Desarrollo de un modelo de propulsión con dos motores escalables y estrategia de control óptima para escoger el punto de trabajo

Abstract

[ES] Este trabajo fin de máster tiene como objetivo investigar los diferentes conceptos de transmisión que reflejan el concepto escalable, implementa el concepto más adecuado en un modelo de simulación y construye una estrategia de control para optimizar la eficiencia de la cadena cinemática con el fin de mejorarla autonomía del vehículo. El primer paso del trabajo final de grado ha sido la adaptación de los ciclos de conducción existentes utilizados en los vehículos a nuevos ciclos para un vehículo eléctrico pesado. Este proceso ha consistido en la reducción de las velocidades del ciclo de velocidades más altas a velocidades más pequeñas alcanzables por el vehículo pesado y el correspondiente ajuste de las aceleraciones. El segundo paso ha sido la implementación de una arquitectura de propulsión, que consiste en dos motores eléctricos conectados a un eje de salida por medio de un engranaje planetario. La conexión de los motores a través del planetario permite que el sistema cambie el punto de trabajo de los motores eléctricos para trabajar en el punto de máxima eficiencia. Para ello, se ha creado un algoritmo para optimizar los puntos de trabajo. Como resultado de la simulación, se proporcionan los puntos de trabajo de los dos motores eléctricos en términos de par y velocidad. Además, el resultado se comparará con los conceptos generales de transmisión con un solo motor en términos de eficiencia y cumplimiento de las necesidades de propulsión

[EN] This master thesis has the aim to research the different drivetrain concepts that reflects scalable concept, implements the most suitable concept in a simulation model and builds a control strategy to optimize the efficiency of the powertrain in order to improve the range of the vehicle. The first step of the master thesis is the adaptation of existing driving cycles used in duty vehicles to new ones for a heavy electric vehicle. This process consists in the reduction of the speeds of the cycle from higher velocities to smaller velocities achievable by the heavy-duty vehicle and the corresponding adjustment of the accelerations. The second step is the implementation of a powertrain architecture, consisting of two electric motors connected to one output axle by a planetary gear. The connection of the motors through the planetary allows the system to change the working point of the electrical motors to work in the highest efficiency point. For this purpose, an algorithm to optimize the working points will be created. As a result of the simulation, the working points of the two e-motors in terms of torque and speed are provided. In addition, the result will be compared with mainstream drivetrain concepts with one motor in term of efficiency and possibility to cover the real need of the vehicle class.