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    UNIVERSIDADE PAULISTA UNIP CAMPUS ANCHIETA

    CARRINHO ELTRICO

    ATIVIDADE PRTICA SUPERVISIONADA - APS

    ENGENHARIA CIVIL 3 SEMESTRE

    Daiane Rodrigues de Oliveira T353DJ-1

    Eduardo Alves Pereira B86651-9 Evelyn Souza Rodrigues Lopes T12242-2

    Jfferson Bastos Nunes B6189D-8 Jos Carlos Ortega T10302-9

    Letcia Francischeti da Silva B80116-6 Lilian Anto Raymundo T205BF-5

    Maicon Diogo Alves Monteiro T352GF-4 Willian Santos de Lima B8010G-6

    Turma EC3S39

    So Paulo SP 2014

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    UNIVERSIDADE PAULISTA UNIP CAMPUS ANCHIETA

    CARRINHO ELTRICO

    ATIVIDADE PRTICA SUPERVISIONADA - APS

    ENGENHARIA CIVIL 3 SEMESTRE

    Daiane Rodrigues de Oliveira

    Eduardo Alves Pereira Evelyn Souza Rodrigues Lopes

    Jfferson Bastos Nunes Jos Carlos Ortega

    Letcia Francischeti da Silva Lilian Anto Raymundo

    Maicon Diogo Alves Monteiro Willian Santos de Lima

    Trabalho de Atividade Prtica

    Supervisionada, referente ao estudo e

    execuo de um carrinho eltrico, com a

    finalidade de trabalhar a

    interdisciplinaridade e inserir o contexto

    prtico das diciplinas apresentadas no

    terceiro mdulo do curso de engenharia

    civil.

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    RESUMO

    Os primeiros modelos de carrinhos de controle remoto surgiram nos Estados

    Unidos na metade da dcada de 60 e no Brasil conheceram uma exploso comercial

    nos anos 80, com vrios modelos lanados pelos maiores fabricantes do pas. At

    os dias de hoje o brinquedo fabricado e preferido por adultos tambm. Seu

    funcionamento relativamente fcil, sendo ele movido a propulso eltrica, sendo

    composto por um pequeno circutio eltrico com controle remoto comandado

    manualmente por botes.

    Este trabalho tem a metodologia de construir e projetar um prottipo desse

    tipo de carrinho o qual movido por uma fonte de energia eltrica, com controle

    remoto com fio para direcion-lo, fazendo-o percorrer uma pista de dimenses e

    percurso pr-estabelecidos, o qual seu sistema adaptado pode ser utilizado em

    demais equipamentos que utilizem o mesmo tipo de atividade automatizada.

    E sua finalidade mostrar a importncia de se trabalhar a interdisciplinaridade

    e inserir o contexto prtico das diciplinas apresentadas no terceiro mdulo do curso

    de engenharia civil.

    Palavras-chave: Carrinho eltrico; Circuito Eltrico; Controle Remoto.

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    SUMRIO

    1. INTRODUO Pg. 05

    1.1 Objetivos Pg. 05

    1.2 Normas de Construo

    Pg. 05

    2. REVISO BIBLIOGRFICA Pg. 06

    2.1 Histria do carrinho eltrico Pg. 06

    2.1.1 Seu contexto no Brasil Pg. 07

    2.2 Carros eltricos

    2.2.1 Vantagens do carro eltrico

    2.2.2 Desvantagens do carro eltrico

    Pg. 08

    Pg. 09

    Pg.09

    3. ESTUDO DE CASO

    3.1 Escolha dos materiais a serem utilizados Pg. 10

    3.2 Materiais Utilizados e etapas da construo Pg. 12

    3.3 Tabela de custos Pg. 17

    4. DISCUSO E RESULTADO

    Pg. 18

    5. CONCLUSO

    Pg. 19

    REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Pg. 20

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    1. INTRODUO

    1.1. Objetivos

    Projetar e construir um prottipo de um carro movido a energia eltrica (pilhas

    ou bateria), com controle remoto (com ou sem fio) para direcion-lo, fazendo-o

    percorrer uma pista de dimenses e percurso pr-estabelecidos.

