Ibilgailu elektrikoen propultsio-sistemen FPGA bidezko denbora errealeko simulazioa

Abstract

Laburpena: azkenengo urteetan atmosferara egindako kontrolik gabeko isuriek aldaketa klimatikoa areagotu dute. Horren efektuak nabariak dira gaur egun, planetaren batezbesteko tenperatura igo egin baita, eta honek eragiten dituen ondorioak inoiz baino gehiago antzematen dira, airearen kalitatea murriztuz eta, bestetik, lehorteak, uholdeak zein poloen desizozteak eraginez. Arazo honen aurrean, mundu-mailan atmosferara isuritako negutegigasen kontrola handitu da. Gaur egun, errepideko garraioa (barne-errekuntzako ibilgailuak) garraio sektorearen negutegi efektuko emisioen % 75aren arduraduna da. Sortu den kontzientzia hau dela bide, ibilgailuen elektri kazioak interes handia sortu du komunitate zienti koan. Zero emisiodun automobilak garatzea da gaur egun helburu. Konbustiozkoekin konparatuz, abantaila ugari eskaintzen dituzte ibilgailu elektrikoek. Hala ere, autonomia da ibilgailu horiek daukaten desabantailarik esanguratsuena. Propultsio- sistema ibilgailu elektrikoen osagai nagusia dela jakinda, abia-puntu moduan, horren eraginkortasuna hobetzeko soluzioak ikertu behar dira. Horretarako, garrantzitsua da horien simulazio-modeloak diseinatzea, hutsegiteak eta sistemaren ezaugarriak ongi aztertzeko proputsio-sistemen prototipo sikoak eraiki aurretik. Hori guztia ahalbidetzeko, lan honetan APERT ikerkuntza-taldearentzat baliagarria izango den ibilgailu elektriko baten propultsio-sistemaren denbora errealeko modeloa martxan jarri da. Horretarako, Opal-RTren RT-Lab plataforma erabili da. Plataforma horren bidez, potentziasistemaren kontrola, errendimendua eta galerak aztertu ahal izango dira gida-ziklo luzeetan zehar denbora errealean.

Resumen: en los últimos a˜nos ha aumentado la emisi´on a la atm´osfera de gases de efecto invernadero. Por ello, sus efectos son significativos hoy en d´ıa, aumentando la temperatura media del planeta y sufriendo las consecuencias que ello conlleva. Se est´a reduciendo la calidad del aire y, adems, como consecuencia de ello se est´an provocando sequas, inundaciones y el derretimiento de los polos. Frente a este problema, la comunidad internacional est´a aumentando los controles en las emisiones de los gases a la atm´osfera. Hoy en d´ıa, el veh´ıculo de combusti´on es el responsable del 75 % de las emisiones de dichos gases en el sector transporte. Por ello, entre la comunidad cient´ıfica ha crecido la idea de la necesidad de la electrificaci´on del sector. Las considerables ventajas que ofrece el vehculo el´ectrico frente al de combusti´on son la principal razn para optar a favor de la electrificaci´on de este. Sin embargo, la desventaja m´as significativa de estos veh´ıculos es la autonom´ıa. Por esta raz´on, es necesaria una mayor labor de investigacin en este campo y, as´ı, mejorar la eficiencia de estos veh´ıculos. Para ello, es necesario centrar la atenci´on en el sistema de propulsi´on, ya que es el elemento principal del veh´ıculo. Por ello, es esencial poder analizar el comportamiento del sistema por medio de una herramienta de simulacin antes de crear el prototipo f´ısico. En este trabajo se ha puesto en marcha un modelo en tiempo real del sistema de propulsin de un coche elctrico para el grupo de investigaci´on APERT. Para ello, se ha utilizado la plataforma RT-Lab de Opal-RT, por la cual se podr´a analizar el control, rendimiento y las p´erdidas en largos ciclos de conducci´on.

Abstract: over the last years, an uncontrolled emission of the greenhouse effect gases has notoriously increased the effects of the climate change. Nowadays, the most relevant consequence is the rise of the average temperature of the planet. But there are also other consequences, namely, the reduction on the quality of the air, producing drought, floods and pole thawing. This problem has to be faced worldwide and this is why it has been made a stricter control of the emission for those gases. Currently, internal combustion vehicles are the responsible of the 75% of transport emissions. For this reason, the electrification of the vehicles has become a relevant topic for the scientist community, targeting the production of zero-emission vehicles. The reasons to opt in favour of the electrification of the transport are the considerable advantages that the electric vehicles offer comparing them with the combustion ones. However, it is the autonomy the most important disadvantage of the electric transport. For this reason, more research has to be done in order to improve its efficiency. Being the propulsion-system the main element of the vehicle, it is essential to focus on it. Firstly, it is important to have the chance to simulate it before building the physic prototype, that way, failures and characteristics of the model could be analysed. In this project a complete model of a propulsion-system has been integrated in real time for the APERT research team so that it would be valuable for succesive research works. An OP4510 platform of OPAL-RT has been used to develop the model. This tool will allow the analysis of the control, the efficiency and the loses of the model in long driving-cycles.