Ponta Grossa, Paraná - Brazil

Chamadas FUNDEP - Linha V - Eixo III - Propulsão Alternativa à Combustão. Objetivo, Oportunidades e Busca de Parceiros

Prof. Telles Brunelli Lazzarin – UFSC – Coordenador Geral

Prof. Gierri Waltrich – UFSC – Coordenador Associado

Prof. Carlos Henrique Illa Font – UTFPR – Coordenador Associado Florianópolis, SC, Brasil.

Julho de 2021.

Sumário

1. Apresentação

2. Introdução

3. Objetivos da Chamada FUNDEP 02/2021

4. Linhas Temáticas da Chamada FUNDEP 02/2021

5. Características da Chamada FUNDEP 02/2021

6. Universidades

7. Expertise das Instituições Envolvidas

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1. Apresentação

- Prof. Telles B. Lazzarin - UFSC - Estrutura: INEP (1000m2) - Área de atuação:

• Eletrônica de potência • Acionamentos de máquinas • Inversores / retificadores • Carregadores de baterias

- telles@inep.ufsc.br - www.inep.ufsc.br

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- Prof. Carlos H. Illa Font - UTFPR - Campus Ponta Grossa - Estrutura: Lab. Eólica (50m2) e

Centro de Mobilidade (150m2) - Área de atuação:

• Eletrônica de potência • Retificadores com Elevado FP • Sistemas de armazenamento

com baterias • Inversores • Carregadores de baterias

- illafont@utfpr.edu.br - www.utfpr.edu.br

- Prof. Gierri Waltrich - UFSC - Estrutura: Labmetro (1000m2) - Área de atuação:

• Eletrônica de potência • Instrumentação • Metrologia • Acionamentos de máquinas • Inversores / retificadores • Carregadores de baterias

- gierri@labmetro.ufsc.br - http://www.labmetro.ufsc.br/

2. Introdução

- O programa Nacional Rota 2030 foi instituído em 2018 pela Lei no. 13.755, de 10 de dezembro de 2018;

- Tem o objetivo de apoiar e promover o desenvolvimento tecnológico, a competitividade, a inovação, a segurança veicular, a proteção ao meio ambiente, a eficiência energética e a qualidade de automóveis, motocicletas, comerciais leves, ônibus, caminhões, reboques e semirreboques, tratores, máquinas agrícolas e rodoviárias autopropulsadas e autopeças;

- A FUNDEP (Fundação de Desenvolvimento da Pesquisa) foi credenciada em 12 de março de 2019 como instituição coordenadora para o programa prioritário: biocombustíveis, segurança veicular e propulsão alternativa à combustão;

- O programa visa estimular a realização de projetos colaborativos de inovação executados por ICTs em parceria com empresas e organizações do setor produtivo, possibilitando o desenvolvimento de inovação industrial por meio de pesquisas científicas, inovações tecnológicas, capacitações técnicas e a formação de recursos humanos, contribuindo para desenvolver e consolidar o pensamento brasileiro nessa área;

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3. Objetivos da Chamada FUNDEP 02/2021

- Objetivo Geral:

- O objetivo é contribuir para a indústria automotiva com a criação de novas tecnologias, principalmente de sistemas e componentes (peças) voltados para veículos elétricos e híbridos, ou seja, de propulsão alternativa à combustão. As propostas devem alavancar o estágio de desenvolvimento de tecnologias existentes, realizar testes e validações dos protótipos/pilotos e promover avanços tecnológicos. É necessário que tratem do desenvolvimento de sistemas, componentes e metodologias de projetos que considerem a caracterização de desempenho do veículo, contribuindo para o aumento da eficiência energética.

- Objetivos Específicos:

- a) Definição das características e potência necessária considerando a dinâmica veicular e a demanda;

- b) Estratégias de troca de marcha e definição das transmissões para veículos elétricos e híbridos;

- c) Projeto e construção de motores / geradores elétricos para veículos elétricos e híbridos;

- d) Sistemas de controle elétricos de potência e acionamento de motores e geradores elétricos;

- e) Desenvolvimento de fluxo de energia e do sistema de controle considerando a dirigibilidade e a eficiência;

- f) Desenvolvimento e modelagem dos sistemas de armazenamento de energia;

- g) Desenvolvimento de reformador e sistema de células a combustível para utilização em sistema de propulsão;

- h) Desenvolvimento de sistemas para eletrificação de veículos pesados (ônibus e caminhões);

- i) Desenvolvimento de sistemas para eletrificação de veículos agrícolas.

