En este trabajo se propone y valida un modelo circuital desarrollado con PSpice a modo de réplica de un prototipo de transferencia inductiva de potencia de 2 kW conmutando a 18,65 kHz para la recarga de vehículos eléctricos. El prototipo experimental está compuesto por un inversor, controlado por desplazamiento de fase, un acoplamiento inductivo con compensación capacitiva serie-serie y una carga variable. Las simulaciones fueron ejecutadas para tres separaciones diferentes entre los dos bobinados del acoplamiento, todas ellas de interés práctico en vehículos eléctricos: 125, 150 y 175 mm. La validación del modelo se basa en identificar el valor del factor de acoplamiento magnético que para cada separación y diez cargas resistivas diferentes garantiza que la corriente de pico simulada a la salida del inversor coincide con la experimental. Se ha encontrado una similitud razonable entre los factores de acoplamiento obtenidos con el modelo y los correspondientes valores experimentales para las tres separaciones consideradas, siempre y cuando el ciclo de trabajo del voltaje entregado por el inversor no sea excesivamente bajo. El modelo desarrollado es capaz, por lo tanto, de reproducir el comportamiento del prototipo experimental con suficiente precisión en un amplio rango de separaciones entre bobinas y condiciones de carga.[...] Leer más

En este trabajo se presenta el diseño de una unidad electrónica universal de gestión y control de baterías de iones de litio (Li-Ion) para dispositivos electrónicos que requieran movilidad. Esta unidad pretende ser una herramienta aplicable en la mayoría de los diseños de dispositivos móviles tales como plataformas robóticas móviles o vehículos de movilidad eléctrica pequeños como patinetes o bicicletas. La unidad propuesta utiliza un microcontrolador para gestionar los recursos de la batería y comunicarse con el procesador principal del sistema móvil. Las principales funcionalidades son: el auto apagado por batería baja o por estar inactivo, el balanceo de la fuente de entrada durante la carga de la batería, la monitorización del nivel de carga y el control del consumo indeseado del sistema durante la carga. Asimismo, la unidad presentada proporciona diferentes salidas de alimentación activables electrónicamente para controlar componentes externos adicionales como sensores de seguridad, actuadores de frenado o elementos de iluminación.[...] Leer más

En este trabajo se aborda el diseño de un amortiguador activo para la estabilización del tren de potencia de un vehículo eléctrico (VE) en régimen de funcionamiento de potencia constante. Se demuestra mediante simulación PSIM que dicho régimen en el eje del motor se traduce en un comportamiento inestable de las variables eléctricas que se propaga hacia atrás hasta el convertidor elevador, el cual constituye el primer elemento de la cadena de potencia. El efecto anterior sobre el convertidor puede modelarse mediante una carga equivalente de potencia constante (CPL) y su efecto desestabilizador puede mitigarse insertando un resistor en serie con el puerto de entrada de aquel. La realización de dicho resistor de forma virtual mediante un resistor libre de pérdidas (LFR) y su implementación con un convertidor SEPIC son objeto de análisis posterior. Se muestra la viabilidad de la propuesta por simulación PSIM de la conexión del convertidor elevador en lazo abierto con el convertidor SEPIC actuando como LFR.[...] Leer más

En aplicaciones de electromovilidad se requiere\r\nel control de motores a altas velocidades de forma eficiente, con alta respuesta dinámica y robustez. En relación con la eficiencia, es necesario maximizar el uso de la tensión de bus DC mediante la inyección de tercer armónico de tensión. En muchos casos, también es necesario operar en modo debilitamiento de campo (FW, field weakening). El control deslizante (SMC, Sliding Mode Control) de primer orden ofrece alta dinámica y robustez. Sin embargo, la implementación de estrategias de inyección de armónicos y de debilitamiento de campo no es trivial. En este trabajo se propone un esquema de control SMC modificado que incorpora dichas funcionalidades para el control de máquinas síncronas de imanes permanentes (PMSM). Finalmente, se muestran resultados de simulación que validan el esquema propuesto.

Los vehículos eléctricos híbridos basados en el uso de una pila de combustible son una alternativa viable a los vehículos con motores de combustión interna. Este artículo presenta un algoritmo de optimización para el sistema de gestión de energía de estos vehículos orientado a aumentar su autonomía. El sistema utiliza una pila de combustible como fuente de energía principal, una batería conectada directamente al bus como fuente secundaria y un convertidor de potencia entre la pila de combustible y el bus. Ambas fuentes de energía aportan la potencia necesaria que requiere el vehículo. El algoritmo de optimización propuesto se basa en la minimización de las pérdidas de energía del sistema y se valida con simulaciones realizadas en PSIM® y SIMULINK® utilizando baterías óptimamente dimensionadas, baterías sobredimensionadas y baterías de capacidad insuficiente. El dimensionamiento obtenido mediante el uso del algoritmo propuesto se compara con el disponible en una de las referencias del estado de la técnica, consiguiendo una mejora en masa, volumen y coste total del sistema. Finalmente, se compara la configuración del sistema con menor masa, volumen y coste con el que presenta menores pérdidas de energía.[...] Leer más

El cambio climático es una de las principales preocupaciones de la sociedad actual. Es de sobra conocida la necesidad de reducir los gases de efecto invernadero (GEI) que se emiten, así como los consumos de energías no renovables para mejorar esta situación. Dentro del marco de los Acuerdos de París para 2030 y el borrador del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030, los compromisos pasan por fomentar medidas para una reducción de emisiones de hasta un 40% con respecto a los niveles de 1990. El sector del transporte-movilidad representa un 40 % de estas emisiones de gases totales, por lo que el fomento del transporte público, y concretamente del transporte ferroviario es una de las apuestas más claras por parte de las administraciones. El presente documento tiene como objetivo analizar el estado actual y futuro a corto plazo de una de las soluciones con más perspectiva para la progresiva descarbonización del sector ferroviario como lo es la implantación de convoyes con tracción por pila de combustible. La inclusión de sistemas basados en hidrógeno en el nuevo material rodante se postula como sustitución a propulsión diésel en vías no electrificadas, con todas sus implicaciones, en cuanto a barreras económicas y técnicas, que se han de afrontar desde todos los agentes públicos y privados implicados. Por último se profundiza en los aspectos relacionados con la electrónica de potencia y control. Están descritos los principales retos técnicos que más se están abordando actualmente, tanto en el ámbito industrial como en el científico.[...] Leer más

En el artículo se presenta el diseño de un esquema de control para un cargador de baterías basado en un sistema inalámbrico de transferencia de energía aplicado a vehículos eléctricos (VE). El sistema de carga inalámbrica emplea un esquema de compensación serie-serie, el cual se controla por una tensión de entrada constante y opera en modo de desplazamiento de fase. La carga de la batería se realiza a través de un convertidor DC-DC, mediante un control conjunto de la tensión de entrada del convertidor y de la corriente de la batería. Los resultados obtenidos en las simulaciones y en los ensayos experimentales reflejan el funcionamiento eficiente del esquema de control.