Simulation of Electric Vehicles Combining Structural and Functional Approaches

In this paper the construction of a model that represents the behavior of an Electric Vehicle is described. Both the mechanical and the electric traction systems are represented using Multi-Bond Graph structural approach suited to model large scale physical systems. Then the model of the controllers, represented with a functional approach, is included giving rise to an integrated model which exploits the advantages of both approaches. Simulation and experimental results are aimed to illustrate the electromechanical interaction and to validate the proposal.Fil: Silva, Luis Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; ArgentinaFil: Magallán, Guillermo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; ArgentinaFil: de la Barrera, Pablo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; ArgentinaFil: de Angelo, Cristian Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; ArgentinaFil: Garcia, Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; Argentin

EV traction control based on nonlinear observers considering longitudinal and lateral tire forces

An observer-based traction control strategy for electric vehicles is proposed in this paper. The proposed strategy considers the combined effects of lateral and longitudinal traction forces, both for acceleration and regenerative braking, even in curved trajectories. Nonlinear reduced-order observers are designed for estimating tire-road friction condition on each traction wheel and vehicle lateral velocity from which side-slip angles are calculated. A detailed analysis of observers convergence is performed, and a method to know the quality of the estimated variables is also proposed. The proposed traction control strategy allows avoiding the traction wheels skidding during acceleration and braking both in straight trajectories and turning maneuvers. The performance of the proposal is verified through simulation on a complete vehicle model, under different situations and even considering a different vehicle tire model.Fil: Aligia, Diego Andrés. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Magallán, Guillermo Andrés. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: de Angelo, Cristian Hernan. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

An orientation estimation strategy for low cost IMU using a nonlinear Luenberger observer

In this work a new orientation estimation strategy for a non-accelerated platform is presented. The proposed strategy is based on a low-cost inertial measurement unit (IMU). Orientation angles are obtained using a nonlinear Luenberger observer, while the common offset issues on the magnetometer are calibrated by a recursive least-square algorithm. The strategy is implemented using a TM4C123GXL microcontroller and a MPU9150 sensor (nine-axis: gyro, accelerometer and magnetometer), which makes it a low-cost, compact system. Experimental results for the calibration and estimation procedures are shown to validate the proposal.Fil: Aligia, Diego Andrés. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Roccia, Bruno Antonio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: de Angelo, Cristian Hernan. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Magallán, Guillermo Andrés. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: González, Guillermo Noel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentin

Rapid prototyping of electric vehicle controllers combining Dymola and Simulink

A methodology that allows the rapid prototyping of electric vehicle controllers is presented. A hybrid simulation scheme is implemented. It combines Dymola for the dynamic modelling of the prototype and Simulink for the design of the vehicle controller. This combination allows a complete simulation of the prototype obtaining, as a final product, the source code for the digital controller. The proposed methodology offers flexibility to evaluate different control strategies, modify the physical model, and verify results quickly. Consequently, time and costs of the development process are reduced.Fil: Magallán, Guillermo Andrés. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Silva, Luis Ignacio. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electricidad y Electrónica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: de Angelo, Cristian Hernan. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: García, Guillermo O.. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electrónica Aplicada; Argentin

Efficiency and performance analysis of battery-ultracapacitor based semi-active hybrid energy systems for electric vehicles

This paper presents a comparative analysis of two semi-active configurations of Hybrid Energy Storage Systems for electric vehicles combining batteries and ultracapacitors. The analysis of a proper sizing of the battery and ultracapacitor bank according to the power requirement of the vehicle is first presented. In addition, a method to select the low pass filter cut-off frequency used for power split is proposed. Losses in each of the components of the system elements are analyzed and included in the model. For both configurations, a commonly used control strategy based on the load power separation is implemented and simulations for a scaled NEDC driving cycle are performed. Then, based on a loss and performance analysis, it is determined which configuration is the most convenient for this application.Fil: Asensio, Eduardo Maximiliano. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electrónica Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Magallán, Guillermo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electrónica Aplicada; ArgentinaFil: Amaya, Eduardo Gaston. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electrónica Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: de Angelo, Cristian Hernan. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electrónica Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin