Desarrollo de un Sistema de Control para la Gestión Eléctrica del Pedaleo Asistido en Vehículos de Tracción Híbrida en pro del cuidado de las Baterías Eléctricas

Proyecto: Investigación CientíficaInvestigación Aplicada

Detalles del proyecto

Descripción

El propósito de esta investigación es diseñar un sistema de control que permita el pedaleo asistido inteligente en vehículos de movilidad eléctrica, al mismo tiempo que se integra un sistema fotovoltaico para mejorar la autonomía del vehículo. Este enfoque está alineado con los requisitos establecidos por la normativa colombiana y las especificaciones técnicas para sistemas de asistencia eléctrica en vehículos. Inicialmente, se lleva a cabo una parametrización de los requisitos de diseño utilizando la metodología de análisis funcional. Esta metodología proporciona un enfoque estructurado y sistemático para comprender y definir los requisitos del diseño de un producto. A través de este análisis, se busca identificar y establecer los parámetros clave que deben ser considerados durante el proceso de diseño.
Posteriormente, se lleva a cabo la evaluación del chasis prototipo mediante el análisis por elementos finitos. Durante este proceso, se tienen en cuenta los esfuerzos mecánicos, la deformación y las frecuencias propias, utilizando el software Solid Works. El objetivo de esta evaluación es seleccionar el prototipo más adecuado y avanzar en la elaboración de los planos necesarios para la construcción del vehículo.
En la fase de control, se plantea un modelo dinámico que integra el comportamiento del tren de potencia de una bicicleta eléctrica con pedaleo asistido y un motor de corriente continua, basado en las velocidades angulares. Sin embargo, lo más destacado es el diseño de un generador de set point de velocidades implementado mediante lógica difusa. Este generador tiene en cuenta condiciones de contorno, como la potencia entregada por el usuario, la inclinación de la ruta y el peso total, lo que permite una gestión adecuada de la carga y descarga de las baterías eléctricas. Además, se implementan dos técnicas de control avanzado, Fuzzy y LQR, con el fin de evaluar la estrategia que mejor se adapte a las perturbaciones generadas en el sistema. Este enfoque de control garantiza un rendimiento óptimo y una respuesta eficiente en diversas situaciones.
Finalmente, se lleva a cabo la integración de la tricicleta con el sistema de control inteligente, las baterías, el motor eléctrico, el regulador y el panel solar. Una vez completada esta etapa, se procede a la validación del prototipo. En esta fase, se realizan pruebas exhaustivas para asegurar que todos los componentes y sistemas funcionen de manera coordinada y eficiente. La validación del prototipo es crucial para garantizar que el diseño y la implementación sean exitosos y cumplan con los objetivos establecidos.

Focos Priorizados

Transición Energética: Movilidad Sostenible

Objetivo General

Diseñar un sistema de control para un vehículo de tracción híbrida de pedaleo/motor eléctrico que permita alcanzar velocidades máximas de 25 km/h y pueda desplazarse en pendientes de hasta un 4%.

Objetivos Específicos

1. Realizar adecuaciones del chasis existente y del sistema de tracción de potencia del vehículo de tracción híbrida de tal forma que permita la adecuación del sistema de control propuesto.
2.Implementar un sistema de adquisición de datos que permita registrar de manera precisa las variables relevantes del sistema
3. Desarrollar un sistema de control para el motor eléctrico que asegure una gestión eficiente de la batería, manteniendo velocidades de hasta 25 km/h
4. Realizar una evaluación de la gestión de potencia de las baterías mediante la implementación de protocolos de prueba utilizando el sistema de control diseñado

Reto(s) propuesto(s) para estudiantes y/o pasantes o practicantes de investigación

¿Cómo afecta la implementación de un sistema de pedaleo asistido inteligente y la integración de un sistema fotovoltaico en la autonomía y eficiencia energética de los vehículos de movilidad eléctrica?
Título cortoMovilidad Eléctrica Sostenible
EstadoActivo
Fecha de inicio/Fecha fin15/01/2430/07/25

Financiación

  • Universidad Autonoma de Bucaramanga: $ 11.600.000,00

Objetivos de desarrollo sostenible de las Naciones Unidas

En 2015, los estados miembros de las Naciones Unidas acordaron 17 Objetivos de desarrollo sostenible (ODS) globales para erradicar la pobreza, proteger el planeta y garantizar la prosperidad para todos. Este proyecto contribuye al logro de los siguientes ODS:

  • ODS 3: Salud y bienestar
  • ODS 7: Energía asequible y no contaminante
  • ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles
  • ODS 13: Acción por el clima

Palabras clave

  • Movilidad eléctrica
  • pedaleo asistido
  • Control difuso
  • Pedaleo Inteligente
  • sistema de compensación de potencia

Enfoques Temáticos Institucionales

  • Transición energética

Líneas de Investigación UNAB

  • Fuentes energeticas y transformación de energia

Estado

  • En ejecución

Objetivo Socioeconomico

  • Energía