    1.2. Normas de construo

    O prottipo do carro a ser construdo dever contemplar os itens descritos a

    seguir:

    Peso total no poder ultrapassar 2,0 kg;

    Chassi construdo em acrlico, compensado ou alumnio;

    Farol;

    4 rodas do qualquer material ou tamanho;

    Design de livre escolha.

    Dimenses mximas permitidas:

    Comprimento mximo 300 mm;

    Largura mxima 200 mm;

    Altura de livre escolha.

    Dimenses da pista de prova:

    O carro dever ser capaz de percorrer uma pista de 1,0 m de largura, com

    20,0 m de comprimento em circuito misto (curvas e retas) em no mximo 5 minutos.

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    2. REVISO BIBLIOGRFICA

    2.1. Histria do carro eltrico

    Segundo o autor Luiz Artur Pecorelli Peres, os veculos eltricos surgiram

    ainda no sculo XIX e antecederam a inveno do motor de propulso a gasolina, na

    Alemanha em 1885. Antes que esta tecnologia se impusesse at os nossos dias,

    eram relativamente prsperas as manufaturas de veculos eltricos e at

    mesmo linhas de nibus eltricos ganhavam espaos nas ruas de Londres por volta

    de 1886. Estes progressos se tornaram possveis custa das pesquisas de G.

    Trouv, na Frana, em 1881, que vieram permitir a recarga das baterias. O mpeto

    desta trajetria inicial dos veculos eltricos ainda perduraria por um bom tempo,

    com avanos notveis, como a construo do Jamais Contente pelo engenheiro

    belga Camille Jenatzy, em 1899, um carro eltrico que alcanou a incrvel

    velocidade, para poca, de 100 km / h, porem suas limitaes no tempo de recarga

    fez com que ele no fosse utilizado e s foi ressurgir muitos anos depois.

    A histria moderna dos veculos eltricos pode-se dizer iniciou em 1960, em

    Phoenix, nos EUA, onde ocorreu o primeiro simpsio internacional dedicado

    exclusivamente a este assunto. Nesta poca, j eram sensveis os efeitos da

    poluio do ar causada por veculos de combusto interna, nos grandes centros

    urbanos. As crises que se sucederam na dcada de 70, ao dispararem os preos do

    barril do petrleo, somaram argumentos questo da poluio atmosfrica em favor

    da opo veicular eltrica com o objetivo de diminuir o consumo deste combustvel.

    Contudo, medidas de racionalizao e substituio do petrleo em vrios

    cantos do mundo, foram eficazes sucedendo-se o declnio dos preos do petrleo,

    antes que os carros eltricos, em qualquer parte, pudessem firmar a sua utilizao

    junto ao pblico.

    O incio da dcada de 90 foi marcado por inmeras questes de ordem

    ambiental e energtica cujos desdobramentos se tornariam irreversveis em

    decorrncia das repercusses de carter global.

    Uma das iniciativas que se tornaram famosas neste perodo, refere-se ao Ato

    da Cmara de Recursos do Ar na Califrnia determinando que a partir de 1998 uma

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    porcentagem crescente de vendas futuras daquele estado americano fosse de

    emisso nula.

    O atendimento ao enorme mercado oferecido por esta norma e outras

    similares tem como candidato natural os veculos eltricos como tecnologia capaz de

    no provocar emisses ao menos no local onde atuam.

    Este novo ressurgimento dos veculos eltricos passou a entrar em cena aps

    reunir intensos esforos de fabricantes, centros de pesquisa, universidades e

    organizaes no governamentais.

    A partir dos anos 90 inmeros carros eltricos, como o EV1 da GM (1996), o

    Toyota Prius (1997) e muitos outros foram lanados. Em 2008 a GM comeou a

    popularizar uma nova onda de carros eltricos com a fabricao do Volt. Em 2009

    Barack Obama anunciou subsdios para fabricar nos Estados Unidos pelo menos 1

    milho de carros eltricos at 2015.

