O documento descreve um curso sobre sistemas eletroeletrônicos automotivos, abordando a geração, armazenamento e distribuição de energia e dispositivos de acionamento e comutação. O curso discute o histórico dos sistemas elétricos automotivos, as tendências atuais e os métodos didáticos utilizados para ensinar sobre geradores e baterias, motores CC e de passo, atuadores e relés.

1. Curso: Sistemas Eletroeletrônicos Automotivos
Disciplinas: Geração, Armazenamento e Distribuição de Energia
Dispositivos de Acionamentos e Comutação
Professor: Lauro de Vilhena Brandão Machado Neto
Pós Graduação Lato Sensu Engenharia Automotiva

2. Objetivos:
 Descrever o conjunto gerador e bateria de veículos
automotores listando suas características
 Dissertar sobre a interdependência do conjunto gerador e
bateria de veículos no que concerne o fornecimento de
energia elétrica para o automóvel
 Dimensionar, considerando o custo e a eficiência do
conjunto alternador e bateria, o gerador e o acumulador de
energia elétrica de sistemas eletroeletrônicos automotivos
 Descrever o funcionamento dos motores de corrente
contínua e de motores de passo, dos atuadores e relés
automotivos.
 Identificar, distinguir e especificar motores CC, motores de
passo e seus controladores, atuadores e relés automotivos;
 Conhecer e identificar as fontes de emissões EMI/RFI.

3. Métodos Didáticos:
1. Metodológicos:
- Aulas expositivas
- Realizações de pesquisa como instrumento de
aprendizagem
- Promoção de trabalhos em equipe
2. Audiovisuais:
- Multimídia – Datashow e computador
- Animações e estudos visuais
- Painéis didáticos
- Quadro e pincel

4. Ementa 1:
O sistema elétrico automotivo. Conjunto alternador e bateria.
Acumuladores de energia. Alternadores e geradores. O
sistema de partida. Dimensionamento do sistema elétrico
automotivo.
Carga Horária: 4 horas
Ementa 2:
Motores de corrente contínua. Motores de passo. Motores
assíncronos ou de indução. Atuadores, relés, interruptores.
Carga Horária: 4 horas

5. Unidades de Ensino:
Unidade 1 – O Sistema Elétrico Automotivo – SEA - 0,5 h
1.1 Introdução;
1.2 Histórico do sistema elétrico automotivo;
1.3 O sistema atual e tendências.
Unidade 2 – O SEA e a Eletrônica de Potência – 1,0 h
2.1 O conjunto alternador e bateria;
2.2 Cabeamento e instalação elétrica;
2.3 O ambiente do sistema elétrico automotivo;
2.4 Chaveadores de potência;
2.5 Conversores alimentados em CA e CC;
2.6 Técnicas de Modulação.

6. Unidade 3 – Acumuladores de Energia – 1,0 h
3.1 Princípio de funcionamento;
3.2 Tipos de baterias e Modos de operação;
3.3 Ensaios de baterias.
Unidade 4 – Alternadores e Geradores – 1,0 h
4.1 Princípio de funcionamento do alternador Lundell;
4.2 Técnicas de projeto de alternadores e geradores;
4.3 Reguladores de tensão e proteção de sobre- tensão;
4.4 Curvas características e operação.
Unidade 5 – O Sistema de Partida – 1,0 h
5.1 O Processo e condições de partida;
5.2 Tipos de motores de partida;
5.3 Instalação e operação do sistema de partida.

7. Unidade 6 – Dimensionamento do Sistema Elétrico – 1,0 h
6.1 Levantamento de cargas e controle de carga multiplexado;
6.2 Dimensionamento alternador, motor de partida e bateria;
6.3 Simulação e análise de disponibilidade energética;
6.4 Tendências: alternadores inteligentes, arquitetura dual e sistemas
híbridos.
Unidade 7 – Motores de Corrente Contínua – 0,5 h
7.1 Partes constituintes e funções. Motores com indutor enrolado e com imã
permanente;
7.2 Princípio de funcionamento do motor CC com escovas. Comutação
mecânica, centelhamento e emissões EMI e RFI;
7.3 Motor CC sem escovas ou brushless;
7.4 Característica mecânica torque-velocidade;
7.5 Aquecimento, características do ambiente e regimes de serviço;
7.6 Motor de partida. Corrente de partida.
7.7 Aplicações e especificação.

