Avances en Ingeniería del Automóvil
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abstracto

CONTROL DE DPPS EN VEHÍCULOS UTILIZANDO DESACOPLAMIENTO FEED-FORWARD

chao wang

Para resolver la contradicción entre el espacio interior y la demanda de electricidad del vehículo, este artículo presenta el sistema de energía paralelo de generador dual (DPPS). Sin embargo, es difícil controlar el voltaje y equilibrar la potencia de salida entre dos tipos diferentes de generadores simultáneamente. Por lo tanto, el control de avance se ha desarrollado para lograr el desacoplamiento de la corriente objetivo de dos generadores, y los controladores proporcionales integrales diferenciales (PID), cuya estabilidad se analiza, también están diseñados para realizar un seguimiento de los valores deseados. Basado en el análisis estructural de DDPS, el modelo de simulación se construye en MATLAB/Simulink para probar la factibilidad preliminar del esquema y proporcionar una referencia para el sistema real. Finalmente, se han realizado pruebas de banco que involucran el cambio dinámico en el voltaje de referencia, la velocidad de rotación del motor y la carga, para verificar la efectividad del método propuesto. Los resultados muestran que puede lograr un control síncrono del voltaje de salida y la relación de corriente de dos generadores en DPPS. El generador, como fuente importante en el sistema de suministro de energía del vehículo, también es el componente principal que se puede controlar por iniciativa (Denton, 2013; Athani et al., 2016; Ayaz y Erkan, 2016). Dado que el rotor del generador es impulsado por el motor, el rendimiento de los generadores afecta significativamente la economía del vehículo (Adhikari et al., 2010; Ji et al., 2016). En los últimos años, la demanda de energía eléctrica de los vehículos ha sido mucho mayor que antes. Para mejorar la potencia del generador individual solamente, se enfrentará a algunos problemas difíciles, como el aumento de costos. Además, existe una contradicción entre la limitación del espacio interior del vehículo y la mejora de la potencia del generador porque la potencia nominal/máxima siempre es proporcional a su volumen, es decir, cuanto mayor es la potencia, mayor es el tamaño. El sistema de energía en paralelo de múltiples generadores se ha considerado como una solución válida (Cao, 2016). No solo puede ampliar la capacidad de la fuente de alimentación, sino también reducir el volumen en comparación con el generador único con la misma potencia nominal/máxima. En realidad, el sistema de energía en paralelo de múltiples generadores se ha aplicado con éxito a la industria aeroespacial y de navegación por su flexibilidad y redundancia. En la industria automotriz, BOSCH ha propuesto el método de operación coordinada de multigeneradores en la red eléctrica vehicular basado en la estructura de partes principales. Su idea básica es adoptar generadores de alto rendimiento y un regulador con función de comunicación LIN. La potencia de salida se calcula mediante un
controlador central para lograr el objetivo de equilibrio mediante la detección de la carga de energía de cada generador (Bosch, Inc., 2014). BMW también ha desarrollado un regulador que tiene una función similar. Este trabajo de investigación ha desarrollado el sistema de energía paralelo de generador dual (DPPS), que utiliza dos generadores de pequeño volumen diferentes para suministrar energía en forma paralela. De hecho, hay dos objetivos de control para DPPS: el voltaje de salida y la relación de corriente entre dos generadores. El método de control tradicional para generadores vehiculares se lleva a cabo principalmente a través de reguladores (Unutulmaz y Lale, 2013; Blaga y Norbert, 2014; Scacchioli et al., 2014). Una vez que el generador comience a generar electricidad, entrará en la etapa de autoexcitación con tensión de salida fija. Como resultado, el ajuste de la tensión de salida no se puede realizar de forma dinámica (Hwu y Yu, 2016). Además, incluso los mismos generadores todavía tienen inconsistencias en los parámetros internos durante el procedimiento de fabricación, lo que quizás provoque un desequilibrio en la potencia de salida. Por lo tanto, es difícil controlar y equilibrar la salida simultáneamente en la mayoría de los casos. Existen métodos sustanciales para este problema (Balogh, 2002). Zhang et al. (2015), Irving y Jovanovic (2000) y Zhang et al. (2013) utilizaron el método de impedancia de salida (el método de caída), que es la forma más sencilla de compartir corriente. Sin embargo, no se equilibra como para los módulos paralelos con potencia nominal no idéntica. Wang et al. (2012) y Liu et al. (2016) aplicaron el método de corriente maestro-esclavo. Esto es adecuado para sistemas de circuito cerrado doble con control de voltaje y corriente. Uno de los módulos se designa como módulo principal y el otro es el esclavo. El módulo esclavo se ajusta de acuerdo con la información de retroalimentación del módulo principal, pero si el maestro falla, todo el sistema estará completamente fuera de control. Panov y Jovanovic (2008) y Wu et al. (2014) adoptó el método de distribución de corriente promedio. Introduce un bus de reparto de carga como referencia. El error se obtiene por comparación de cada módulo con bus de reparto de carga. De manera similar, cuando ocurre un cortocircuito en el bus, el voltaje cae, lo que provoca una falla en el sistema de alimentación en paralelo.