Simulación de funcionamiento de una técnica de control para la carga rápida de automóviles eléctricos la metodología de control jerárquico

Abstract

En este proyecto de grado se quiso atacar la problemática ambiental que se genera por el uso de automóviles con motores de combustión. Los vehículos eléctricos proponen una alternativa interesante para la problemática que presentan los vehículos con motores de combustión interna. Sin embargo, en Colombia hay un efecto de cuello de botella con los automóviles eléctricos que se debe a varios factores. Los dos más importantes son la gran inversión inicial que representa un VE, y la poca infraestructura de carga que hay en Colombia para la carga de VE. Con este proyecto se pretende atacar la problemática de la falta de infraestructura de carga de VE simulando el funcionamiento de un rectificador controlado, y diseñando el controlador que va a utilizar dicho rectificador con el fin de controlar la carga rápida de un VE. A lo largo del proyecto, se desarrollaron cuatro bloques utilizando simulink: el bloque del circuito electrónico en el cual se simula el funcionamiento de un rectificador trifásico de onda completa activo, construido con transistores IGBT. Además, este bloque posee etapas de filtrado previo al rectificador y posterior al rectificador con el fin de disminuir el rizado de la salida y la corriente armónica que inyecta el rectificador a la red, además modela la carga de una batería de iones de litio mediante el bloque "battery" de simulink. El segundo bloque consta de un bloque de transformaciones matemáticas, en donde se utiliza la transformada de Clarke y la transformada de Park sobre el voltaje y la corriente de entrada trifásicas con el fin de pasarlas a un sistema de coordenadas DQ para utilizar la técnica de DQ-control. Esta técnica se utiliza para controlar el voltaje y la corriente de un rectificador activo. El tercer bloque implementa la técnica de DQ-control, la cual es encargada de controlar la corriente que es suministrada a la batería con el fin de seguir la curva de carga de una batería de iones de litio, este bloque genera unas señales de referencia las cuales son útiles para el último bloque. El último bloque se encarga de, partiendo de las señales de referencia generadas por el bloque de control DQ, generar señales PWM que se envían directamente a los transistores con el fin de aplicar el control directamente sobre el rectificador. Con la interconexión de estos bloques, se puede simular el funcionamiento de un rectificador trifásico controlado bajo el nivel 1 de control jerárquico, cumpliendo el objetivo principal del proyecto de grado.