Control del estado de carga de las baterías de vehículos eléctricos conectados a la red eléctrica.

Alvaro Mendoza, Carlos Enrique (2018) Control del estado de carga de las baterías de vehículos eléctricos conectados a la red eléctrica. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Este trabajo aborda el problema de control del estado de carga de las baterías en un vehículo eléctrico. Se propone el diseño de controles para un cargador de batería compuesto por dos etapas, que sean capaces de resolver el problema de seguimiento de referencia para la potencia de entrada y el voltaje de salida. Los controles propuestos están basados en el método de diseño de control por modo deslizante tipo super twisting modificado. El cargador de baterías no debe afectar a la red de distribución de energía, por lo tanto, es necesario realizar una corrección del factor de potencia, debido a lo anterior se propone un control de seguimiento de referencia de la potencia de entrada en la primer etapa del cargador, que está compuesta por un convertidor boost entrelazado. El segundo diseño de control resuelve un problema de seguimiento de referencia de voltaje de salida de la segunda etapa del cargador de batería, conformado por un convertidor full-bridge, donde el voltaje de referencia de tensión de salida está determinado por un perfil de carga de la batería. El estado de carga (SOC) de una batería es importante para conocer la cantidad de energía que ha sido almacenada en ella. Sin embargo, dicha información no se puede medir directamente. Para tratar este problema, se propone el diseño de un observador que sea capaz de estimar el estado de carga y el voltaje de polarización de la batería de ion-litio, a partir de su voltaje de terminal. Este observador se diseña en base a la técnica por modos deslizantes de alto orden modificado. Además, de la robustez ante perturbaciones e incertidumbres y la atenuación del efecto chattering de estos algoritmos de observación/control, una de las principales contribuciones es la reducción del número de parámetros a sintonizar. Para validar el desempeño del control propuesto, se realiza un estudio comparativo con otros métodos de control, tales como: control por retroalimentación no lineal y la función de control- Lyapunov. En el caso del observador propuesto, se hace un estudio comparativo con un observador Luenberger. Resultados en simulación son presentados para demostrar el desempeño de la metodología propuesta.

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