Modelado y Control de un Vehículo Híbrido Basado en Pilas de Combustible

Abstract

La continua demanda de energía y el modelo de consumo actual exigen la búsqueda de nuevas alternativas de obtención de energía. Este trabajo es una contribuci ón para el estudio de soluciones para esta problemática. Se proponen métodos de minimización del consumo de hidrógeno en un vehículo basado en pilas de combustible. El modelo del vehículo estudiado también tiene una batería como fuente secundária. Se proponen estratégias de gestión de energía que buscan maneras de conseguir un compromiso entre utilización de la pila de combustible o de la batería, a fines de minimizar el consumo de hidrógeno o/y mantener la carga de la batería en una referencia deseada. Algunas de las estratégias propuestas aplicadas en un modelo no lineal del sistema son basadas en reglas heurísticas sencillas y de fácil implementación y las demás utilizan un modelo lineal híbrido que tiene variables discretas para la formulaci ón de una lógica de conmutación de los modos de operación del sistema. Una de las estratégias heurísticas es implmementada con este modelo y además una estratégia de control MPC es desarrollada para una posterior comparación de eficiencia.

The continuous energy demand and the current consumption model require researches for new alternatives of energy obtainment. This work is a contribution to the study of solutions for this problem. Some methods of hydrogen consumption minimizing in a fuel cell-based vehicle are proposed. The model of the studied vehicle also has a battery as a secondary source. The proposed energy management strategies seek for ways of achieving a compromise between using the battery and fuel cell system to minimize the consumption of hydrogen and/or maintain battery charge in a required reference. Some of the proposed strategies applied in a non-linear model system are based on heuristic rules that are simple and easy to implement and others use a hybrid linear model that has discrete variables to formulates the logic of the system operation mode switching. One of the heuristic strategies is designed with this model and also an MPC control strategy is developed to a later comparison of efficiency. v