Detalle del congreso

Autores: Carignano, Mauro G.; Junco, Sergio; Diego Feroldi.

Resumen: Los vehículos híbridos con pilas de combustible (FCHV) representan una excelente alternativa para aliviar la creciente polución en ambientes urbanos, y actualmente representan una solución de creciente interés para los fabricantes de autos. Algunos ejemplos de éstos son Hyundai (TUCSON), General Motors (Chevrolet Equinox), Honda (FCX-V4 y FCX Clarity), Toyota (Mirai) y Volkswagen (Passat Lingyu). Sin embargo, algunas cuestiones asociadas la producción, distribución y almacenamiento de hidrógeno, y al costo y vida útil de las pilas de combustible (FC), deben ser mejoradas para hacer esta tecnología más accesible y rentable. La FC presenta dos ventajas principales comparada con el motor de combustión interna: mayor eficiencia energética y emisiones cero. Sin embargo, las FCs presentan una limitación asociada a su lenta respuesta dinámica, la cual debe ser tenida en cuenta para evitar un envejecimiento prematuro. Para prevenir situaciones de degradación en la FC, usualmente se imponen restricciones sobre velocidad de variación de la potencia entregada. Teniendo en cuenta estas limitaciones, para poder satisfacer perfiles de potencia altamente variables, los FCHVs incorporan un sistema de almacenamiento de energía. Este sistema permite además recuperar parte de la energía durante el frenado. En muchos casos una batería es adoptada para tal propósito. A pesar de los avances en esta tecnología, las baterías electroquímicas ofrecen actualmente una vida útil relativamente corta, limitada a un par de miles de ciclos de descarga profunda. Una alternativa para hacer frente a esta desventaja son los supercapacitores (SC), que pueden reemplazar la batería o trabajar en combinación con ésta. Desde el punto de vista de las estrategias de gestión energética (EGE), los FCHVs con SC representan un escenario adverso debido a la presencia de restricciones activas sobre variables de estado, o que dependen de éstas. Estas restricciones afectan sensiblemente tanto el consumo de hidrógeno como la satisfacción de la demanda de potencia. Un repaso por el estado actual de las EGE indica que la Estrategia de Consumo Equivalente (ECMS) es la más destacada en este tipo de plataformas. Este trabajo presenta una nueva EGE para FCHV con SC basada en la estimación energética en un horizonte de tiempo cercano. La estrategia está especialmente diseñada para sistemas con restricciones de estado frecuentemente activas en operación. Ésta utiliza información del estado actual del vehículo en términos de la velocidad de desplazamiento, el estado de carga del SC y el flujo potencia en la FC. El caso de estudio presentado corresponde a un autobús de transporte urbano. En primer lugar, el desempeño de la estrategia propuesta es evaluado vía simulación utilizando un modelo cuasiestático del sistema de propulsión, y los resultados son comparados con aquellos obtenidos con la estrategia ECMS y la óptima, obtenida con programación dinámica. Los resultados obtenidos por simulación incluyen un análisis de la sensibilidad de las estrategias frente a variaciones en las condiciones de velocidad y la masa total del vehículo. Finalmente, se lleva a cabo una validación experimental utilizando una estación híbrida de potencia. La estrategia propuesta muestra ventajas en términos de consumo de combustible y cumplimiento de la demanda de potencia comparada con la estrategia ECMS. Por otro lado, se observan márgenes de mejora en comparación con la solución óptima.

Tipo de reunión: Jornada.

Producción: Estrategia de gestión energética para un vehículo híbrido con pila de combustible y supercapacitores.

Reunión científica: XI Jornadas de Ciencia y Tecnología UNR.

Lugar: Rosario.

Institución organizadora: Universidad Nacional de Rosario.

Publicado: No

Mes de reunión: 10

Año: 2017.