    2.1.1. Contexo no Brasil

    A primeira apario de veculos eltrico no Brasil foi em 1918, na cidade do

    Rio de Janeiro foi inaugurada uma linha de nibus eltricos, jornais da poca

    referiam-se a esta novidade como confortveis nibus de trao eltrica movidos a

    bateria, com rodas de borracha macia, sem barulho, sem vibrao, fumaa e os

    inconvenientes da gasolina.

    Nos anos 90 passaram a fazer parte das primeiras pginas dos jornais

    assuntos ligados s mudanas climticas, os desequilbrios sobre o efeito estufa e

    as implicaes devastadoras sobre a sade dos seres vivos em consequncia da

    poluio do ar. Nas grandes cidades o problema agravado pelas emisses dos

    veculos a combusto interna, pois repercutiam de forma majoritria.

    Temas desta ordem foram amplamente debatidos no Rio de Janeiro, na

    Conferncia das Naes Unidas para o Meio Ambiente e Desenvolvimento, a ECO

    92 como ficou conhecida e na qual participaram 126 chefes de estado que

    assinaram diversas convenes, inclusive a Agenda XXI, uma carta compromisso

    para aes futuras.

    A iniciativa teve incio com a assinatura de um acordo internacional de

    cooperao tcnica, firmado pela Itaipu e pela Kraftwerke Oberhasli (KWO),

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    controladora de hidreltricas suas em 15 maio de 2006. Desde ento, rene

    parcerias com a montadora Fiat, alm de empresas de tecnologia, concessionrias

    de energia eltrica e instituies de pesquisa do Brasil, Paraguai e Sua.

    Utilizando a energia limpa e renovvel de usinas hidreltricas, o VE no emite

    poluente. Por isso, podem ser considerados 100% ecolgicos, com forte

    compromisso ambiental, em consonncia com a misso institucional da Itaipu, que

    gerar energia eltrica de qualidade, com responsabilidade social e ambiental,

    impulsionando o desenvolvimento econmico, turstico e tecnolgico, sustentvel, no

    Brasil e Paraguai.

    Em 11 de Junho de 2012 a cidade de So Paulo recebeu os dois primeiros

    txis eltricos do Brasil. Trata-se do modelo Leaf da Nissan. Estes esto disponveis

    para passageiros, sem tarifa diferenciada, no cruzamento da Av. Paulista com a Rua

    da Consolao. At o final de 2012 sero dez txis eltricos neste ponto 4 . Antes

    desta iniciativa veculos eltricos j poderiam ser vistos na Universidade de So

    Paulo. A USP recebeu a doao de quinze Scooters eltricas que esto distribudas

    pelos Campi da Universidade.

    2.2. Carros eltricos

    Basicamente o funcionamento dos carros eltricos depende da combinao

    de:

    Motor eltrico;

    Regulador do motor;

    Baterias.

    O regulador recebe energia das baterias e a repassa ao motor. O pedal do

    acelerador est ligado a um par de potencimetros. Eles fornecem o sinal que avisa

    ao regulador quanta energia deve ser entregue. O regulador pode passar energia

    zero (carro parado), energia total (o motorista pisa fundo no acelerador) ou

    quaisquer nveis intermedirios de energia. Sendo assim, o regulador pulsa o motor

    para o motorista, lendo a situao do pedal do acelerador atravs dos

    potencimetros e regulando a energia adequadamente. Digamos que o acelerador

    esteja pressionado at a metade, o regulador l esta posio atravs do

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    potencimetro e rapidamente liga e desliga a energia para motor, de forma que ele

    fique ligado metade do tempo e desligado na outra metade. Se o acelerador estiver

    pressionado a 25%, o regulador pulsa a energia de forma que o motor permanea

    ligado em 25% e desligado em 75% do tempo.

    A maioria dos reguladores pulsa mais de 15 mil vezes por segundo, de

    maneira a manter a pulsao fora dos limites da audio humana. A corrente

    pulsante faz com que a carcaa do motor vibre na mesma frequncia, assim, ao

    pulsar a mais de 15 mil ciclos por segundo, o regulador e o motor tornam-se

    silenciosos ao ouvido humano.

