Diseño de un Modelo Matemático para el Cálculo de la Autonomía de Tres Configuraciones de Autobús Eléctrico “Autobuses AGA de Colombia”

• Medina Pinto, Mario ^[1] ; Torres Pérez , Yolanda ^[1]
  1. [1] Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

     Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

     Colombia

     
• Localización: Ingenio Magno, ISSN-e 2422-2399, ISSN 2145-9282, Vol. 14, Nº. 1, 2023 (Ejemplar dedicado a: Ingenio Magno vol. 14 - 1), págs. 42-52
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Projeto de um Modelo Matemático para Calcular A Autonomia de três Configurações de Ônibus Elétricos a Serem Fabricados por “Autobuses AGA de Colombia”
  • Design of a Mathematical Model to Calculate the Autonomy of Three Electric Bus Configurations to be Manufactured by "Autobuses AGA de Colombia"
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• Resumen
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    El desarrollo de vehículos eléctricos en el mundo, está empezando a tener un efecto positivo en la disminución de los gases efecto invernadero y el mejoramiento de la eficiencia energética, principalmente en el sector transporte, (carga y pasajeros). En consecuencia, al impulso que trae la industria de la electromovilidad, la empresa Autobuses AGA de Colombia viene desarrollando un autobús eléctrico en tres configuraciones distintas, tanto en dimensiones como en capacidad de pasajeros y capacidad de baterías y en la que no cuenta con un modelo matemático que le permita calcular su autonomía, antes de su fabricación. Por tal motivo se generó un algoritmo, con una base matemática a partir de las ecuaciones de la dinámica vehicular, cálculos de potencia, energía y estado de carga de las baterías. Al modelo desarrollado se le ingresaron datos del ciclo de conducción armonizado WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure por sus siglas en inglés), datos de fichas técnicas del proveedor de chasis eléctrico y fichas técnicas de las carrocerías. Estos datos fueron procesados utilizando los softwares Matlab y Excel, repitiendo el ciclo de conducción hasta obtener un estado de carga de batería del 20% y de 0%. Con esta data se crearon gráficos de potencia, energía, consumo, y autonomía entre otros y una tabla de datos finales para cada configuración, en dos estados de capacidad de pasajeros del autobús, vacío y capacidad máxima permitida. Se obtuvieron datos de consumo, autonomía y por consiguiente su eficiencia, los cuales le van a servir a la empresa para poder tomar decisiones de diseño antes de la fabricación del autobús, compararse con otros fabricantes en temas de eficiencia energética y así mismo optimizar sus procesos de desarrollo de autobuses eléctricos para participar en licitaciones en Colombia.

  • English

    The development of electric vehicles in the world is beginning to have a positive impact, the reduction of greenhouse gases and the improvement of energy efficiency, mainly in the transport sector (cargo and passengers). Consequently, to the impulse that the electromobility industry brings, the company "Autobuses AGA de Colombia" has been developing an electric bus in three different configurations, both in dimensions and in passenger capacity and battery capacity and in which it does not have a mathematical model that allows you to calculate its autonomy, before its manufacture. For this reason, an algorithm was generated, with a mathematical base from the equations of vehicular dynamics, calculations of power, energy and state of charge of the batteries. Data from the WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure) harmonized driving cycle, data from technical sheets of the electric chassis supplier and technical sheets of the bodies were entered into the mathematical model developed. These data were processed using Matlab and Excel  software, repeating the driving cycle until a battery charge state of 20% was obtained. With this data, Power, energy consuption, and autonomy graphs were created, among others, and a table of final data for each configuration, in two states of bus passenger capacity, empty and maximum capacity allowed. Data on consumption, autonomy and therefore its efficiency were obtained, which will help the company to make design decisions before manufacturing the product, compare with other manufacturers on energy efficiency issues and likewise optimize their processes. development of electric buses to participate in tenders in Colombia.