Mejora de las prestaciones de los convertidores de potencia para máquinas de reluctancia conmutada aplicadas a vehículo eléctrico.

eman a zabal zazu
Uni e sidad
del País Vasco
Euskal He iko
Unibe si a ea
Escuela de Ingenie ´ıa de Bilbao
Depa amen o de Tecnolog´ıa Elec ´onica
TESIS DOCTORAL.
Mejo a de las P es aciones de los
Con e ido es de Po encia pa a
M´aquinas de Reluc ancia Conmu ada
aplicadas al Veh´ıculo El´ec ico
Au o : Da id Cabezuelo Rome o
Di ec o es: D . Jon And eu La a˜naga,
D . I˜nigo Ko aba ia Ipa agi e
Bilbao, Sep iemb e 2020
(cc)2020 DAVID CABEZUELO ROMERO (cc by 4.0)
i
.
I a i i, e xekoei e a lagunei.
asd .
Es u´e za e en hace que u
lib o cub a una necesidad
y que esa u ilidad e mejo e.
S´olo as´ı es pe ec o.
– Gi olamo Ca dano –
.
...e a neu e bu uaz bes e...
ba egi ea...
bes e ba egi ea.
– Ana i –
ii
Ag adecimien os
En p ime luga , me gus a ´ıa da las g acias al G upo de In es igaci´on en
Elec ´onica Aplicada (APERT) po acoge a un p o ano, po la con ianza mos-
ada y la ayuda p es ada. En especial a mis di ec o es Jon And eu e I˜nigo Ko -
aba ia, g acias po se el a olillo que iluminaba la l´ob ega gale ´ıa que a eces
ha sido es e camino.
G acias a I˜nigo Ma ´ınez de Aleg ´ıa, Edo a Iba a, Jos´e Ignacio Ga a e y Unai
Ugalde, capa aces del g upo, po indica me d´onde y c´omo golpea al elec ´on pa a
saca le chispas.
No quisie a deja de lado a los in eg an es m´as esenciales de APERT, aquellos
que pico y pala sacan ca e as de ideas y conclusiones de la mina de conoci-
mien o que es el labo a o io. G acias Ma kel Fe n´andez y Endika Robles po los
chasca illos y las mi adas c´omplices en la can ina. Y un since o ab azo a mis
compa˜ne os de gale ´ıa: Asie Ma allana, Igo Villal a e Ike A e xabale a. Las
la gas con e saciones en la ca e a al sali y en a a la peonada me insu laban
ue zas. Os deseo lo mejo .
Sin ol ida me de aquellos que, habiendo dejado la mina, no dejan de ecuen a
la can ina e incluso de a ima el homb o con alg´un que o o ba eno, un ab azo
a I aide Lopez, I xaso A anzabal y Julen Gomez-Co nejo.
Quie o ambi´en men a a Baldu´ı Blanqu´e y a Pe e And ada, po mos a me c´omo
se exca a en Vilano a y, especialmen e, ense˜na me que con o ganizaci´on no hay
elec ´on que se esis a a un buen pico.
Du an e la Tesis, a eces, la is a no alcanza m´as all´a de la mina. Sin emba go, el
Sol de ue a es imula m´as que cualquie candil. No puedo ol ida a mi kuad illa:
Andoni, Jokin, Dani, Albe o y Ai o . Siemp e me hab´eis animado y apoyado, sois
los mejo es. Y quie o ambi´en aco da me de mis amigos de Bilbo: Txekas, U e a,
A aia, Aina a, Usue, Ne ea, Mi iam, Ma ´ıa y Shukh a . Me hab´eis sal ado m´as

i Ag adecimien os
de lo que c e´eis.
Me dejo gen e po el camino, pe o no me ol ido. G acias a mis amigos de la
in ancia de Za au z, a mis amigos de Ca cabuey, a Koldo y a Ellande. Po odas
esas ce ezas, inos y cha cos que nos hemos omado, y po las que quedan.
A mi amilia. Mi pad e y mi mad e, ocas a las que siemp e me he podido aga a
en empes ades y aquellos que me han mos ado su in ini o ca i˜no. No se ´ıa quien
soy sin oso os, os quie o.