    2.2.1. Vantagens do carro eltrico

    Diminuio da poluio ambiental: Por exemplo, o monxido de carbono que

    existente na combusto de um veculo convencional que emitido pelo escape

    desses veculos, altamente nocivo para a sade humana Os veculos eltricos no

    emitem quaisquer gases em sua locomoo, sendo assim denominadas Zero-

    Emisses. As nicas emisses de gases so no ato da fabricao dos veculos e

    das respectivas baterias.

    Diminuio da poluio sonora: O rudo ou poluio sonora, que frequente

    nas metrpoles, tambm causador de diversos danos para a sade humana. Os

    veculos eltricos no emitem praticamente rudo, sendo extremamente silenciosos

    quando comparados com os veculos convencionais com motor de combusto.

    Custo Beneficio: O carro eltrico tem um gasto de energia por espao

    percorrido menor que um veculo convencional, sendo assim bem mais econmico.

    2.2.2. Desvantagens do carro eltrico

    Preo: Os carros eltricos na atualidade ainda tm um preo elevado quando

    comparados com os de combusto interna.

    Autonomia: A autonomia dos carros eltricos situa-se normalmente entre os

    100 km e os 200 km, o que em certas situaes imprprio.

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    Espao: O carro eltrico no resolve uma das questes fundamentais da

    qualidade do espao pblico em meios urbanos, pois ambos os modelos possuem

    as mesmas dimenses.

    3. ESTUDO DE CASO

    3.1. Escolha dos materiais a serem utilizados

    Escolher os materiais que o grupo utilizou no foi fcil. Primeiramente,

    ningum tinha muito conhecimento de como montar um carrinho e do que iramos

    precisar, depois, com um pouco mais de pesquisa, alguns materiais foram definidos:

    Lista das primeiras peas escolhidas:

    Dois motores;

    Duas rodas mdias e duas rodas grandes com eixo;

    Abraadeira plstica;

    Solda eltrica;

    Quatro botes de campainha;

    Suporte de tomada para quatro botes;

    Trs metros de fio;

    Quatro baterias;

    Duas super bonders;

    Dois leds;

    Uma pilha.

    Nesta primeira etapa, havia sido decidido que o chassi seria feito de

    alumnio, j que um dos membros do grupo tinha facilidade de conseguir o material.

    E a ideia inicial era fazer um chassi com formato de um carro de frmula 1, conforme

    mostra a figura abaixo, do projeto executado pelo grupo.

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    Figura 1 - Planta Baixa do chassi em formato de carro de formula 1.

    Projeto e desenho: Maicon Diogo Alves Monteiro

    Figura 2 Corte com detalhamento de dobra do alumnio.

    Projeto e desenho: Maicon Diogo Alves Monteiro

    Figura 3

    Vista Frontal e Perspectiva do chassi.

    Projeto e desenho: Maicon Diogo Alves Monteiro

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    Mas, como toda primeira fase de um projeto, nossas escolhas no deram

    certo. Na hora em que o carrinho iria comear a ser montado descobrimos que nada

    do que foi comprado tinha conexo e a configurao geral do chassi nos mostrou

    certa insegurana sobre estabilidade.

    3.2. Materiais utilizados e etapas de construo

    Com tempo e oramentos curtos, tivemos que comprar novas materiais e

    simplificar o projeto. Foi definido ento que o chassi seria em acrlico, pela facilidade

    de corte montagem.

    E assim gerou-se uma nova lista de materiais utilizados no projeto:

    Um motor 6 V - Caractersticas tcnicas: velocidade: 14000 rpm,

    corrente: 0,3 A, potencia: 5,6 watts, torque Max. 0,05 Kgf/cm;

    Duas placas de acrlico;

    Sucatas de carrinho compradas no orfanato;

    Sucatas eletrnicas para retirada de engrenagens;

    Chave bipolar dupla paralela com mola;

    Chave bipolar dupla sem mola;

    Led;

    Parafusos;

    Conectores;

    O sistema de direo do carrinho foi uma adaptao de uma carcaa de um

    mecanismo mecnico de aparelho de DVD antigo misturado com engrenagens e

    uma polia em conjunto com uma barra de direo adaptada de uma sucata de

    carrinho de brinquedo para a finalidade de dar direo ao carrinho. Quanto ao chassi

    foi projetado e teve suas dimenses e o desenho modificados por diversas vezes

    visando a melhor relao entre peso e potncia.

