Projeto de um sistema de monitoramento para veículo híbrido

Abstract

Veículos modernos, sejam eles elétricos, híbridos ou à combustão interna, exigem um número de sensores cada vez maior para manter a segurança, eficiência e conforto de todo o sistema. Mas em especial para veículos que possuem tração elétrica, por dependerem de baterias para seu funcionamento, a instrumentação tem se mostrado essencial para transmitir confiança com relação à autonomia, diminuindo assim a rejeição popular a essas tecnologias. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados de um veículo híbrido elétrico, visando entender o estado de funcionamento do mesmo, sendo usado como objeto de estudo o carro de golfe híbrido da Universidade de Brasília - Faculdade do Gama. A partir da classificação do veículo de estudo em subsistemas, foi realizada uma avaliação dos parâmetros de interesse para o entendimento do estado de funcionamento do carro, permitindo assim definir os dados a serem coletados pelo sistema. O micro-controlador ATmega2560 foi escolhido baseando-se em parâmetros como custo, documentação, memória, processamento e entradas analógicas. Com o diagrama de blocos do sistema finalizado, sensores e componentes foram escolhidos para atender os requisitos do projeto, permitindo assim o desenvolvimento da placa de circuito impresso (PCB) e elementos mecânicos. Este sistema foi nomeado como COLUMBUS e incluí sensores de tensão, corrente, temperatura e velocidade. Além destes, possui datalogeer interno em cartão SD, serial e Bluetooth, permitindo maior comodidade para extração dos dados. O sistema COLUMBUS também conta com células de carga para medição de massa de combustível consumido pelo veículo. Por fim, sistema de diagnostico de funcionamento, contando com LED de indicação e buzzer. O sistema COLUMBUS foi ensaiado no veículo de estudo, levantando dados como tensão das baterias, corrente consumida pelo motor elétrico e velocidade das rodas. Verificou-se que, devido a interferência do motor-gerador, o sistema COLUMBUS não pode monitorar esse subsistema, sendo os ensaios realizados apenas no modo elétrico do veículo. Sugerese o completo isolamento do motor-gerador e sistema COLUMBUS, podendo-se utilizar protocolos de comunicação mais robustos, como o protocolo CAN. Com os ensaios, foi possível obter valores fidedignos dos parâmetros avaliados, inclusive observando eventos como o cut-off de uma das baterias do veículo. Chegou-se a conclusão que o sistema COLUMBUS é capaz de adquirir os parâmetros ensaiados, apresentando uma visão geral do estado de funcionamento do sistema.