Simulación y comparación del comportamiento de tecnologías híbrida HEV y eléctrica EV respecto a su autonomía, eficiencia energética y emisiones para vehículos de transporte público del Sistema Integrado de Transporte en el marco Bogotá

El presente estudio tiene por objetivo general el desarrollo de una simulación computacional que pueda predecir el comportamiento de tecnologías alternativas vehiculares híbridas HEV y eléctricas EV para buses de transporte público, respecto a su autonomía, consumo energético y emisiones en Bogotá para el Sistema Integrado de Transportes. La motivación para la realización de este estudio y desarrollo de la simulación se debe a que a raíz de los esfuerzos para el mejoramiento en la calidad del aire realizados por la administración de Bogotá y la Secretaria Distrital de Ambiente (SDA)[1], [2] formulando el Plan Decenal de Descontaminación del Aire para Bogotá, implementando un Sistema Integrado de Transporte Público (SITP) y creando el plan de acenso tecnológico con la incursión de nuevas tecnologías vehiculares que deben ser probadas y evaluadas previamente a su implementación, se hace necesario el desarrollo de una herramienta computacional que pueda predecir los comportamientos de autonomía, emisiones y consumo energético de esto vehículos y de esta manera reducir la cantidad de pruebas requeridas en la incursión de las nuevas tecnologías al sistema. Con la evaluación en ruta de vehículos representativos por tecnología, utilizando métodos de medición para los comportamientos de consumo energético, emisiones y autonomía establecidos previamente en el grupo de investigación GICAEPMA, se obtuvieron las variables de entrada necesarias para el determinar estos comportamientos durante el recorrido. El modelo empleado para relacionar las emisiones generadas y consumos energéticos medidos en ruta con el comportamiento dinámico del vehículo es el VSP por sus siglas en inglés (Vehicle Specific Power) [3], [4] dado en kW/Ton. A partir de esta correlación necesaria para el desarrollo de una correcta simulación, es posible hacer una asignación de valores de resultados de consumo energético en kWh y de emisión de HC, CO, CO2, NOx y PM2.5, en g/kWh por rangos estadísticos de frecuencia del cálculo del VSP de los vehículos evaluados denominados BINs. La autonomía se determinó por ciclo total de la ruta en términos de distancia (km) y ciclos máximos que puede recorrer el vehículo antes de la siguiente recarga de energía y el porcentaje de descarga de energía por prueba. Con la metodología empleada para el desarrollo de una simulación a partir de datos reales y el uso del modelo que representa el comportamiento dinámico vehicular se obtuvieron resultados de coeficientes de correlación R2 entre los resultados reales y los generados por la simulación programada de 0.99 con porcentajes de coincidencia BIN a BIN entre 78,6% y 98% en consumo energético y entre un 96,9% y un 88,2% en emisiones para los vehiculos 1, híbrido mo diesel-eléctrico, 3 100% eléctrico y 4 Diesel. El vehiculo híbrido en modo híbrido presenta los menores porcentajes de coincidencia en emisiones de CO y PM2,5 entre un 69,9% y un 60,8% respectivamente debido a la confiiguración del motor para las condiciones de Bogotá. Respecto a la autonomía, los porcentajes de coincidencia obtenidos fueron de 95.3% para el vehículo 1, 97.9% para el vehículo 2 y 83.7% para el vehículo 3. De los resultados de la simulación es posible concluir que este desarrollo es un mecanismo predictivo de emisiones, consumo energético y autonomía para este tipo de tecnologías vehiculares dentro los parametros específicos de ruta y condiciones de Bogotá, teniendo en cuenta que el programa fue probado con los resultados de las pruebas reales con el cual fue desarrollado. Adicionalmente, el programa puede ser ampliado para simular otras tecnologías vehiculares desarrollando nuevas funciones dentro del programa y pueden incluirse nuevas rutas y escenarios de prueba para extender el análisis del comportamiento de los vehículos bajo diversas condiciones.

• Autores: Benard Benjumea, María Paula
• Fecha de publicación: 2017
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/59343
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/59343; http://bdigital.unal.edu.co/56764/
• Palabra clave: 0 Generalidades / Computer science, information and general works; 51 Matemáticas / Mathematics; Vehículos Eléctricos EV; Vehículos Híbridos HEV; Emisiones; Consumo energético; Autonomía; EV Electric Vehicles; HEV Hybrid Vehicles; Emissions; Energy Efficiency; Autonomy
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional