Esquema de Gestión de Energía Novel para un Vehículo Híbrido Basado en un Motor Eléctrico de Imán Permanente Utilizando Control Predictivo de Modelo
Autores: Reusser, Carlos; Parra, Matías; Stamulis, Cristina; Vega, Argel; Mino, Gerardo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Esquema de Gestión de Energía Novel para un Vehículo Híbrido Basado en un Motor Eléctrico de Imán Permanente Utilizando Control Predictivo de Modelo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Sistema de tracción
Motor tipo PMSM
Regeneración de energía
Inversor NPP
Convertidor DC-DC
Control Predictivo de Modelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
El presente trabajo trata sobre el diseño de un sistema de tracción para un vehículo híbrido utilizando un motor tipo PMSM, incluyendo una etapa de regeneración de energía, utilizando un inversor pilotado por punto neutro (NPP). El funcionamiento óptimo permite que el motor sea alimentado en la etapa de tracción con la energía correcta de tal manera que opere adecuadamente; por otro lado, durante el frenado, facilita la transferencia de energía en modo regenerativo al bus de CC, almacenando la mayor cantidad de energía en los elementos de almacenamiento, que, en este caso, se refiere a un banco de baterías. También incluye un convertidor intercalado bidireccional DC-DC para regular los niveles de voltaje de CC tanto en tracción como en frenado. Su característica fundamental es que, con un número reducido de dispositivos de conmutación, permite la reducción del voltaje de CC del bus de CC con características adecuadas, constantes y estables, independientemente de cambios bruscos en el valor de referencia del voltaje de salida. Además, otras características incluyen el control de oscilaciones, es decir, reducir o aumentar las oscilaciones según las condiciones de operación. Su operación transitoria es excelente, ya que el tiempo de asentamiento se reduce considerablemente, lo que implica que el voltaje del bus de CC no causa contratiempos en el funcionamiento del motor. En su operación como convertidor elevador, en caso de cualquier valor de voltaje del bus de CC, el convertidor eleva el valor de voltaje de acuerdo con las condiciones de referencia. De manera similar, el control permite mantener el voltaje en un valor estable independientemente de los cambios en el punto de ajuste. Este trabajo presenta un esquema de gestión de energía novedoso para el accionamiento eléctrico de imán permanente basado en una estrategia de Control Predictivo de Modelo, contribuyendo así a la gestión efectiva de la energía de un ciclo de conducción de vehículo eléctrico híbrido estándar. Los resultados obtenidos utilizando una plataforma Hardware-in-the-Loop (HIL) en tiempo real mostraron la efectividad del Control Predictivo de Modelo en el manejo de la gestión del flujo de potencia mientras se asegura el control del accionamiento eléctrico en todos los perfiles de velocidad-par de torque requeridos.
Descripción
El presente trabajo trata sobre el diseño de un sistema de tracción para un vehículo híbrido utilizando un motor tipo PMSM, incluyendo una etapa de regeneración de energía, utilizando un inversor pilotado por punto neutro (NPP). El funcionamiento óptimo permite que el motor sea alimentado en la etapa de tracción con la energía correcta de tal manera que opere adecuadamente; por otro lado, durante el frenado, facilita la transferencia de energía en modo regenerativo al bus de CC, almacenando la mayor cantidad de energía en los elementos de almacenamiento, que, en este caso, se refiere a un banco de baterías. También incluye un convertidor intercalado bidireccional DC-DC para regular los niveles de voltaje de CC tanto en tracción como en frenado. Su característica fundamental es que, con un número reducido de dispositivos de conmutación, permite la reducción del voltaje de CC del bus de CC con características adecuadas, constantes y estables, independientemente de cambios bruscos en el valor de referencia del voltaje de salida. Además, otras características incluyen el control de oscilaciones, es decir, reducir o aumentar las oscilaciones según las condiciones de operación. Su operación transitoria es excelente, ya que el tiempo de asentamiento se reduce considerablemente, lo que implica que el voltaje del bus de CC no causa contratiempos en el funcionamiento del motor. En su operación como convertidor elevador, en caso de cualquier valor de voltaje del bus de CC, el convertidor eleva el valor de voltaje de acuerdo con las condiciones de referencia. De manera similar, el control permite mantener el voltaje en un valor estable independientemente de los cambios en el punto de ajuste. Este trabajo presenta un esquema de gestión de energía novedoso para el accionamiento eléctrico de imán permanente basado en una estrategia de Control Predictivo de Modelo, contribuyendo así a la gestión efectiva de la energía de un ciclo de conducción de vehículo eléctrico híbrido estándar. Los resultados obtenidos utilizando una plataforma Hardware-in-the-Loop (HIL) en tiempo real mostraron la efectividad del Control Predictivo de Modelo en el manejo de la gestión del flujo de potencia mientras se asegura el control del accionamiento eléctrico en todos los perfiles de velocidad-par de torque requeridos.