Convertidor electrónico embarcado con control bi-modal del almacenamiento de energía con implementación de estrategias V2G (Vehicle To Grid) y del motor del vehículo eléctrico sin sensor

Abstract

Debido a las preocupaciones medioambientales, la investigación relativa al Vehículo Eléctrico (VE) no ha parado de crecer en los últimos años. El presente trabajo versa sobre el desarrollo de un convertidor electrónico y su controlador para un Motor Síncrono de Imanes Permanentes (MSIP), como los empleados en los VE. Dicho controlador incluye funciones avanzadas destinadas a reducir el coste del sistema y aumentar su fiabilidad. El convertidor está compuesto de una parte destinada a la propulsión del vehículo y otra a la fase de carga de las baterías del VE. Las funciones del controlador diseñado para el convertidor son tres. La primera consiste en el control del MSIP sin usar el sensor de posición del motor para ello. Esto se traduciría en una simplificación del sistema. En segundo lugar, las estrategias de carga del VE se han considerado desde el punto de vista de su inclusión en las Comunidades Inteligentes, dotando al cargador del VE con funciones activas de red. Después, se ha discutido la integración de los sistemas de propulsión y carga del VE, para conseguir reducir los componentes del sistema completo. La última función del controlador trata sobre la detección y corrección de vibración en la estructura del VE, utilizando para ello el control de velocidad del MSIP. Los resultados de simulación y experimentales validan las estrategias del controlador para el convertidor considerado.

Due to environmental concerns, the research relative to the Electric Vehicle has been increasing steadily during the last years. The work presented describes the electronic converter and its controller for a Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), like the ones used in EVs. Said controller contains advanced functions that allow for a cost reduction in the system and an increase in its reliability. The converter is formed by two parts: one used for driving the PMSM and the other one for charging the storage system of the EV. The functions of the controller designed for the converter are three. The first one consists on controlling the PMSM without the need of a position sensor. This would translate in a simpler system enhancing the reliability. The second function of the controller is to use the EV as a component of the smart communities, providing with grid active functions. The integration of the charger and the driving system is then discussed for a reduction in the number of components needed. Lastly, the last function is designed to detect and correct vibrations detected in the EV structure, using the PMSM's speed controller. Simulation and experimental results prove the good operation of the control strategies for the converter proposed.