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4. Linhas Temáticas da Chamada FUNDEP 02/2021

- Linhas Temáticas:

- a) Desenvolvimento de tecnologias para gerenciamento energético em veículos híbridos e elétricos;

- b) Desenvolvimento de tecnologias do sistema de trem de potência para veículos híbridos e elétricos;

- c) Desenvolvimento de tecnologias em máquinas elétricas (motores e geradores) para aplicação em veículos híbridos e elétricos;

- São elegíveis propostas que desenvolvam novas máquinas elétricas (motores e geradores) e/ou unidades de controle e potência de dispositivos elétricos para a utilização em veículos híbridos e elétricos. Deve-se considerar os fatores de segurança (por exemplo, definição de níveis de tensão), robustez, operação em velocidade variável e alto rendimento. As propostas devem apresentar soluções de desenvolvimento de acionamentos elétricos por meio de sistemas compostos por conversores eletrônicos de potência, unidades de controle e otimização do desempenho das máquinas. Espera-se ainda que as propostas contemplem o controle de velocidade e de torque, bem como técnicas para redução de oscilações. Outro importante fator considerado na linha é a frenagem e a regeneração de energia.

- d) Desenvolvimento e modelagem de sistemas de armazenamento de energia;

- e) Desenvolvimento de sistemas para eletrificação de veículos agrícolas e pesados.

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5. Características da Chamada FUNDEP 02/2021

- Data limite para submissão das propostas: 02/08/2021;

- Tempo de execução: 36 meses;

- O projeto deverá destinar pelo menos 15% do total (Faixa A) ou 20% do total (Faixa B) do recurso solicitado para pagamento de bolsistas de Iniciação Científica, Mestrado e Doutorado como estratégia para a formação e capacitação de recursos humanos;

- Incluir estratégias para a formação e capacitação de recursos humanos e a disseminação dos resultados das pesquisas desenvolvidas por meio de publicações, eventos científicos e outros;

- Faixa A: proposta com financiamento de até R$1.000.000,00 (um milhão de reais) pelo Programa;

- Faixa B: proposta com financiamento de até R$2.500.000,00 (dois milhões e quinhentos mil reais) pelo Programa;

- As ICTs devem apresentar contrapartida financeira e/ou econômica de no mínimo 10%;

- As empresas devem apresentar contrapartida financeira e/ou econômica de no mínimo 30%;

- Bolsas financiadas diretamente por ICTs e empresas participantes podem compor a contrapartida econômica das respectivas instituições.

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6. Instituições de Ciência e Tecnologia (ICTs)

- Universidades

- ICT Proponente: - ICT Associada:

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7. Expertise das Instituições Envolvidas

Dimensionamento, controle e segurança de banco de baterias

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Projeto: bateria 48V 1,25 kWh para Kart elétrico

https://www.youtube.com/watch?v=I_nktyK0rxw

7. Expertise das Instituições Envolvidas

Dimensionamento, projeto e montagem de kits para VE

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Projeto Kart elétrico: bateria 48V/1,25 kWh, potência de 5kW com pico de 15 kW

7. Expertise das Instituições Envolvidas

Inversores para o acionamento de motores VE

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Características: Baixa tensão de entrada (24 - 80 V) Paralelismo de chaves/modulos Alta eficiência Resposta dinâmica (Controle vetorial)

Exemplo de produto comercial:

Inversor Curtis - Motores de

indução CA

Áreas para novos projetos: Projeto do inversor, integração inversor motor, controle e resposta dinâmica do inversor, regeneração de energia durante as frenagens

Protótipo desenvolvido no INEP

7. Expertise das Instituições Envolvidas

Estações de recargas de VE

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Áreas para novos projetos: Carregadores rápidos, carregadores residências e estações de recargas.

Protótipo desenvolvido no INEP 25 kW / modular - bidirecional - alto range de tensão

7. Expertise das Instituições Envolvidas

Eletrificação/hibridização na área agrícola (Nova linha)

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John Deere SESAM

Potência: 174 hp

2 motores elétricos

Autonomia de 4 horas

Carga das baterias: 3 horas

https://www.mondomacchina.it/en/sesam-the-john-deere-100-electric-c1646

Exemplo: Eletrificação de tratores

Áreas nova com desafios no desenvolvimento do Power-Train, controle, baterias e estações de recargas.

7. Expertise das Instituições Envolvidas

Bancada de teste para VE (Dinamômetro de 20 kW em execução no INEP/UFSC)

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7. Expertise das Instituições Envolvidas

Bancada de teste para VE (Dinamômetro de 20 kW em execução no INEP/UFSC)

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7. Expertise das Instituições Envolvidas

Avaliações dinâmicas do VE (determinação de range e esforço nos VEs através dos driving cycles utilizados internacionalmente)

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Obs. Imagens obtidas do Curso de dimensionamento e modelagem de VEs do Prof. Gierri

Obrigado