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Hibridación Óptima con Mínimo Consumo de Combustible del Tren Híbrido de Celdas de Combustible

Autores: Mii, Mario; Stojkov, Marinko; Tomi, Rudolf; Lovri, Mario

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Hibridación Óptima con Mínimo Consumo de Combustible del Tren Híbrido de Celdas de Combustible


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Estudio numérico
Tren híbrido
Pilas de combustible
Baterías
Supercondensadores
Optimización

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento describe un estudio numérico sobre la distribución óptima de energía entre celdas de combustible y almacenamiento de energía auxiliar en el tren híbrido. Los motores de combustión interna (ICE) están actualmente bajo presión de las agencias ambientales debido a sus emisiones de gases nocivos, y los vehículos de batería pura tienen un alcance limitado; un tren híbrido alimentado por celdas de combustible, baterías y supercapacitores puede proporcionar una solución de propulsión viable. En este estudio, se propone una gestión especial de la energía en el ferrocarril de montaña con distribución óptima de potencia y mínimo consumo de hidrógeno. Considerando las características del ferrocarril de montaña, el vehículo utiliza la recuperación de la energía de frenado regenerativo y así carga dispositivos de potencia adicionales, y la optimización de la hibridación otorga potencia favorable a cada dispositivo de fuente de energía con un consumo mínimo de hidrógeno en la celda de combustible. En este estudio, se creó un modelo de simulación en un entorno Matlab/Simulink para la optimización de sistemas de potencia hibridados en trenes, y puede ser fácilmente modificado para la hibridación de cualquier tipo de tren. La optimización se realizó utilizando programación cuadrática secuencial (SQP). Los resultados muestran que esta topología de tren híbrido tiene la capacidad de recuperar el estado de carga (SOC) de la batería y el supercapacitor mientras cumple con los requisitos de velocidad del vehículo y potencia de propulsión. También se simuló el efecto de los parámetros de la batería y el supercapacitor en la distribución de potencia y el consumo de combustible.

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