Efecto de la incertidumbre en el ahorro de combustible en estrategias de manejo de energía óptimas estáticas para vehículos eléctricos

Abstract

"En este trabajo se analizan las limitaciones que impone la presencia de incertidumbres en el diseño de estrategias de manejo de energía óptimas para vehículos eléctricos. En particular se analiza el problema de optimización instantánea, propio de sistemas vehiculares con patrones de manejo inciertos o sujetos a ambientes altamente cambiantes, bajo la suposición de que el sistema de tracción está compuesto por una celda de combustible y un banco de baterías. Se establecen las condiciones que aseguran que la solución de minimización de combustible para el sistema nominal (el que tiene parámetros estimados) coincide con la solución del sistema real (el que tiene parámetros inciertos). Se propone un criterio de elección de parámetros del sistema nominal con base en las costas de incertidumbres. Se analizan el efecto de la incertidumbre en el ahorro de combustible para varios patrones de manejo, así como también el efecto del diseño del sistema de tracción (tamaño de la batería y celda). Se observa que la solución al problema de minimización de combustible para el sistema incierto está sujeta a la existencia de la región factible (Conjunto donde se encuentra la solución del problema de optimización) Para los casos en donde no existe solución del problema de optimización se establecen modos de operación heurísticos."

"In this work we analyze the limitations that the presence of uncertainty imposes on the design of optimal energy management strategies for FC (fuel cell) electric vehicles. Using an electric powertrain constituted by a hydrogen fuel cell and a battery bank, the fuel consumption minimization problem is analyzed in the presence of parametric uncertainty. The conditions that ensure that the nominal optimization problem matches the solution of the real (uncertain) optimization problem are clearly stated. By observing that any finite energy source will inherently limit the feasible solutions of the minimization consumption problem, a supervisory control constituted by heuristic rules and optimization is proposed to face such limitations. The effect in the proposed strategy of the powertrain design, driving cycle and initial conditions of the ESS is discussed. Numerical simulations provide evidence of the advantages and features of the proposed supervisory control strategy."