Desarrollo de una metodología para la ubicación de estaciones de carga de vehículos eléctricos, caso de estudio: ruta Cuenca–Guayaquil

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Date

2020-10-12

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Publisher

Universidad de Cuenca

Abstract

In this work, the authors present a methodology to identify the location of fast charging stations for electric vehicles at interprovincial and/or intercantonal routes, using a mathematical model of a vehicle‘s energy consumption and based on various criteria that each potential location must comply for its final selection. In chapter 2, there is a review about electric vehicles, types of battery technologies, charging modes and types of connectors, among other topics. Subsequently, chapter 3 develops the study of a "quasi-stationary backward" mathematical model to estimate the energy consumption of an electric vehicle based on the dynamic behavior of a moving car on a road’s surface. Chapter 4 shows the procedure used for data acquisition with a vehicle using geolocation equipment and the vehicle's on-board computer. In addition, a mathematical model implementation and its calibration are carried on Matlab, as well as the validation through three test routes. Chapter 5 presents the methodological process developed to obtain the location of the fast charging station on the Cuenca - Guayaquil route via Colectora Cuenca – Puerto Inca (E582), using the proposed mathematical model on chapter 4. Chapter 6 explains the behavior of the PNE Solution 50 kW fast charging station and its impact on the quality of electrical energy, taking as reference Regulation No. ARCONEL 005/18.

Resumen

La presente tesis desarrolla una metodología para identificar la ubicación de estaciones de carga rápida para vehículos eléctricos en rutas interprovinciales y/o intercantonales, empleando un modelo matemático de consumo energético de un vehículo eléctrico y con base en varios criterios de selección que deben cumplirse en cada una de las potenciales ubicaciones para su selección final. El capítulo 2 investiga el marco teórico acerca de los vehículos eléctricos, los tipos de tecnologías de baterías, modos de carga y tipos de conectores, entre otros temas. Posteriormente, el capítulo 3 desarrolla el estudio de un modelo matemático “cuasi-estacionario hacia atrás” para estimar el consumo energético de un vehículo eléctrico, con base en el comportamiento dinámico que el vehículo describe al moverse por la superficie de una carretera. El capítulo 4 muestra el procedimiento empleado para la adquisición de datos del vehículo mediante equipos de geolocalización y la computadora a bordo del vehículo. Además, se realiza la implementación y calibración del modelo matemático en Matlab, así como la validación del mismo mediante tres rutas de prueba. El capítulo 5 presenta el proceso metodológico desarrollado para obtener la ubicación de la estación de carga rápida en la ruta Cuenca – Guayaquil, por la vía Colectora Cuenca – Puerto Inca (E582), mediante el uso del modelo matemático propuesto en el capítulo 4. El capítulo 6 desarrolla la caracterización del comportamiento de la estación de carga rápida PNE Solution de 50 kW y estudia el impacto de ésta en la calidad de la energía eléctrica, tomando como referencia la Regulación No. ARCONEL 005/18. Finalmente, el capítulo 7 presenta las conclusiones generales del trabajo, recomendaciones y trabajos futuros.

Keywords

Ingeniería Eléctrica, Vehículos eléctricos

Citation

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TE;471

Grado Académico

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