Ezin ahaz u ni e amilia be ia. Mai e, Joxemi, Iza o, Te esa e a Ba olo. Eske-
ik asko zuen biho ze a a egin didazuen ha e a onaga ik, ni e pa e za e e o ain
e a be din sen i zen naiz ni e e.
I a i, ni e zako e edu izan za a. Biho zez, eske ik asko.
En Bilbo, Sep iemb e de 2020.
Abs ac
Conside ing he inc easing egula ions on emissions, uel economy and he in-
c easingly in ol ed socie y on he necessi y o p o ec ing he en i onmen , he
Elec ic Vehicle (EV) is a ac ing a g ea a en ion o poli icians, consume s
and he au omo i e sec o . Pe manen Magne Synch onous Machine (PMSM)
has been he dominan mo o d i e op ion echnology o ac ion, due o i s high
powe densi y and high e iciency. None heless, his echnology depends on he
a e-ea h supply o he pe manen magne s, o which ese es a e concen a ed
in China, and whose mining is abide by poli ical in e es s beyond any economi-
cal/ echnological in e es . Owing o his si ua ion, he cos s o a e-ea h magne s
ha e su e ed an inc edible ise on las yea s, and EVs ep esen a cos -sensi i e
ma ke .
In his con ex , he choice o a a e-ea h ee elec ical machine al e na i e is
an impo an issue. This al e na i e mus be able o sa is y he objec i es o
e iciency, obus ness, powe densi y, simplici y o con ol and cos s se by he
in e na ional o ganisa ions. O , ailing ha , mus show a po en ial o ul il in he
sho /medium e m.
Among all he conside ed a e ea h- ee machine al e na i es, swi ched eluc an-
ce machines (SRMs) a e conside ed he mos p omising candida es o he nex
gene a ion o EVs. This is mainly due o ea u es such as hei simple s uc u e,
con ol lexibili y, high e iciency, low cos s and obus ness. Howe e , a sys em-
wide look e eals ano he impo an pi all o o e come: he la ge amoun o mag-
ne ic ene gy s o ed in he windings, which is ans e ed back and o h be ween
he DC sou ce and he SRM h ough he powe con e e , causing conside able
cu en peaks. This ac calls o la ge DC-link capaci o s han would be needed
should he cu en beha e less iolen ly, which inc eases he olume and cos o
he con e e s.
Faced wi h his p oblem, i is con enien o in es iga e solu ions ha minimize
i Abs ac
he s uc u e o he con e e . In his hesis, solu ions ha a e aimed a educing
he size o he capaci o wi hou ha ing o make s uc u al changes o he SRM
powe con e e a e p o ided. Fo his pu pose, an exhaus i e analysis o he
s a e o he SRM echnology is ca ied ou in o de o de e mine he op ions o
con e e opology, con ol/modula ion and capaci o echnology ha o e s he
bes pe o mance.
Based on he analysis ca ied ou , a no el modula ion echnique, which o ces he
exchange o ene gy be ween phases while dec easing he ene gy ans e be ween
he DC bus and he SRM, is p oposed, de eloped and es ed. This enhanced
modula ion scheme has been named Synch onized Swi ching Modula ion (SSM).
The educ ion in cu en achie ed on he DC bus has wo di ec consequences on
he capaci o . On he one hand, i allows o educe i s size, hus educing he cos s
and olume o he capaci o s o be in eg a ed in he DC bus. On he o he hand,
his cu en educ ion esul s in less he mal s ess, which inc eases he se ice li e
o he capaci o s. This second aspec is also analysed in his hesis in o a s udy on
li e ime models, accumula ed damage models and eliabili y. Comple ing, hus,
he analysis o he de eloped SSM algo i hm.
The esul s ob ained by he SSM algo i hm a e posi i e. I shows an a e age
imp o emen in he DC bus cu en o he powe con e e by up o 16 %, allowing
a educ ion o 20.8 % in he equi ed capaci ance conside ing he wo s ope a ing
poin , and an inc ease in e iciency o up o 6 %. This educ ion in he cu en is
also enough o achie e a 13.83 % o li e ime inc easing o he DC bus capaci o .
