Desde o controle de motores à gestão da distribuição de energia, as soluções MathWorks® estão presentes no mundo da eletrificação em suas mais diversas formas, aprimorando resultados e possibilitando a nova geração de tecnologias elétricas.
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Com benefícios concretos, que podem ser aplicados nas mais diversas empresas e indústrias, as ferramentas das famílias de produtos MATLAB e Simulink impulsionam avanços em vários remos e mercados.
Confira abaixo algumas das formas que você e seu time podem inovar no mundo da eletrificação com o apoio do MATLAB e Simulink!
Benefícios práticos por temas
Motores de Tração e Sistemas de Acionamento
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Desenvolva sistemas de motores do início ao fim, indo desde o projeto inicial à prototipagem e até à geração de códigos para seus algoritmos de controle. Simule em tempo real e teste seus motores e controles de forma virtual antes mesmo de desenvolver protótipos físicos, sempre garantindo a adequação a normas e padrões de segurança como a ISO-26262.
O MATLAB e o Simulink permitem:
- Modelagem de Motores:
Modelar diferentes tipos de motores elétricos, incluindo motores de indução, motores síncronos de ímã permanente e motores de relutância. - Análise de Desempenho:
Analisar o desempenho dos motores sob várias condições de carga e velocidade. - Simulação de Sistemas de Acionamento:
Simular sistemas de acionamento completos, incluindo inversores, controladores e a interação com a mecânica do veículo. - Design de Controle:
Projetar, testar e implementar algoritmos de controle para otimizar a eficiência e resposta dinâmica de motores de tração. - Otimização Energética:
Otimizar sistemas de acionamento visando o menor consumo de energia e a melhor eficiência global. - Análise Térmica:
Simular e analisar o desempenho térmico dos motores, ajudando a projetar sistemas de resfriamento adequados. - Integração de Sistemas:
Facilitam a integração de motores de tração com outros sistemas do veículo, como baterias, sistemas de gestão térmica e redes de comunicação. - Geração de Código:
Gerar código para prototipagem rápida e produção, acelerando a implementação real de sistemas de acionamento. - Validação e Verificação:
Validar e verificar os modelos e códigos, garantindo que o sistema de acionamento atenda às especificações de desempenho e segurança. - Modelagem de Falhas e Diagnóstico:
Modelar diferentes cenários de falha em motores e sistemas de acionamento, auxiliando no desenvolvimento de algoritmos de diagnóstico e sistemas de proteção.
Sistemas de Baterias
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Desenvolva sistemas de baterias com total maestria – indo desde componentes isolados a algoritmos de gestão de baterias. Parametrize e modele células individuais ou sistemas conectados, monitore temperaturas e voltagens de cada bateria no sistema e gere códigos C/C++ e HDL diretamente a partir dos modelos desenvolvidos no Simulink para acelerar a prototipagem.
O MATLAB e o Simulink permitem:
- Modelagem da Bateria:
Criar modelos detalhados das dinâmicas eletroquímicas, térmicas e elétricas das baterias, ajudando a prever o comportamento em diferentes condições operacionais. - Estimativa do Estado de Carga (SOC):
Desenvolver e testar algoritmos de estimativa de SOC, que são críticos para monitorar a capacidade restante da bateria. - Estimativa do Estado de Saúde (SOH):
Desenvolver métodos para determinar o SOH da bateria, que indica sua saúde e expectativa de vida restante. - Gestão Térmica:
Simular e analisar os sistemas de gestão térmica da bateria, garantindo operação segura e prolongando a vida útil. - Desenvolvimento de BMS (Sistema de Gestão de Bateria):
Projetar e validar a lógica de controle de um BMS, incluindo proteção contra sobretensão, subtensão, superaquecimento e outras condições anômalas. - Integração de Sistemas:
Facilitar a integração do sistema de bateria com outros sistemas do veículo, como motores de tração, inversores e carregadores. - Otimização da Estratégia de Carregamento:
Desenvolver e testar algoritmos de carregamento para maximizar a eficiência, minimizar o tempo de carregamento e prolongar a vida útil da bateria. - Validação e Verificação:
Validar e verificar modelos de bateria e estratégias de gestão, garantindo desempenho e segurança confiáveis.
Conversão de Energia
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Trabalhe com o Simulink e o Simscape Electrical™ e desenvolva componentes analógicos e digitais para sistemas de conversão, testando-os em um mesmo ambiente de simulação virtual. Teste e valide seus algoritmos de controle, garantindo o funcionamento e segurança dos sistemas de conversão de energia, e gere o código automaticamente com o Embedded Coder®.