    O sistema de propulso do carrinho utilizado foi um sistema misto de polias

    adaptadas ao motor com transmisso direta para as rodas (sistema de propulso

    parecido com as correias transmitindo torque para as rodas das motocicletas BMW)

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    Com essas peas foi possvel montar o primeiro carrinho para testes. Nosso

    primeiro carrinho ainda no era o projeto final, j que notamos que o motor no tinha

    capacidade suficiente para fazer com que o carrinho andasse todo o percurso.

    Neste primeiro momento o carrinho era ligado na tomada, para evitar gastos

    excessivos com pilhas ou baterias.

    Seguem algumas imagens:

    Figura 4 Vista geral do carrinho em fase de testes iniciais.

    Fonte: Arquivo pessoal

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    Figura 5 Motor 6V, engrenagem e eixo

    Fonte: Arquivo pessoal

    Figura 6 Controle Remoto com fio

    Fonte: Arquivo pessoal

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    Como no primeiro motor de 6V o torque no suportou o peso inicial

    do carrinho, foram necessrios alguns ajustes finais, e a troca do motor para 12V:

    Velocidade: 12500 rpm

    Corrente Max.: 0,22

    Potencia: 6,36 watts

    Torque: 322 g.cm

    Trocamos tambm o eltrico (antes era ligado na tomada) para seis baterias

    alcalinas de 9V, as baterias de 9 V tiveram uma adaptao para 12V com uma

    ligao em srie e paralelo com 2 pilhas de 1,5 volts perfazendo o total de (12V -

    ddp diferena de potencial) necessria para a locomoo do carrinho.

    Segue fotos do projeto final, apresentado no dia 14/05/2014:

    Figura 7 Vista geral do carrinho em fase final.

    Fonte: Arquivo pessoal

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    Figura 8 Ligaes do controle

    Fonte: Arquivo pessoal

    Figura 9 Vista da parte inferior do carrinho motor e ligaes

    Fonte: Arquivo pessoal

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    3.3. Tabela de custos

    EQUIPAMENTO QUANTIDADE PREO

    UNITRIO (R$)

    PREO

    TOTAL (R$)

    MOTOR 6 V 1 13, 99 13,99

    MOTOR 12V 2 23,50 47,00

    PLACAS DE ACRLICO 2 28,00 56,00

    SUCATAS DE CARRINHO PEAS 28,00 28,00

    SUCATAS ELETRONICAS

    (ENGRENAGENS) PEAS 30,00 30,00

    CHAVE BIPOLAR DUPLA

    (PARALELO COM MOLA) 1 29,00 29,00

    CHAVE BIPOLAR DUPLA (SEM

    MOLA) 1 23,95 23,95

    LED BRNCO 2 0,26 0,52

    LED VERMELHO 2 0,12 0,24

    BATERIA ALCALINA 9V 6 14,89 89,34

    PILHAS AA 2 6,89 13,78

    ABRAADEIRA PLASTICA 1 4,00 4,00

    RODA STREET 2 PARES 22,80 45,60

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    EIXO DE AO 2 4,40 8,80

    CLIPS DE BATERIA 2 0,73 1,46

    INTERRUPTOR *** 4 3,90 15,60

    FIO BICOLOR 5 0,40 2,00

    MOTOR PARA DVD *** 2 2,62 5,24

    TOTAL 414,52

    *** Itens no utilizados no produto final

    O custo total foi de 414,52 reais, divididos igualmente pelo grupo,

    quantificando assim 46,09 reais para cada um.

    4. DISCUSSES E RESULTADOS

    O grupo obteve vrias anlises diferentes sobre os primeiros passos a serem

    tomados, primeiramente houve uma grande busca de conhecimento sobre o

    assunto, em vdeos na internet e matrias sobre carrinho eltrico.