8. Unidade 8 – Motores de Passo – 0,5 h
8.1 Princípio de funcionamento: motores de passo inteiro, de meio passo e
controles de passo, velocidade e sentido de rotação;
8.2 Tipos de Motores de Passo: relutância variável, imã permanente e
híbrido. Características de Torque;
8.3 Controles de Motores de Passo: tipos de controles (passo pleno, meio-
passo e micro-passo), tipos de controladores, Aplicações;
8.4 Especificação: parâmetros a serem considerados na seleção;
8.5 Motor de Passo Pneumático.
Unidade 9 – Motores Assíncronos ou de indução – 1,0 h
9.1 Partes constituintes e princípio de funcionamento do motor de indução;
9.2 Características de torque com a velocidade e dependência com a
frequência;
9.3 Controle de velocidade com a variação da frequência. Controle PWM e
inversor; Harmônicas.

9. Unidade 10 – Atuadores, Relés e Interruptores – 0,5 h
10.1 Interruptores: Tipos de interruptores, limitações elétricas na condução e
na interrupção da corrente, centelhas e características construtivas dos
contatos;
10.2 Relés: tipos e princípios de funcionamento;
10.3 Relés eletromecânicos: constituição, operação, características elétricas
das bobinas e dos contatos e emissões EMI e RFI;
10.4 Relés a estado sólido;
10.5 Escolha e critérios para especificação de relés e vida útil;
10.6 Atuadores: tipos, princípios de funcionamento, aplicações e
especificação.

10. Critérios de Avaliação:
- Avaliação Escrita;
- Trabalho Prático (Estudo de Caso).
Referências Bibliográficas:
1. R. H. Johnston, "A history of automobile electrical systems,"
SAE Automotive Engineering, Historical Series, pp. 53-66,
Sep. 1996.
2. A. Emadi, M. Ehsani, J. M. Miller, Vehicular Electric Power
Systems: Land, Sea, Air, and Space Vehicles, 2004, Marcel
Dekker, Inc., ISBN 0-8247-4751-8
3. A Emadi, Handbook of Automotive Power Electronics and
Motor Drives, 2005, Taylor & Francis Group, CRC Press,
ISBN 0-8247-2361-9

11. • Histórico do sistema elétrico automotivo
• O sistema atual e tendências
• Sistemas veiculares versus estacionários;
• Sistemas de transferência de potência: mecânico,
elétrico, hidraúlico e pneumático;
• Sistemas veiculares: terrestres, marítimos,
aéreos e espaciais;
• Características: ecônomia de combustível,
emissões, desempenho, confiabilidade, conforto,
conveniência, entretenimento, segurança,
comunicações, manutenção, suportabilidade,
sobrevivência e custos de operação;
• Conversores chaveados do estado sólido.
1.1
Introdução

12. • ELETRICIDADE: Thales de Mileto, William Gilbert, Otto
Von Guerick, Stephen Gray, Charles Francis Dufay,
William Watson, Benjamim Franklin, Luigi Galvani,
Alessandro Volta, Gaston Planche,Hans Christian
Oersted, Michael Faraday, Charles Augustin Coulomb,
André Maria Ampere, George Simon Ohm, William
Sturgeon, Cromwell Varley, Henry Wilde, Anyos Jedlik,
Moses Farmer, Wilhelm Weber, Karl Gauss, Ernst
Werner Von Siemens, Samuel Morse, Alexander
Graham Bell, Joseph Henry, Thomas Edison, James
Maxwell, George Westhinghouse, Nikola Tesla, Elihu
Thomson, Otto Blathy, Max Deri, Karl Zipernowksy,
Ettiene Lenoir, Ruhmkorff, Karl Benz, Georges Bouton,
Emile Mors, Robert Bosch, Fredrich Simms, Nikolaus
Otto, Charles F. Kettering, Hans Leitner, R. H. Lucas
1.2
Histórico
do sistema
elétrico
automotivo

13.  Histórico:
Sistema elétrico (1913) Sistema elétrico (1958)
Sistema de ignição (1902):
.Magneto, distribuidor, bobi-
nas e velas
.Magneto (ignição),
distribuidor, bobinas, velas,
motor de partida,
iluminação e regulador