Ha ing a eliable li e model is bo h e y impo an and complica ed. Howe e , he
eal ope a ion o an EV is dynamic and he e ec o applying he SSM depends
on many o he ac o s (EV model, applica ion o he EV, d i ing cycle, capaci o
model, e c.). In his con ex , inally, a me hodology is also p oposed o p edic he
li e ime o a capaci o om he cu en load i deli e s, i.e. he se o ope a ional
poin s (o d i ing cycle) in which he elec ic d i e is wo king.
Resumen
Con unas no ma i as sob e emisi´on y consumo ene g´e ico cada ez m´as es ic-
i as y una conciencia social cada ez m´as implicada en la necesidad de p o ege
el medio ambien e, los eh´ıculos el´ec icos (EVs) es ´an a ayendo cada ez m´as
la a enci´on del sec o de la au omoci´on, pol´ı ico y de los consumido es. Los mo-
o es s´ınc onos de imanes pe manen es (PMSMs), debido a su g an densidad de
po encia y e iciencia, han sido la ecnolog´ıa de acci´on dominan e desde la d´eca-
da de los a˜nos 90. No obs an e, es os mo o es son ab icados a pa i de ie as
a as. Las ese as de es os ecu sos son limi adas y su ex acci´on p o oca un
g an impac o medioambien al. Po o a pa e, los cos es de los imanes basados
en ie as a as han su ido un inc emen o signi ica i o en los ´ul imos a˜nos. En
es e sen ido, hay que cons a a que el de los EVs es un me cado muy sensible con
espec o a los cos es.
En es e con ex o, la elecci´on de una al e na i a de m´aquina el´ec ica lib e de
ie as a as es una cues i´on impo an e. Es a al e na i a debe se capaz de sa-
is ace los obje i os de e iciencia, obus ez, densidad de po encia, simplicidad de
con ol y cos es es ablecidos po los dis in os o ganismos in e nacionales. O en
su de ec o, mos a un po encial pa a cumpli a co o/medio plazo.
De en e odas las al e na i as de m´aquinas lib es de ie as a as, las m´aquinas
de eluc ancia conmu ada (SRMs) son conside adas las candida as m´as p ome e-
do as pa a la p ´oxima gene aci´on de EVs. ´
Es o es debido, p incipalmen e, a que
poseen ca ac e ´ıs icas ales como una es uc u a simple, lexibilidad de con ol,
al a e iciencia, bajos cos es y obus ez pa a unciona en condiciones de allo. Sin
emba go, a causa del in e cambio de g andes can idades de ene g´ıa magn´e ica
en e los de anados y la uen e de ene g´ıa, es necesa io inco po a g andes con-
densado es en el bus DC. Como consecuencia, se p oduce un aumen o an o del
olumen como de los cos es de los con e ido es de po encia empleados.
An e es e p oblema, es con enien e in es iga soluciones que abo den o que mini-

Lis a de Tablas
Pa e I
In oducci´on y ecnolog´ıa
del eh´ıculo el´ec ico
Cap´ı ulo 1
In oducci´on
1.1 Con ex o de la esis
El abajo de in es igaci´on que ha dado como esul ado la p esen e esis doc o al
se ha desa ollado en el G upo de In es igaci´on en Elec ´onica Aplicada APERT
(Aplied Elec onics Reseach Team) del depa amen o de Tecnolog´ıa Elec ´onica
de la Uni e sidad del Pa´ıs Vasco/Euskal He iko Unibe si a ea (UPV/EHU).
