Diseño del sistema de propulsión eléctrico para vehículo híbrido

Abstract

[ES] El objetivo básico del presente TFG consiste en diseñar el sistema de propulsión eléctrica para conseguir un vehículo híbrido a partir de un automóvil real ya comprado y en proceso de adaptación. Para ello, se ha calculado el modelo dinámico del vehículo. Una vez hecho esto, en primer lugar, se ha elegido la tipología de vehículo hibrido. En segundo lugar, se ha elegido la tipología de motor eléctrico y del sistema de almacenamiento de la energía. Seguidamente se ha diseñado la electrónica de potencia necesaria para conseguir un variador de frecuencia bidireccional. Los componentes diseñados han sido el Buck/Boost bidireccional, el puente inversor trifásico y el filtro LC. Finalmente se ha creado y simulado en Simulink/Matlab la lógica de control vectorial en lazo cerrado para el funcionamiento del inversor trifásico con el objetivo de controlar el motor eléctrico. Como se comprueba en las gráficas aportadas en el TFG, el control vectorial diseñado para accionar el motor eléctrico CMP 100L de imanes permanentes funciona correctamente. Asimismo, el propio motor eléctrico, las baterías y el variador de frecuencia diseñados funcionan adecuadamente dentro de las velocidades y pares mecánicos y autonomía establecidos para la competición (Time Attack) en la que ha de participar el vehículo.

[EN] The basic purpose of this TFG is to design the electric propulsion system to get a hybrid vehicle from a real car already purchased and in the process of adaptation. For this, the dynamic model of the vehicle has been calculated. Once this has been done, first, the hybrid vehicle typology has been chosen. Secondly, the type of electric motor and the energy storage system have been chosen. Next, the necessary power electronics have been designed to achieve a bidirectional frequency variator. The components that have been designed are formed by the bidirectional Buck / Boost, the three‐phase inverter bridge and the LC filter. Finally, the vector control logic in closed loop for the operation of the three‐phase inverter has been created and simulated in Simulink / Matlab with the aim of controlling the electric motor. As can be seen in the graphs provided in the TFG, the vector control that have been designed to operate the CMP 100L electric motor with permanent magnets works correctly. Also, the electric motor itself, the batteries and the frequency inverter that have been designed work properly within the speeds and mechanical pairs and autonomy established for the competition (Time Attack) in which the vehicle must participate.