Simulation of a series hybrid electric vehicle powered by brazilian hydrated ethanol engine

Abstract

A busca de segurança energética e de redução em emissões de efeito estufa impulsou a comercialização de veículos híbridos elétricos (HEVs) e de combustíveis alternativos como duas possíveis soluções, de forma separada e não em conjunto. É bem sabido que os HEVs apresentam um menor consumo de combustível que os veículos convencionais, enquanto os veículos à etanol apresentam maior consumo que os veículos à gasolina. A presente dissertação analisa o uso de etanol hidratado (E100) em HEVs e seu efeito no consumo de combustível. Para isso, desenvolveu-se um modelo de HEV em série no software GT-Suite, o qual utilizou dados experimentais de dois motores de combustão interna, ambos operando com E100. Um deles foi o motor Ford Sigma 1.6L flex-fuel, o outro foi um motor protótipo sobrealimentado de 1.0L desenhado para operar exclusivamente com E100, o qual pode, ou não, operar com injeção de água. As simulações abrangeram 5 ciclos de condução standard e 2 ciclos em condições de condução reais. Os resultados mostraram que, nos ciclos urbanos, o modelo HEV em série apresentou menores consumos de combustível que em um modelo de veículo convencional utilizando o mesmo motor Ford Sigma flexfuel. Também, obteve menores consumos que veículos convencionais à gasolina e à diesel; em alguns casos, teve menores consumos que HEVs com motor à gasolina e, inclusive, com motor HCCI. Da mesma forma, o emprego de injeção de água no motor apresentou menores consumos, que sem usar ela. Em conclusão, o uso de E100 em HEVs em serie se mostra como uma opção viável para diminuir o consumo de combustível nos veículos de aplicação urbana. Porém, o maior desafio para aplicar está tecnologia em outros países é o funcionamento em frio, o qual é agravado nos HEVs devido ao funcionamento intermitente do motor.