MODELADO Y SIMULACIÓN DE UN NUEVO CONCEPTO DE VEHÍCULO URBANO ELÉCTRICO LIGERO BASADO EN LA OPTIMIZACIÓN DEL USO DE ENERGÍAS RENOVABLES Y LA REDUCCIÓN DE EMISIONES DE CO2.

La sociedad moderna ha basado su desarrollo en gran medida en la posibilidad de desplazar cantidades suficientes de bienes y personas entre distintas localizaciones de forma eficaz. El transporte consume el 19% de la energia a nivel mundial y emite el 23% del dioxido de carbono (CO2) debido al consumo energetico. Con la tendencia actual, el uso de energia para el transporte aumentara un 50% para 2030 y mas de un 80% para 2050. El transporte ligero, fundamentalmente orientado a personas, consumio en 2006 el 47% de la energia dedicada al transporte. El parque mundial de vehiculos ligeros es previsible que se triplique para el ano 2050, principalmente debido al incremento en paises en vias de desarrollo. El Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC} advierte que, para evitar las desastrosas consecuencias del cambio climatico, el calentamiento global no debe sobrepasar 1.5 oC, por lo que las emisiones antropogenicas globales netas de CO2 deben disminuir un 45% de aqui a 2030 con respecto a los niveles de 2010 y ser iguales a cero para el ano 2050. Dos de los focos de actuacion preferentes para la consecucion del objetivo de reduccion de la emision de gases de efecto invernadero esta en el transporte urbano ligero y en el uso de fuentes de energia alternativas a los combustibles fosiles. Estas fuentes deben: -Ser renovables para evitar su agotamiento. -Estar disponibles en la zona para evitar la dependencia energetica de terceros. -Ser acumulables para poder disponer de las reservas adecuadas que equilibren la capacidad de produccion y la demanda. La hipotesis principal que se pretende demostrar en el presente trabajo es la viabilidad de un nuevo concepto de movilidad urbana basado en el uso intensivo de fuentes de energia renovable, al que se ha llamado Vehiculo Electrico Urbano Ligero (ULEV). Para conseguirlo, se ha desarrollado una plataforma software basada en el lenguaje de modelado Modelica que permite definir un modelo multidisciplinar completo del comportamiento de un Vehiculo Electrico (EV) teniendo en cuenta las ecuaciones mecanicas, electricas, electronicas, fisicas del entorno y de control. Se ha partido de la idea principal de un Smart Energy Hub (SEH), un concepto en el que se agrupan los distintos elementos componentes del EV que aportan o consumen energia. Una vez disponibles los modelos de los distintos elementos que lo conforman, asi como los del entorno con el que interactua el vehiculo en su conjunto, se ha realizado la simulacion dinamica con ayuda de Dymola y LTSpice de los elementos de mayor impacto, asi como del vehiculo completo. Se ha desarrollado una libreria de componentes denominada Very Light Duty Vehicle (VLDV), que incluye los diferentes elementos del vehiculo y su entorno, especialmente orientada al concepto del ULEV. Dentro de la produccion cientifica generada, en [1] se muestran las aproximaciones matematicas para el modelado dinamico de una smart-grid para su uso en un ULEV movido por energia solar, al objeto del desarrollo de los algoritmos de control del vehiculo. En [2] se presenta un modelo dinamico de bateria que tiene por objeto simular el comportamiento de los distintos tipos de bateria de uso comun en ULEVs. En [3] se presenta un nuevo modelo linealizado de convertidor CC-CC para su uso en unidades de suministro y recuperacion de energia, aplicadas fundamentalmente en ULEVs. Se ha definido el modelo completo de un ULEV alimentado por bateria, panel fotovoltaico y con sistema de recuperacion de energia en las frenadas. Se han definido dos ciclos de conduccion especificos en base a las condiciones y caracteristicas propias del transporte urbano, adaptados a las limitaciones de velocidad impuestas por el vehiculo y que pueden servir de circuitos normalizados para comparar los resultados de distintas propuestas de vehiculos de cualquier tipo. De la simulacion del modelo completo en los ciclos de conduccion definidos, se obtienen los resultados que confirman que el concepto de ULEV basado en el uso de energias renovables, consigue una reduccion del uso de energia que oscilan entre el 88.3% y el 99.6% en funcion del ciclo seleccionado. Asociada a esta reduccion en el consumo de energia esta la reduccion en la emision CO2, que oscila entre los 35gr y 41gr durante un solo ciclo. [1] F. J. Gomez, L. J. Yebra, and A. Gimenez, “Modelling a Smart-Grid for a Solar Powered Electric Vehicle,” in 9th Vienna Conference on Mathematical Modelling, 2018, vol. 55, pp. 5–6, doi: 10.11128/arep.55.a55113. [2] F. J. Gomez, L. J. Yebra, A. Gimenez, and J. L. Torres-Moreno, “Modelado de baterias para aplicacion en vehiculos urbanos electricos ligeros,” Rev. Iberoam. Automatica e Informatica Ind., vol. 16, no. 4, p. 459, Sep. Sep. 2019, doi: 10.4995/riai.2019.10609. [3] F. J. Gomez-Navarro, L. J. Yebra, F. J. Gomez-Medina, and A. Gimenez-Fernandez, “DC-DC Linearized Converter Model for Faster Simulation of Lightweight Urban Electric Vehicles,” IEEE Access, vol. 8, no. 1, pp. 85380–85394, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2992558.