Hybrid PEM Fuel Cell and Ultracapacitor Propulsion System for Energy-Efficient Vehicles

Vitor Gabriel Fonseca Pereira; Sebastião  Ribeiro Júnior

doi:10.5433/1679-0375.2026.v47.54642

Sistema de Propulsão Híbrido com Célula de Combustível PEM e Ultracapacitor para Veículos de Eficiência Energética

Autores

Vitor Gabriel Fonseca Pereira Universidade Federal do Paraná https://orcid.org/0009-0009-6484-4492
Sebastião Ribeiro Júnior Universidade Federal do Paraná https://orcid.org/0000-0002-4269-2493

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0375.2026.v47.54642

Palavras-chave:

gerenciamento de energia, célula de combustível, armazenamento de energia, mobilidade sustentável, análise térmica

Resumo

Este artigo detalha o desenvolvimento, a operação e as estratégias de otimização de um sistema de propulsão híbrido baseado em uma célula de combustível de hidrogênio (PEMFC), projetado para um protótipo veicular elétrico de ultraeficiência de uma equipe universitária. Construído para a competição Shell Eco-marathon Brasil 2025, o projeto visa maximizar o desempenho energético através de uma arquitetura de gerenciamento de energia robusta e pragmática. O sistema integra um PEMFC como fonte primária, uma bateria de íons de lítio, conversores CC-CC e um banco de ultracapacitores. Estes componentes promovem o nivelamento de carga, gerenciando picos de corrente em partidas e absorvendo energia de frenagem regenerativa, preservando a célula de demandas transitórias abruptas que comprometem sua vida útil. A metodologia abrange estimativas analíticas simplificadas, priorizando a integração eletrônica fundamental em detrimento de controles computacionais intensivos. O trabalho discute os desafios técnicos e as soluções inovadoras, destacando a eficiência e as soluções da aplicação desta tecnologia por outras equipes universitárias. Além de propor abordagens aplicáveis a sistemas de propulsão híbrida sustentável, o estudo demonstra que resultados expressivos podem ser realizados mesmo quando o desenvolvimento ocorre de forma pragmática por uma equipe de estudantes.

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Biografia do Autor

Vitor Gabriel Fonseca Pereira, Universidade Federal do Paraná

Estudante de graduação do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Paraná (UFPR), Curitiba, PR, Brasil.

Sebastião Ribeiro Júnior, Universidade Federal do Paraná

Prof. Dr., Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Paraná (UFPR), Curitiba, PR, Brasil.

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