Estudio experimental y de modelado de la refrigeración líquida en controlador de vehículo eléctrico

Duarte Reza, Daniel (2020) Estudio experimental y de modelado de la refrigeración líquida en controlador de vehículo eléctrico. Otro thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Como consecuencia de la inestabilidad en el suministro y el alza frecuente en el precio de las gasolinas a nivel mundial, se han realizado esfuerzos para desarrollar vehículos eléctricos (EV) y vehículos híbridos (HEV) durante las últimas décadas. El manejo del consumo de energía es crucial en el rango de autonomía que se puede obtener de un EV, y es el controlador de un EV el que funciona como un regulador que suministra la energía eléctrica al motor, así como también gestiona la velocidad del vehículo en la mayoría de los casos como un variador de frecuencia que recibe la señal de control de pedal de aceleración. Esta acción genera una cantidad significativa de calor debido a la resistencia interna del controlador. Para que un EV o un HEV funcione en condiciones óptimas, la temperatura del controlador debe mantenerse dentro de un cierto límite. Por lo tanto, se requiere de un sistema de enfriamiento para el controlador que sea eficiente y efectivo. En este proyecto se realizó el diseño y fabricación de un intercambiador de calor tipo placa de refrigeración líquida para el EV llamado TABBY EVO que es una plataforma de hardware libre para vehículos eléctricos, que no cuenta con un sistema de enfriamiento integrado por lo que puede presentar sobrecalentamientos inesperados, el intercambiador propuesto fue modelado analítica y numéricamente, para obtener una simulación útil para evaluar los parámetros más importantes desde el punto de vista de la conducción - convección forzada, tanto para estado estable como transitorio, utilizando el software Computational Fluid Dynamics (CFD) SolidWorks Flow Simulation. Los resultados obtenidos de las simulaciones en este proyecto demuestran que el intercambiador de calor fabricado resuelve la problemática del vehículo TABBY EVO evitando el sobrecalentamiento del controlador eléctrico mejorando su autonomía debido a que el vehículo se protegía y detenía su movimiento al superar el límite de temperatura soportado por controlador alrededor de 90 °C. Por lo tanto, los resultados presentados se pueden ser utilizados para obtener simulaciones CFD más realistas de sistemas o sentar las bases para el desarrollo de diferentes estrategias del control de temperatura de los controladores usados en los EV.

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