Los ingenieros de la Universidad de California, Riverside se han inspirado en la evolución biológica y el ahorro de energía generado por las aves que vuelan en formación para mejorar la eficiencia de los vehículos eléctricos híbridos enchufables PHEV en más del 30 por ciento.
Titulado "Desarrollo y evaluación de un sistema de gestión de energía en línea basado en algoritmos evolutivos para vehículos eléctricos híbridos enchufables", un artículo que describe la investigación fue recientemente aceptado para su publicación en la revista Transacciones IEEE en sistemas inteligentes de transporte . El trabajo fue dirigido por Xuewei Qi, investigador postdoctoral en el Centro de Investigación y Tecnología Ambiental CE-CERT en la Facultad de Ingeniería Bourns de la UCR, y Matthew Barth, director del CE-CERT y profesor de ingeniería eléctrica e informática.en UCR.
Los PHEV, que combinan un motor de gasolina o diésel con un motor eléctrico y una batería recargable grande, ofrecen ventajas sobre los híbridos convencionales porque se pueden cargar con la red eléctrica, lo que reduce su necesidad de combustible. Sin embargo, la carrera para mejorar la eficienciade los PHEV actuales está limitado por deficiencias en sus sistemas de gestión de energía EMS, que controlan la división de potencia entre el motor y la batería cuando cambian del modo totalmente eléctrico al modo híbrido.
Si bien no todos los híbridos enchufables funcionan de la misma manera, la mayoría de los modelos comienzan en modo totalmente eléctrico, funcionan con electricidad hasta que se agotan las baterías, luego cambian al modo híbrido. Conocido como control de modo binario, esta estrategia EMS es fácilaplicar, pero no es la forma más eficiente de combinar las dos fuentes de energía. En las pruebas de laboratorio, las estrategias combinadas de descarga, en las que se usa la energía de la batería durante todo el viaje, han demostrado ser más eficientes para minimizar el consumo de combustible y las emisiones., su desarrollo es complejo y, hasta ahora, han requerido una cantidad de información poco realista por adelantado.
"En realidad, los conductores pueden cambiar de ruta, el tráfico puede ser impredecible y las condiciones de la carretera pueden cambiar, lo que significa que el EMS debe obtener esa información en tiempo real", dijo Qi.
El EMS altamente eficiente desarrollado y simulado por Qi y su equipo combina información de conectividad del vehículo como redes celulares y plataformas de crowdsourcing y algoritmos evolutivos, una forma matemática de describir fenómenos naturales como la evolución, el enjambre de insectos y la congregación de aves.
"Al modelar matemáticamente los procesos de ahorro de energía que ocurren en la naturaleza, los científicos han creado algoritmos que pueden usarse para resolver problemas de optimización en ingeniería", dijo Qi. "Combinamos este enfoque con tecnología de vehículos conectados para lograr ahorros de energía de más de30 por ciento. Logramos esto considerando las oportunidades de carga durante el viaje, algo que no es posible con el EMS existente ".
El documento actual se basa en el trabajo previo del equipo que muestra que los vehículos individuales pueden aprender cómo ahorrar combustible de sus propios registros históricos de manejo. Junto con la aplicación de algoritmos evolutivos, los vehículos no solo aprenderán y optimizarán su propia eficiencia energética, sino que tambiéntambién compartirá sus conocimientos con otros vehículos en la misma red de tráfico a través de la tecnología de vehículos conectados.
"Aún más importante, el sistema de gestión de energía PHEV ya no será un dispositivo estático: evolucionará y mejorará activamente durante todo su ciclo de vida. Nuestro objetivo es revolucionar el PHEV EMS para lograr ahorros de combustible y reducciones de emisiones aún mayores", Dijo Qi.
El trabajo fue realizado por Qi y Barth, junto con Guoyuan Wu, ingeniero asistente de investigación en CE-CERT, y Kanok Boriboonsomsin, ingeniero asociado de investigación en CE-CERT. Este proyecto fue apoyado en parte por el Centro Nacional de Transporte Sostenible.
La Oficina de Comercialización de Tecnología de UCR ha presentado patentes para los inventos anteriores.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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