Mobilidade Elétrica

Código:

M.EEC027

Sigla:

MOBE

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Automação e Controlo

Ocorrência: 2021/2022 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EEC	16	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	52

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Atualmente, o enorme número de automóveis com motores de combustão interna, ICE, presentes no planeta, tem
conduzido a sérios problemas para a saúde humana, para o meio ambiente, bem como para os recursos de
hidrocarbonetos e ainda para o aquecimento global, devido às emissões de gases com efeito de estufa, GHG.
É hoje clara a necessidade de evoluir para veículos mais eficientes, amigos do ambiente e livres de efeitos poluidores.
Nesse sentido a UE legislou, recentemente, de modo a que, até 2025, a redução média de CO2, nas frotas de carros
novos, seja de 20% e, até 2030, seja alcançada uma redução de 40% nas referidas emissões. Assim, para enfrentar estes
desafios, os fabricantes são, num futuro muito próximo, obrigados a apostar na venda de grandes quantidades de
veículos elétricos e híbridos.
Alinhado com esta recente tendência, esta UC pretende dotar os Estudantes com o conhecimento fundamental, as bases
teóricas e as estratégias de controlo e metodologias de projecto associadas a ICEs, veículos elétricos, híbridos e de célula
de combustível.
Assim, é efectuada a analise matemática destes sistemas para a sua modelação e simulação. São ainda apresentadas
arquiteturas de “power-train” para ICE, BEV, HEV e FCHEV, bem como sistemas de carregamento, armazenamento e
propulsão de energia.

Resultados de aprendizagem e competências

No final da UC, os Estudantes devem ser capazes de identificar os principais componentes associados aos
motores ICE, bem como explicar seu comportamento e a influência do seu controlo nas emissões associadas. Pretende-se
ainda dotar os Estudantes de competências associadas à identificação e criação de “layouts” para BEVs, HEVs e FCHEVs.
Pretende-se que os Estudantes fiquem aptos a listar todos os componentes envolvidos e entender os seus princípios
fundamentais. Além disso, os Estudantes devem ser capazes de aplicar o conhecimento adquirido para modelar e simular
as várias topologias associadas aos “power-train” de veículos elétricos e híbridos. No final do curso, os Estudantes
deverão ainda ter competências na analise e avaliação de questões relacionadas com o carregamento e o
armazenamento de energia e com as infraestruturas associadas.
No contexto da concepção, projeto, implementação e operação de sistemas e produtos (CDIO), os Estudantes devem
adquirir conhecimentos técnicos sobre mobilidade elétrica CDIO 1.2. (conhecimentos fundamentais de engenharia) e
reforçar as suas competências pessoais e profissionais, nomeadamente o CDIO 2.1.1. (Identificação e Formulação de
Problemas), CDIO 2.1.2. (Modelação) e CDIO 2.1.5. (Solução e recomendação). Devem ainda realizar trabalho
experimental CDIO 2.2 e trabalho em equipa, CDIO 3.1.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1 – História dos veículos com motores de combustão, eléctricos, híbridos e a hidrogénio (Fuell Cell).
2- Oxido de Azoto, monóxido de carbono, hidrocarbonetos e outros elementos poluidores associados às emissões dos
motores de combustão. Aquecimento global e gases de efeito de estufa.
3- Fundamentos associados à propulsão e travagem de veículos terrestres. Dinâmica associada e técnicas de solução.
4- Fundamentos da operação e controlo de veículos ICE SI. Modelação e simulação dos sistemas associados.
5- Configuração de um Veículo Eléctrico, VE. Desempenho e consumo energético associado. Modelação e simulação de
VEs.
6- Conceitos fundamentais e arquitecturas de “power-train” de veículos híbridos, HEVs. Modelação e simulação de HEVs.
7- Fontes energéticas e armazenamento de energia. Baterias, células de combustível e supercapacidades. Hibridização no
armazenamento. Modelação e simulação.
8- Travagem regenerativa. Modelação e simulação.

Bibliografia Obrigatória

Mehrdad Ehsani, Yimin Gao, Stefano Longo, Kambiz Ebrahimi; Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles, CRC Press, 2018. ISBN: ISBN 9781498761772
Dirk Fornahl (Editor), Michael Hülsmann (Editor); Electric Mobility Evolution, Theoretical, Empirical and Political Aspects, Springer; 1st ed. 2021 edition (May 13, 2021), 2021. ISBN: ISBN-13: 978-3319058030 ISBN-10: 3319058037
Iqbal Husain; Electric and Hybrid Vehicles: design fundamentals, CRC Press, 2021. ISBN: ISBN 9780367693930
Institution of Mechanical Engineers (Author); Sustainable Vehicle Technologies: Driving the Green Agenda., Institution of Mechanical Engineers, 2013. ISBN: ISBN-13: 978-0857094568 ISBN-10: 0857094564

Bibliografia Complementar

Ali Emadi; Handbook of automotive power electronics and motor drives. ISBN: 0824723619 (alk. paper)
Emadi, Ali; Handbook of automotive power electronics and motor drives [Documento electrónico], CRC Press, 19/12/2017, 2017

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

- Aulas Teóricas de exposição dos conteúdos a tratar com apresentação de exemplos práticos ilustrativos, numa lógica de
aprendizagem ativa, intercaladas com aulas de demonstração de técnicas de análise e síntese e resolução de problemas.
- Aulas de Prática Laboratorial onde são realizados trabalhos de aplicação dos conceitos aprendidos.

Software

MATLAB
PSIM

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	10,00
Teste	50,00
Trabalho laboratorial	40,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	52,00
Frequência das aulas	26,00
Trabalho escrito	32,00
Trabalho laboratorial	52,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

1. Componente laboratorial (CL), com um peso de 40%, associada à participação e desempenho nas aulas laboratoriais.
2. Trabalhos de casa (TPC) com o peso total de 10%.
3. Exame final (EF) com o peso de 50%.

Avaliação: Classificação final (CF)=0,4xCL+0,1xTPC+0,5xEF

A aprovação nesta UC pressupõe a obtenção de uma classificação final mínima de 10 valores sujeita a classificações mínimas nas parcelas de: CL ≥ 8, EF ≥ 8 valores. A diferença entre a parcela CL e a classificação do EF não poderá exceder quatro valores em vinte.

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação final (CF)=0,4xCL+0,1xTPC+0,5xEF

Observações

Caros Estudantes.
Começamos as aulas na quarta feira dia 27.
Espero nessa altura já estarem todos inscritos.
Cumprimentos
ASA