1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
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Title:	Estrategia de Manejo para el Uso Eficiente de Energía de un Vehículo Híbrido Eléctrico Basado en Celdas de Combustible
Authors:	Lopez Perez, Manuel de Jesus%368962
metadata.dc.subject.other:	vehículos eléctricos, ultracapacitores, planta de potencia hibrida,ciclo de manejo WLTC CLASSI.
Issue Date:	2021-01-21
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Description:	Este trabajo presenta el diseño de una estrategia de manejo de energía para vehículos eléctricos híbridos basados en celdas de combustible, en donde un banco de baterías y de ultracapacitores son componentes auxiliares de la planta de potencia híbrida. La estrategia se plantea bajo un esquema de control basado en lógica difusa y considera a las celdas de combustible como fuente principal de la configuración de la planta de potencia híbrida y la eficiencia de conversión del combustible (hidrógeno). Por lo tanto, todo el requerimiento energético debe ser suministrado por éstas, haciendo el mejor uso de la energía abordo. Mientras que, el requerimiento de potencia total del vehículo se complementa por las dos fuentes, baterías y ultracapacitores. El diseño de la estrategia de manejo de energía también considera el tamaño de las fuentes, ya que del tamaño de éstas depende la magnitud de la aportación energética y de potencia de cada una. Por lo que en este trabajo se incluye una metodología de dimensionamiento “ab-initio” de las fuentes, para incluir el peso de las mismas en el requerimiento energético total del vehículo. El método de dimensionamiento inicia con la reducción del tamaño de las celdas de combustible para suplir el requerimiento de energía del vehículo de acuerdo al ciclo de manejo seleccionado. Mientras que las baterías y los ultracapacitores se dimensionan de acuerdo a sus características de respuesta dinámica y considerando especificaciones de celdas candidatas comerciales, para una configuración eléctrica propuesta y una línea base de planta de potencia híbrida. En orden de ilustrar el diseño de la estrategia de manejo de energía y la metodología de dimensionamiento, se utilizó un vehículo eléctrico utilitario, el ciclo de manejo WLTC CLASS I, y una autonomía de 60 km. Se realizaron diversos análisis de sensibilidad de la estrategia propuesta en este trabajo bajo cambios en el tamaño de las fuentes, así como de sus parámetros iniciales. Los resultados muestran que, al reducir la planta de potencia, los requerimientos de potencia y energía también se reducen. Además, con la implementación de la estrategia de manejo de energía se observó un mejor uso de la energía abordo, promoviendo ahorros económicos y de combustible. También se encontró que, incluir los ultracapacitores (con un tamaño mínimo) a la planta de potencia ofrece beneficios, como la reducción del estrés de las baterías con un costo de inversión marginal comparado cuando no se utilizan. También la inclusión de baterías es necesario para cumplir con el requerimiento de potencia del vehículo. Su dimensionamiento y el criterio de diseño de la EMS, permite utilizar las baterías sin exceder sus parámetros de operación deseados y cumplir con el desempeño del vehículo. Los resultados de la implementación del diseño de la estrategia de manejo de energía y de la metodología de dimensionamiento de la planta de potencia muestran ser prometedoras, al hacer uso eficiente de la energía abordo. Además, la eficiencia alcanzada en la conversión del combustible de las celdas de combustible es comparable con otros trabajos publicados, y en ciertas condiciones, hasta supera lo que se encontró en la revisión del estado del arte. Finalmente, ambas, la estrategia y el método de dimensionamiento, se puede implementar fácilmente, y el costo computacional no es tan grande si se compara con estrategias con control óptimo.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
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