Seguridad Industrial

S.E.P.

S.E.I.T.

D.G.I.T.

CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN
Y DESARROLLO TECNOLÓGICO

cenidet

SISTEMA DE PROPULSIÓN DE UN
VEHÍCULO HÍBRIDO ELÉCTRICO.
TESISTA:
ING. MANUEL ALEJANDRO CANSECO RAMÍREZ.

DIRECTOR DE TESIS:
Dra. PATRICIA CARATOZZOLO MARTELLITI
CO-DIRECTOR:
Dr. ABRAHAM CLAUDIO.

CUERNAVACA, MORELOS

NOVIEMBRE 2004.

I

RESUMEN.
Debido a la contaminación enlas grandes ciudades causada por las emisiones
contaminantes que emanan de un vehículo, es necesario el desarrollo de vehículos que no
contamine tanto. Por lo que se crearon vehículos híbridos que contienen dos sistemas de
energía a bordo del vehículo, un motor de combustión interna y un paquete de baterías.
Los vehículos híbridos eléctricos, HEV, ofrecen la mejor posibilidad al usar nuevasfuetes de
energía en el transporte urbano, reduciendo el impacto en la contaminación atmosférica y
también logrando una reducción en el uso de combustible fósil. El mayor desafió para el diseño
de HEV es el manejo de diversas fuentes de energía el cual es altamente dependiente de la
configuración del sistema de propulsión que se utiliza. Se realizan esfuerzos para mejorar el
subsistemaeléctrico del HEV como es el motor eléctrico, los convertidores de potencia,
controladores eléctricos, manejadores de energía y baterías.
En esta tesis se utiliza el sistema de propulsión de un HEV tipo serie, en este sistema el
motor de combustión interna proporciona la potencia directamente al motor eléctrico o puede
cargar las baterías. Al motor eléctrico se le aplica un control no lineal pararegular la velocidad y
el par según las necesidades del conductor.

Entre los diferentes esquemas de control para el MI, el control vectorial es una de las
soluciones más eficientes para el sistema de propulsión eléctrica ya que los controladores de un
HEV necesitan una rápida respuesta transitoria del par. Es necesario el control del par del motor
en todo momento lo cual implica trabajar encualquier lugar de los cuatro cuadrantes del plano de
par – velocidad (incluso la recuperación de energía en el frenado), la técnica de control vectorial
ofrece un rango de velocidad de tres o cuatro veces la velocidad nominal, con la ventaja de que
hay varios tipos de optimización del control vectorial que pueden ser aplicados al MI, estas
optimizaciones tienen la capacidad de controlar el parmediante la optimización de corriente de
estator, con esta optimización se minimizan las perdidas en condiciones de carga.

ABSTRACT.
Due to the contamination in the big cities caused by the emissions polluting that emanate of a
vehicle, is necessary the development of vehicles that doesn't contaminate so much. For which
hybrid vehicles that contain two systems of energy aboard the vehicle,an internal combustion
engine and a package of batteries were created.
Hybrid Electric Vehicles, HEV, are offering the best possibility for the use of new energy
sources in urban transportation, reducing the overall impact on air pollution while obtaining
minimum fuel consumption. The major challenges for the HEV design are managing multiple
energy sources, which is highly dependent on thedrive-train configuration and other significant
components. Efforts are being made to improve the HEV electrical subsystems, such as electric
motors, power converters, electronic controllers, energy management units, batteries.
In this thesis the system of propulsion of a HEV series type is used, in this system the
combustion internal motor provides the power directly to the electric motor or itcan load the
batteries. To the electric motor it is applied a non lineal control to regulate the speed and the
torque according to the driver's necessities.
Among the different control schemes for the IM, vector control seems one of the most
efficient solutions for electrical traction because propulsion drive in an HEV needs fast transient
response of torque at standstill. It is necessary...