    Inicialmente tomamos como base um vdeo de montagem, analisamos nossas

    possibilidades e compramos os primeiros materiais, porem na montagem, ficamos

    inseguros quanto ao chassi de alumnio, referente sua estabilidade e, devido ao

    no conhecimento, as peas que foram compradas no se conectavam, e no

    obtivemos sucesso.

    Como no teramos mais tempo hbil, resolvemos mudar para um chassi de

    acrlico, por ser mais fcil de modelar, desenvolvemos outros modelos de chassis,

    para ter o melhor rendimento no peso potncia, e compramos mais uma lista de

    materiais, auxiliados com um profissional da rea de eltrica, para que no

    ocorresse o mesmo erro inicial.

    Assim, conseguimos projetar e construir um prottipo de um carro movido

    energia eltrica, com controle remoto com fio para direcion-lo, dentro dos padres

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    estabelecidos, porem ele no conseguiu realizar todo o percurso da pista no tempo

    estabelecido de cinco minutos.

    O resultado obtido se deve ao esforo do grupo, porem para que o resultado

    fosse totalmente satisfatrio seriam necessrias mais informaes e contedo sobre

    o carrinho e uma superviso de algum que pudesse nos dar um suporte adequado

    logo de inicio da execuo evitando assim perca do tempo e custo excessivo.

    5. CONCLUSO

    Os carrinhos de brinquedos surgiram nos primeiros anos do sculo 20. J o

    autorama foi inventado na Inglaterra, em 1956 e lanado no Brasil nos anos 70,

    fazendo muito sucesso. Os primeiros modelos de carrinhos de controle remoto

    surgiram nos Estados Unidos na metade da dcada de 60 e aqui no Brasil

    conheceram uma exploso comercial nos anos 80. At os dias de hoje o brinquedo

    fabricado e preferido por muitas crianas e adultos.

    Mas saber o que est por trs desse pequeno brinquedo, o que o

    desenvolvimento dessa Atividade Prtica Supervisionada, nos proporciona.

    O aprendizado obtido nos permite desenvolver vrias reas, onde colocamos

    em prtica os conhecimentos adquiridos sobre circuitos eltricos, diferena de

    potencial, ondas eletromagnticas, amperagem, condutividade e corrente eltrica.

    Podemos no s concluir que aprendemos que um circuito eltrico um

    conjunto de passagem de corrente eltrica e se tudo no est conectado

    corretamente, no funciona, a eltrica no permite erros, mas que a atividade

    desenvolvida nos convida a abrir as portas da imaginao, na questo desenvolver e

    criar isso a arte inicial de tudo, e o fundamental a importncia do desenvolvimento

    do trabalho em grupo, a relao que temos que gerenciar com cada indivduo para

    que tornemos uma equipe.

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    REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

    Peres, Luiz Artur Pecorelli. Impactos Energticos e Ambientais da Introduo

    de Veculos Eltricos, 2000 Rio de janeiro UERJ;

    Veculos com Eficincia Energtica: veculos 100% eltricos matria obtida

    em: http://www.planetseed.com/pt-br/node/102394, acesso em: 23 de abril de

    2014;

    Baran, Renato. Legey, Luiz Fernando Loureiro. Veculos eltricos: histria e

    perspectivas no Brasil. BNDES Setorial 33, p. 207-224;

    Castro de, B. H. R. Ferreira. Veculos eltricos: aspectos bsicos,

    perspectivas e oportunidades. BNDES Setorial, Rio de Janeiro, n. 32;

    Associao Brasileira do Veculo Eltrico. matria obtida em:

    http://www.abve.org.br/downloads.asp, acesso em: 28 de abril de 2014;

    Circuito Eltrico Simples matria obtida em:

    http://www.alunosonline.com.br/fisica/circuito-eletrico-simples.html, acesso

    em: 28 de abril de 2014;

    Motor Eltrico matria obtida em:

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9trico#Funcionamento, acesso em

    28 de abril de 2014;

    Vdeos

    http://www.youtube.com/watch?v=FEtIc-CuSLY

    http://www.youtube.com/watch?v=VDt7tFgwoGU

    http://www.youtube.com/watch?v=i0-fDLZrN38

    http://www.youtube.com/watch?v=8Vc-FgjjBnE