto. Na etapa conceitual são abordados os processos de decisão para as soluções seguindo uma lógica de dimensionamento. A ordem de definições se iniciou pela seleção da célula de bateria a ser utilizada no veículo. Então foram estudados os possíveis métodos de ligação elétrica e proteção de sobrecorrente. A partir da disposição do pack foi analisado o tipo construtivo do arrefecimento e a seleção de material do contêiner. O conceito selecionado consiste no uso de uma célula cilíndrica unida por solda a ponto a tiras de níqueis para proteção de sobrecorrente de balanceamento. Estas células serão arrefecidas por convecção forçada e será utilizado o aço SAE 4340 na configuração plana com nervuras para os suportes mecânicos do contêiner de paredes soldadas em aço SAE 1020.

Nowadays the interest of the big automakers to enter the electric vehicle market is visible. This, however, is an all too new technology considering the recent great advances in the field of batteries. This project aims to unite the interests of the national subsidiary of the french automaker Renault and the Formula CEM team. The automaker intends to nationalize a battery project for its vehicles that can increase its competitiveness in Latin American market. The competition team, on the other hand, is looking for a partner for the new propulsion system in order to approach the top teams in terms of performance. The objective of this study is to develop a battery accumulator concept that can be used to design the battery accumulators for the team’s and the automaker’s prototypes, using the PRODIP model of project management. In the informational project, the voices of costumers and technical requirements are defined. In the conceptual project, decision making tools are used to select the concept most adequate for the requirements. The order of definitions started with the selection of the battery cell to be used in the vehicle. Then, possible methods of electrical connection and overcurrent protection were studied. From the disposition of the pack, the cooling of the cells and the material used for the container were considered. The selected concept consists of the use of a cylindrical cell joined by spot welding to nickel strips for protection against balancing overcurrents. The packs are cooled by forced convection, SAE 4340 steel is used for the supports in the plain horizontal position with gussets and SAE 1020 steel is used for the container walls.