Modelización de un Sistema de energía multifuentes para un vehículo eléctrico

Abstract

[ES] Durante los últimos años, los vehículos eléctricos e híbridos eléctricos (VE y VHE) han estado en pleno auge en la industria del automóvil. Han evolucionado mucho haciendo que la vida de las personas sea más fácil y también son la solución para hacer frente al calentamiento global debido a las reducciones de emisiones de CO2, la contaminación local y, en consecuencia, la contaminación acústica creando un medio ambiente más limpio y verde.

Aunque científicos, investigadores e ingenieros han desarrollado muchas tecnologías para mejorar los vehículos convencionales mediante la fabricación de vehículos eléctricos e híbridos, todavía siguen buscando nuevas soluciones para mejorar su rendimiento.

Estas nuevas mejoras han hecho que la gente sea más consciente en comprar este tipo de vehículos en vez de los vehículos con motor de combustión interna. Esto también es debido a su eficiencia, fiabilidad, su menor consumo y, por supuesto, porque contribuyen con el medio ambiente.

Este proyecto permite al lector, ya sea especializado o no en el tema, tener una visión global del funcionamiento del vehículo eléctrico, sus componentes, sus ventajas e inconvenientes y, por último, también facilita la comprensión del funcionamiento de las nuevas tecnologías aplicadas al vehículo eléctrico como V2G (Vehículo a la red), V2B (Vehículo al edificio) y VTH (Vehículo a la vivienda).

Además, en el proyecto se explica en detalle el uso de los diferentes sistemas de almacenamiento de energía para el vehículo eléctrico como son las baterías, los supercondensadores y las pilas de combustible, así como el funcionamiento de cada uno de ellos y las ventajas y desventajas entre ellos. Además, la modelización de los sistemas de almacenamiento de energía anteriormente mencionados también se muestra en el documento.

Después de esto, algunas simulaciones de los sistemas de almacenamiento de energía se representan en PSIM.

Por último, sugerimos una aplicación para el Vehículo eléctrico que consiste en aumentar el número de sistemas de almacenamiento de energía con el fin de mejorar su eficiencia durante la conducción, por lo que proponemos un sistema híbrido de almacenamiento de energía para el VE. Además, se explica cómo la energía almacenada en estos dispositivos podría inyectarse en la red eléctrica para proporcionar más energía mientras el coche no se está utilizando.

Por último, cabe remarcar que este proyecto tiene un doble propósito: por un lado, avanzar en los campos de trabajo que serán la base del futuro, como la investigación, y por otro, tiene un propósito didáctico, mostrando a los lectores y futuros estudiantes los desarrollos en las nuevas tecnologías que se aplican al vehículo eléctrico.

[EN] Over the last few years Electric and Hybrid Electric vehicles (EVs and HEVs) have been in full apogee in the automotive industry. They have evolved a lot making people s life easier and also as a solution to deal with global warming due to the reduction of CO2 emissions, the local pollution and consequently, the noise pollution making a cleaner and greener environment.

Although scientists, researches and engineers have developed a lot of technologies to improve the conventional vehicles by making Electric and Hybrid vehicles, they are still searching new solutions to improve their performance.

These new improvements have made people more aware about buying this type of cars instead of the Internal combustion engine ones due to their efficiency, reliability, lower consumption and of course, because they are environmentally friendly.

This project allows the reader, whether specialized or not in the subject, to have a global vision of the operation of the electric vehicle, their components, their advantages and disadvantages and finally, it also facilitates the reader to understand the operation of the new technologies applied to the electric vehicle such as V2G (Vehicle-to-Grid), V2B (Vehicle-to-Building) and VTH (Vehicle-to-Home).

In addition, the project explains in detail the use of the different energy storage systems in the electric vehicle such as batteries, supercapacitors and fuel cells, as well as the operation of each one of them and the advantages and disadvantages between them. Moreover, the modelling of these energy storage systems is also shown in the paper.

After that, some simulations of the energy storage systems are represented in PSIM.

Finally, we suggest an application for the EV which consist in increase the number of energy storage systems in order to improve its efficiency while driving, so we propose a hybrid energy storage system for the EV. Moreover, an explanation about how the energy stored into these devices could be injected into the electrical grid for provide more energy while the car is not being used is given.

Furthermore, this project has a double purpose: on one hand, to advance in the fields of work that will be the basis of the future, such as research, and on the other, it has a didactic purpose, demonstrating the readers and future students the developments in the new technologies that are applied to electric vehicles.