14.  Até 1912: Magneto de baixa e alta tensão
Sistemas de ignição

15.  Até 1912:
Bobina de ignição com chaveador
Sistema de ignição com chaveador
Magneto com volante de inércia

16.  Até 1912:
Bateria com caixa de madeira

17.  1912-1930:
Partida gasolina/ar Partida com acoplamento mecânico

18.  1912-1930:
Sistema elétrico – Cadillac – GM

19.  1912-1930:
Partida com acionamento Bendix Gerador regulado com embreagem
Conjunto Motor/gerador e máquinas separadas

20.  1912-1930:
Gerador 3 escova e com desconexão Reguladores de corrente e tensão

21.  1912-1930:
Distribuidor e bobina de ignição

22.  1912-1930:
Bateria com involucro de plástico

23.  1930-1960:
Motor de partida com solenóide Regulador corrente/tensão

24.  1930-1960:
Gerador CC – Dínamo (6V-12)
Distribuidor

25.  1930-1960:
 Distribuidor do V8-Ford, Circuito de ignição – 12 V e baterias 12 V

26.  1960-1980:
Motor partida com acoplamento móvel - Ford,
Gerador com diodos - Delco e Motor de
partida com redutor - Chrysler

27.  1960-1980: Gerador com diodos da Chrysler, Gerador Delco com
regulador integrado, Regulador e circuito de ignição eletrônico

28.  1980-2012: 1982 - Pickup Ford Truck F 350 4WD V8-400 6,6L
Connector Views
Alternator
Ignition Lock
Electrical Diagrams
Charging System
System Diagram
Alternator
Compressor HVAC
Ignition Lock
Powertrain Management
System Diagram
Computers and Control Systems
System Diagram
Camshaft Position Sensor
Crankshaft Position Sensor
Engine Control Module
Emission Control Systems
Fuel Delivery and Air Induction
System Diagram
Carburetor
Fuel Injector
Fuel Pump
Inertia Fuel Shutoff Switch
Ignition System
Wiring Diagrams
Related Powertrain Wiring Diagrams
Turn Signals
Mechanical Diagrams
Timing Marks and Indicators

29.  1980-2012: 1982 - Pickup Ford Truck F 350 4WD V8-400 6,6L
Sistema de carga - 1982

30.  1980-2012: 1982 - Pickup Ford Truck F 350 4WD V8-400 6,6L
Gerenciamento motor/sistema de ignição

31.  1980-2012: 1982 - Pickup Ford Truck F 350 4WD V8-400 6,6L
Sistema de Liga/Parada/Alerta

32.  1980-2012: 2011 – Toyota Truck Tundra 4WD V8-5,7L
Air Bag Systems
Antilock Brakes / Traction Control Systems
Antitheft and Alarm Systems
Charging System
Collision Avoidance and Parking Assist Systems
Cruise Control
Garage Door Opener Transmitter
Heated Glass Element
Heating and Air Conditioning
Instrument Panel, Gauges and Warning Indicators
Lighting and Horns
Memory Positioning Systems
Mirrors
Navigation System
Power Locks
Powertrain Management
Radio, Stereo, and Compact Disc
Seats
Shift Interlock, A/T
Starting System

33.  1980-2012: 2011 – Toyota Truck Tundra 4WD V8-5,7L
Distribuição alimentação e terra

34.  1980-2012: 2011 – Toyota Truck Tundra 4WD V8-5,7L
Sistema de partida

35.  1980-2012: 2011 – Toyota Truck Tundra 4WD V8-5,7L
Portas

36.  1980-2012: 2008 – IVECO Turbo Daily – 8140.43S
Gerenciamento motor

37. •Arquitetura atual e
tendências
•More Electric Car – MEC
•Sistema de
gerenciamento de energia
•Integrated Starter
Alternator - ISA
1.3 O
sistema
atual e
tendências

38. O sistema atual e tendências

39. More Electric Car - MEC

40. Sistema de gerenciamento de energia - MEC

41. Integrated Starter Alternator - ISA

42. Integrated Starter Alternator - ISA

43. Integrated Starter Alternator - ISA