Las ac i idades de in es igaci´on de es e g upo se enma can, p incipalmen e, en
las siguien es l´ıneas:
•Ci cui os econ igu ables y sis emas en un ´unico chip (Sys em on
Chop, SoC): es a l´ınea es ´a o ien ada al es udio y al desa ollo de sis emas
digi ales op imizados pa a l´ogica econ igu able. Pa a ello, la in es igaci´on
se cen a en en el uso de FPGAs (Field P og ammable Ga e A ays) de
p ´oxima gene aci´on de al a capacidad pa a in eg a sis emas digi ales en
un solo ci cui o, as´ı como en el uso de su capacidad de econ igu aci´on:
dise˜no o ien ado a la s´ın esis, a qui ec u as y n´ucleos de in e conexi´on, me-
jo a de los ni eles de segu idad (sa e y) y ´ecnicas de ole ancia a allos
(SEUs). Adem´as, hay una l´ınea de in es igaci´on en los ci cui os digi ales
de comunicaci´on pa a la indus ia 4.0.
•Ci cui os de con ol y po encia pa a con e ido es de ene g´ıa: es a
l´ınea de in es igaci´on es ´a o ien ada al dise˜no y es udio de con e ido es de
po encia pa a la gene aci´on, con e si´on, almacenamien o y ansmisi´on de
ene g´ıa el´ec ica. Ac ualmen e, el g upo es ´a abajando en las siguien es
l´ıneas de in es igaci´on:

4 In oducci´on
– Veh´ıculo El´ec ico: es a l´ınea de in es igaci´on es udia y desa olla
mejo as en la e iciencia, el con ol y los sis emas de e ige aci´on de
los in e so es y con e ido es de ene g´ıa, as´ı como en nue os sis emas
de acci´on de los eh´ıculos el´ec icos.
– Elec ´onica de po encia pa a acele ado es de pa ´ıculas: es a
l´ınea de in es igaci´on analiza las uen es de alimen aci´on y su con ol
aplicado a los acele ado es de pa ´ıculas des inados a la in es igaci´on
cien ´ı ica y a las aplicaciones m´edicas.
Es a esis se encuad a den o de la segunda l´ınea de in es igaci´on, es deci , la
de ci cui os de con ol y po encia pa a con e ido es de ene g´ıa. Y m´as conc e-
amen e, in eg ada den o de la in es igaci´on de nue as ecnolog´ıas del en de
po encia de los eh´ıculos el´ec icos. El abajo ealizado en es a esis ha se ido,
a su ez, pa a do a de con enido en los siguien es p oyec os de in es igaci´on:
•Sis ema de p opulsi´on pa a coche el´ec ico h´ıb ido basado en pila
de combus ible, ba e ´ıa y supe condensado es (ELECTRICAR-
P).
Re e encia: DPI2014-53685-C2-2-R
En idad
inanciado a:
Minis e io de Econom´ıa y Compe i i idad (P og ama Es a al
de I+D+i O ien ada a los Re os de la Sociedad)
En idades
pa icipan es:
Uni e sidad del Pa´ıs Vasco (UPV/EHU), Uni e sidad
Ca los Te ce o de Mad id (UC3M)
Du aci´on,
desde:
Ene o
2015 has a: Junio
2018 Cuan ´ıa: 96800 e
In es igado
esponsable: Jon And eu La a˜naga N´ume o de
in es igado es: 12
Es e p oyec o coo dinado in eg a las capacidades de dos equipos de in es-
igaci´on de la Uni e sidad Ca los III de Mad id y la Uni e sidad del Pa´ıs
Vasco. El p oyec o abo da el sis ema de p opulsi´on, el almacenamien o y la
ges i´on de la ene g´ıa (powe ain) de los eh´ıculos el´ec icos h´ıb idos (Hy-
b id Elec ic Vehicles, HEVs) basados en c´elulas de combus ible, ba e ´ıas y
supe condensado es. En el subp oyec o del G upo APERT, la in es igaci´on
se cen a en el sis ema de p opulsi´on del eh´ıculo, o mado p incipalmen-
e po el in e so y el mo o , incluyendo el sis ema de e ige aci´on. Los
obje i os p incipales son: a) desa olla una ´ecnica de modulaci´on h´ıb ida
basada en una combinaci´on de modulaci´on ec o ial y cancelaci´on a m´onica
jun o su aplicaci´on en una pla a o ma en iempo eal; b) dise˜no, ab icaci´on
y alidaci´on de un in e so de endimien o op imizado, basado en la pa a-
lelizaci´on de IGBTs disc e os de nue os ma e iales semiconduc o es (SiC y
1.1 Con ex o de la esis 5
GaN); c) desa ollo de una pla a o ma/demos ado de in es igaci´on lexi-
ble que acili e el es udio del sis ema de acci´on comple o an e dis in as
especi icaciones del eh´ıculo.