O MATLAB e o Simulink permitem:
- Modelagem de Conversores:
Modelar uma variedade de conversores de energia, incluindo retificadores, inversores, conversores DC-DC e mais, abrangendo topologias e modos de operação variados. - Simulação de Sistemas Completos:
Simular toda a cadeia de conversão de energia, desde fontes de geração até cargas, em um único ambiente. - Análise Harmônica:
Analisar os efeitos harmônicos e a qualidade da energia em sistemas de conversão, permitindo o desenvolvimento de estratégias de controle para minimizar distorções. - Design de Controle de Feedback:
Projetar e otimizar malhas de controle para conversores, assegurando estabilidade, resposta dinâmica desejada e eficiência. - Otimização da Eficiência:
Desenvolver estratégias de controle e modulação que maximizem a eficiência dos conversores em diferentes condições operacionais. - Integração de Fontes Renováveis:
Simular e analisar a integração de fontes de energia renovável, como painéis solares e turbinas eólicas, com conversores e a rede elétrica. - Análise de Proteção e Falhas:
Simular condições de falha e desenvolver sistemas de proteção para garantir operação segura de equipamentos e sistemas de conversão de energia. - Geração de Código para Hardware:
Acelerar a prototipagem e implementação de algoritmos de controle em hardware real para conversores com a capacidade de gerar código a partir de modelos Simulink.
Energia Renovável
Acompanhe os rápidos avanços em tecnologias renováveis e desenvolva sistemas de ponta com o MATLAB, Simulink e Simscape™. Modele rapidamente sistemas de captação de energia eólica ou solar, faça simulações e testes da integração das plantas ao grid de energia e desenhe sistemas de controle dedicados – tanto para as plantas em si quanto para os seus sistemas de armazenamento.
O MATLAB e o Simulink permitem:
- Modelagem de Fontes Renováveis:
Criar modelos detalhados de diversas fontes de energia renovável, como turbinas eólicas, painéis solares, sistemas hidrelétricos e mais. - Otimização de Sistemas de Armazenamento:
Desenvolver e simular soluções de armazenamento de energia (como baterias ou sistemas de armazenamento térmico) para compensar a natureza intermitente das fontes renováveis. - Simulação de Variações Climáticas:
Simular variações climáticas e seu impacto na geração de energia, como padrões de irradiação solar ou velocidade do vento. - Integração à Rede:
Facilitar a análise da integração de fontes renováveis à rede elétrica, avaliando impactos na estabilidade, qualidade da energia e interconexão. - Análise de Microrredes:
Projetar, simular e testar microrredes que combinam várias fontes renováveis, cargas e sistemas de armazenamento em um sistema integrado. - Design de Controle Avançado:
Desenvolver algoritmos de controle avançados que maximizam a captura de energia e a eficiência geral dos sistemas renováveis. - Estudos de Viabilidade:
Avaliar a viabilidade técnica e econômica de projetos de energia renovável, considerando diversos cenários e condições operacionais. - Geração de Código para Monitoramento e Controle:
Gerar código a partir de modelos Simulink, facilita-se a implementação de sistemas de monitoramento e controle em instalações reais de energia renovável.
Geração, Transmissão e Distribuição de Energia
Modele e simule sistemas complexos, incluindo tanto grids baseados em sistemas tradicionais quanto sistemas com recursos de energia distribuídos (DERs). Desenhe os sistemas do começo ao fim, monitore as operações de rotina, simule as reações do sistema às mais diferentes situações e muito mais, trazendo mais estabilidade e confiabilidade.
O MATLAB e o Simulink permitem:
- Modelagem de Sistemas de Energia:
Modelar detalhadamente os sistemas de geração de energia, incluindo usinas termoelétricas, hidrelétricas, nucleares e renováveis. - Análise de Estabilidade:
Avaliar a estabilidade de sistemas de transmissão e distribuição, considerando variações de carga, integração de fontes renováveis e outras perturbações. - Otimização de Fluxo de Potência:
Facilitar a análise e otimização do fluxo de potência em redes complexas, garantindo eficiência e segurança operacional. - Design de Sistemas de Proteção:
Desenvolver e simular sistemas de proteção avançados, como relés, disjuntores e sistemas de controle, para evitar falhas e proteger a infraestrutura. - Análise Harmônica:
Estudar a qualidade da energia e as distorções harmônicas em redes de transmissão e distribuição, levando ao design de soluções para reduzir tais problemas. - Simulação de Grandes Redes:
Simular grandes redes interconectadas, avaliando o comportamento sob diferentes cenários e condições operacionais. - Integração de Tecnologias de Grid Moderno:
Apoiar o desenvolvimento e a integração de tecnologias emergentes, como redes inteligentes, sistemas de armazenamento de energia e microrredes. - Geração de Código para Monitoramento e Automação:
Gerar código para sistemas de monitoramento em tempo real e automação, facilitando a implementação de soluções avançadas para a gestão de redes de energia.
Microgrids, Smart Grids e Infraestrutura de Recarga
Desenvolva infraestruturas de nova geração com ferramentas poderosas que permitem estimar o tamanho dos mais diversos componentes dos seus grids – desde baterias a geradores de emergência. Simule a arquitetura da rede, analise profundamente os seus sistemas e desenvolva estratégias eficazes de controle e gestão da energia, incluindo no contexto de recarga de veículos elétricos.
