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MODELADO Y SIMULACIÓN DE UN CONVERTIDOR REDUCTOR-
ELEVADOR PARA EL FRENADO REGENERATIVO DE UN VEHÍCULO
ELÉCTRICO
Jaime Ricardo Vior Franco
José Antonio Ruz Hernández
Introducción
Hoy en día los vehículos eléctricos (VE) se han popularizado como una alternativa más
sustentable que los vehículos con motor de combustión interna. Sin embargo, solo operando
con una batería como recurso de energía, los vehículos eléctricos pueden causar ciertas
problemáticas en su funcionamiento. La batería es la encargada de suministrar la energía
para que, por medio de un motor, el VE pueda moverse dada la transmisión. Dichas baterías
provocan el inconveniente de constantes ciclos de carga debido a la descarga de energía,
causando una respuesta deficiente en el periodo activo de conducción. (M. Yoong 2010).
El frenado regenerativo, diseñado para vehículos eléctricos (VE), convierte la energía cinética
en eléctrica durante la desaceleración, reduciendo el desgaste de los frenos convencionales y
mejorando la eficiencia energética, lo que aumenta la autonomía del VE y proporciona mayor
control al frenar. Este sistema, compuesto por un sistema de energía principal y un auxiliar,
utiliza un convertidor reductor-elevador (Buck-Boost) y un supercapacitor para almacenar
energía.
Se analizan los modos de operación del convertidor y simula el comportamiento con MatLab/
Simulink, utilizando una señal de conmutación PWM. Se compara el rendimiento del convertidor
en simulaciones matemáticas y eléctricas con Simscape de Simulink. El desarrollo del modelo
en el espacio de estados del convertidor proporciona una aproximación del comportamiento
de las variables de estado para futuros trabajos de control.
El objetivo general de esta investigación es obtener el modelo en ecuaciones diferenciales
en el espacio de estados para aproximar y simular el comportamiento de las variables en
el convertidor reductor-elevador (Buck-Boost). Específicamente, se pretende simular en
código MATLAB el comportamiento de la corriente en la bobina y el voltaje del capacitor
del convertidor, así como también simular estos parámetros mediante diagramas de bloques
en MATLAB/Simulink. Además, se busca simular el circuito del convertidor reductor-elevador
utilizando la herramienta Simscape de Simulink y comparar los resultados obtenidos entre el
modelo matemático y el circuito simulado.
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