Publicação: Efeitos da aerodinâmica no desempenho e eficiência de veículos sedans elétricos
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::AERODINAMICA
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Modelos automotivos elétricos vêm conquistando o mercado e cada vez mais é necessário compreender pontos de melhoria nos seus projetos. Este trabalho teve como principal propósito analisar e mensurar a relação entre os principais coeficientes aerodinâmicos com o desempenho em manobras e eficiência no consumo de bateria de veículos automotivos sedans elétricos. Coeficientes aerodinâmicos foram obtidos através de simulações numéricas computacionais fluidodinâmicas pelo método dos volumes finitos realizadas através do Ansys 2022 R2® em que foram utilizados modelos de veículos reais representados
simplificadamente em CAD em escala de 1:10. Com os dados obtidos após as simulações para diferentes ângulos de derrapagem, importou-se para as tabelas de dados relativas à aerodinâmica para um modelo de veículo sedan elétrico padrão disponível na biblioteca do software de dinâmica veicular CarSim 2022.0®. Foram criados procedimentos de testes de velocidade máxima, distância de frenagem e rajadas de ventos
laterais para avaliar forças e desempenho dos veículos durante provação. Além disso, foram realizadas simulações de endurance onde cada modelo percorreu uma pista de um campo de provas virtual em que foi avaliado o consumo de energia no período. Por fim, criou-se uma matriz de correlação entre os parâmetros aerodinâmicos com os resultados obtidos nos testes virtuais de forma a quantificar a relação existente entre eles. Notou-se uma grande relação negativa entre arrasto e velocidade máxima e eficiência energética e uma relação altamente positiva entre downforce e desempenho de frenagem, indo de acordo com definições teóricas.
Abstract
Electric automotive models have been conquering the market and it is increasingly
necessary to understand points of improvement in their projects. This work had as main purpose
to analyze and measure the relationship between the main aerodynamic coefficients with the
performance in maneuvers and efficiency in the battery consumption of electric sedan automotive
vehicles. Aerodynamic coefficients were obtained through fluid-dynamic computational
numerical simulations by the finite volume method performed through Ansys 2022 R2® in which
real vehicle models were used as simplified CAD representations at a scale of 1:10. With the data
obtained after the simulations for different slip angles, data tables related to aerodynamics were
imported for a standard electric sedan vehicle model available in the library of the vehicle
dynamics software CarSim 2022.0®. Test procedures for maximum speed, braking distance and
crosswind were created to assess vehicle forces and performance during the tests. In addition,
endurance simulations were made where each model ran a track of a virtual test field in which the
energy consumption was evaluated in the period. Finally, a matrix of correlation was created
between the aerodynamic parameters with the results obtained in the virtual tests in order to
quantify the relationship between them. A large negative relationship was noted between drag and
maximum speed and energy efficiency, and a highly positive relationship between downforce and
braking performance, in line with theoretical definitions.
Palavras-chave
Aerodinâmica, Veículos elétricos, Desempenho, Fluidodinâmica, Análise numérica
Citação
BOUGO, José Igor Calsavara. Efeitos da aerodinâmica no desempenho e eficiência de veículos sedans elétricos. 2023. 83 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023.
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