•Key echnologies o New Concep s o U ban Elec ic T anspo
(KT4eTRANS), p og ama ELKARTEK.
Re e encia: KK-2015/00047 y KK-2016/00061
En idad
inanciado a: Eusko Jau la i za/Gobie no Vasco (ELKARTEK)
En idades
pa icipan es:
IRIZAR-CREATIO (l´ıde del conso cio), CEIT, CIDETEC,
TECNALIA y APERT (UPV/EHU)
Du aci´on,
desde:
Sep iemb e
2015 has a: Diciemb e
2017 Cuan ´ıa: 71264 e
In es igado
esponsable: Jon And eu La a˜naga N´ume o de
in es igado es: 16
El obje i o de es e p oyec o es explo a nue os concep os pa a la mo ili-
dad u bana elec i icada, concibiendo nue os eh´ıculos de anspo e u -
bano basados en las u u as necesidades de mo ilidad y se icios pa a la
ed de Sma Ci y. Se hace hincapi´e en las siguien es ecnolog´ıas: eca ga
ul a ´apida y la in aes uc u a necesa ia pa a in eg a la en la ed el´ec i-
ca, ecnolog´ıas de almacenamien o de ene g´ıa de nue a gene aci´on pa a el
en o no in e u bano, elec ´onica inco po ada pa a el en de acci´on, as´ı
como man enimien o p edic i o. El obje i o pa icula del equipo de in es-
igaci´on del G upo APERT es maximiza la densidad ene g´e ica del sis ema
de p opulsi´on, desa ollando nue as y ´op imas soluciones de e ige aci´on
pa a la e apa de po encia.
•Dise˜no de un In e so pa a Mo o de Reluc ancia S´ınc ona en
Aplicaciones de Au omoci´on (VENUS).
Re e encia: A . 83 LOU
En idad
inanciado a: Fago Elec ´onica
En idades
pa icipan es: Uni e sidad del Pa´ıs Vasco (UPV/EHU
Du aci´on,
desde:
Junio
2015 has a: Feb e o
2016 Cuan ´ıa: 50000 e
In es igado
esponsable: Jon And eu La a˜naga N´ume o de
in es igado es: 7
6 In oducci´on
El obje i o de es e p oyec o es ealiza el dise˜no de un con e ido de po-
encia i ´asico pa a su u ilizaci´on en el con ol de un mo o de eluc ancia
s´ınc ona a pa i de la ensi´on con inua p opo cionada po un conjun o de
ba e ´ıas. El ci cui o elec ´onico es ´a o mado po m´odulos de po encia con
con igu aci´on SRM, los sis emas de dispa o y disipaci´on de po encia nece-
sa ios. La aplicaci´on en la que se u iliza ´a el dise˜no ci ado es la del eh´ıculo
el´ec ico.
A con inuaci´on, se in oduci ´a el ema a ado en la p esen e esis. Despu´es, se
p esen a ´an los obje i os de la esis y, inalmen e, se desc ibi ´a la es uc u a del
documen o.
1.2 In oducci´on a la esis
El uso de la ene g´ıa el´ec ica pa a la p opulsi´on de eh´ıculos no es nada nue o,
en la p ime a mi ad del siglo XIX ya se hab´ıan in en ado las p incipales ecno-
log´ıas de eh´ıculos a mo o : mo o a apo , mo o de combus i´on in e na y mo o
el´ec ico. An es de comenza el siglo XX (en el a˜no 1897) llega on a Nue a Yo k,
de la mano de una compa˜n´ıa de axis, las p ime as lo as de eh´ıculos el´ec i-
cos con ba e ´ıas (Ba e y Elec ic Vehicles, BEVs), siendo el el´ec ico el eh´ıculo
p e e ido de la ´epoca [?].