O MATLAB e o Simulink permitem:
- Design e Simulação de Microgrids:
Modelar e simular microgrids que combinam várias fontes de energia, sistemas de armazenamento e cargas em um sistema coordenado, permitindo análise de desempenho e otimização. - Integração de Fontes Renováveis em Smart Grids:
Integrar eficientemente fontes renováveis, como solar e eólica, em redes inteligentes, considerando a variabilidade e a intermitência. - Otimização da Infraestrutura de Recarga:
Modelar e otimizar as infraestruturas de recarga para veículos elétricos, garantindo eficiência e mitigando impactos na rede. - Algoritmos de Controle para Balanceamento de Carga:
Desenvolver algoritmos que equilibram dinamicamente a carga em microgrids e smart grids, evitando sobrecarga e otimizando a distribuição de energia. - Comunicação e Interoperabilidade:
Apoiar o design e a simulação de sistemas de comunicação para smart grids, garantindo a interoperabilidade entre dispositivos e otimizando a troca de informações. - Segurança e Cybersegurança:
Simular e testar protocolos de segurança, prevenindo falhas e ameaças cibernéticas em infraestruturas críticas. - Análise de Dados e Inteligência Artificial:
Analisar grandes volumes de dados de smart grids, desenvolvendo algoritmos de IA para previsão de demanda, detecção de falhas e outras aplicações avançadas. - Prototipagem e Teste de Hardware:
Facilitar a prototipagem rápida e a implementação de soluções para microgrids e smart grids em hardware real, acelerando o processo de desenvolvimento e validação.
Veículos Elétricos
Seja para trabalhar com veículos 100% elétricos ou simplesmente projetar sistemas eletrificados em veículos tradicionais, o MATLAB e Simulink são as ferramentas ideais para otimizar os seus projetos. Desenvolva sistemas elétricos para os mais diversos tipos de veículos – de carros e trens a navios e aviões – garantindo sistemas elétricos seguros, incluindo o desenvolvimento de veículos elétricos do começo ao fim.
O MATLAB e o Simulink permitem:
- Modelagem e Simulação de Sistemas de Propulsão:
Modelar e simular sistemas completos de propulsão elétrica, abrangendo motores, inversores, baterias e transmissões. - Desenvolvimento de Sistemas de Gestão de Baterias (BMS):
Projetar algoritmos avançados de BMS, garantindo desempenho otimizado, segurança e longevidade da bateria. - Otimização de Estratégias de Controle:
Desenvolver e afinar estratégias de controle para eficiência, desempenho e conforto do veículo elétrico. - Integração de Sistemas de Recarga:
Facilitar a modelagem e análise de sistemas de recarga on-board e off-board, incluindo recarga rápida e wireless. - Simulação de Cenários de Condução:
Simular diferentes cenários de condução, avaliando o consumo de energia, autonomia e comportamento dinâmico do VE. - Análise Térmica:
Analisar e otimizar o gerenciamento térmico em VEs, crucial para a eficiência e segurança de componentes eletrônicos e baterias. - Prototipagem e Testes em Hardware:
Prototipar rapidamente e testar algoritmos de controle em hardware real através da geração de código automático, acelerando o ciclo de desenvolvimento. - Conectividade e Serviços Baseados em Dados:
Desenvolver e validar algoritmos para serviços conectados, como diagnóstico remoto, atualizações over-the-air e serviços baseados em localização.
Células de Combustível e Eletrolisadores
Garanta a fidelidade e confiabilidade necessárias nas simulações e testes de sistemas eletrolisadores, garantindo melhores resultados. Avalie e projete o uso do espaço, analise o comportamento das células de combustível em detalhes e tenha as ferramentas necessárias para ir da simulação à implementação nos mais diversos tipos de sistemas, incluindo veículos elétricos de células de combustível (FCEVs).
O MATLAB e o Simulink permitem:
- Modelagem de Células de Combustível:
Modelar detalhadamente diferentes tipos de células de combustível, como PEM, SOFC, e DMFC, capturando a cinética, transporte e fenômenos térmicos. - Simulação de Desempenho e Eficiência:
Simular o desempenho de células de combustível sob diversas condições operacionais e cargas, ajudando a identificar e otimizar pontos de operação. - Desenvolvimento de Sistemas de Gestão Térmica:
Auxiliar no projeto e análise de sistemas de gestão térmica para manter as células de combustível dentro de temperaturas operacionais ideais. - Modelagem de Eletrolisadores:
Facilitar a modelagem de eletrolisadores usados para produzir hidrogênio a partir da eletrólise da água, considerando aspecto como eficiência, taxa de produção e impurezas. - Otimização de Estratégias de Controle:
Desenvolver algoritmos de controle avançados que maximizam a eficiência e a vida útil de células de combustível e eletrolisadores. - Integração com Sistemas de Armazenamento e Rede:
Analisar a integração de células de combustível e eletrolisadores com sistemas de armazenamento de energia e redes elétricas, otimizando o fluxo de energia. - Prototipagem e Testes em Hardware:
Facilitar a rápida prototipagem e o teste de estratégias de controle em hardware real com a capacidade de gerar código automaticamente, acelerando a validação de sistemas. - Análise de Viabilidade Econômica:
Realizar análises de custo-benefício, avaliando a viabilidade econômica e os retornos sobre o investimento em tecnologias de células de combustível e eletrolisadores.