Con la idea de ap o echa las en ajas de cada ecnolog´ıa de eh´ıculo, se op ´o
po uni las ecnolog´ıas de mo o de combus i´on in e na y de mo o el´ec ico,
o mando, as´ı, un eh´ıculo el´ec ico h´ıb ido (Hyb id Elec ic Vehicle, HEV). En
1900 y 1903 se desa olla on la “con igu aci´on en se ie” y la “con igu aci´on pa-
alelo” de manos de Fe dinand Po che y Hen i Piepe , espec i amen e. Ambas
a qui ec u as de eh´ıculo h´ıb ido siguen us´andose hoy d´ıa, lo cual demues a lo
a anzada que es aba la ecnolog´ıa de aquella ´epoca. No obs an e, an o la g adual
bajada del p ecio del pe ´oleo como el g an n´ume o de ba e ´ıas que eque ´ıan los
EVs pa a iajes la gos, hicie on que la en a de ´es os ue a disminuyendo en las
p ime as d´ecadas del siglo XX.
Desde en onces, se die on a ias coyun u as que de i a on en la acionalizaci´on o
escasez del pe oleo (Segunda Gue a Mundial, emba go de 1973, c isis de 1979,
Gue a del Gol o, e c.). Todos es os hecho, hicie on epun a el in e ´es hacia los
eh´ıculos el´ec icos. Sin emba go, no han sido es as c isis sino la p esi´on social la
que ha ido empujando a las adminis aciones hacia con oles de con aminaci´on y
leyes m´as es ic i as (como po ejemplo, el p og ama Ai Pollu ion Con ol Ac
de 1955, el Clean Ai Ac de 1970 o el Ze o Emission Vehicle Manda e de 1998)
y a la indus ia au omo il´ıs ica hacia eh´ıculos m´as espe uosos con el medio
1.2 In oducci´on a la esis 7
ambien e [?].
El anspo e es uno de los sec o es que m´as con ibuye a las emisiones de gas de
e ec o in e nade o, p oduciendo ap oximadamen e el 28 % del o al [?], de los
cuales, el 75 % de las emisiones se deben al anspo e po ca e e a [? ? ]. En
la segunda mi ad del siglo XX, la p o ecci´on ambien al se con i i´o en una de
las p incipales p eocupaciones de los agen es sociales y pol´ı icos, as´ı como de la
comunidad cien ´ı ica. Ac ualmen e, las emisiones de gas in e nade o, la escasez
de combus ibles ´osiles y la ola ilidad de su p ecio o la al a con aminaci´on en
las ciudades es ´an acele ando el desa ollo de sis emas de ene g´ıa m´as e icien es,
sos enibles y eno ables [?].
La opci´on mejo posicionada pa a sus i ui masi amen e a los au om´o iles adi-
cionales, con mo o es de combus i´on in e na, del me cado a medio y la go plazo
es el eh´ıculo el´ec ico, m´as conc e amen e el BEV [?]. En es e con ex o, y
a endiendo al escena io del IEA Ene gy Technology Pe spec i e BLUE Map, los
eh´ıculos el´ec icos ( an o BEVs como eh´ıculos el´ec icos h´ıb ido enchu ables
(Plug-in Hyb id Elec ic Vehicle, PHEV)) con ibui ´an a educi las emisiones
de CO2p oducidas po los eh´ıculos lige os en, ap oximadamen e, un 30 % pa a
el a˜no 2050 [?]. En consecuencia, se espe a que las en as de PHEVs y BEVs
alcancen los 100 millones de unidades en 2050 ( e igu a ??) [?]. Seg´un la base
de da os de en as mundiales de EVs [?], la lo a mundial de PHEVs y BEVs
alcanz´o al ededo de 5.4 millones de unidades en 2018, lo que ep esen a un au-
men o del 64 % con espec o a 2017. Seg´un la misma base de da os, y a al a
de da os o iciales, en 2019 el c ecimien o hab ´ıa sido de un 52 % alcanz´andose
una lo a mundial de PHEVs y BEVs de 8.5 millones. Y en 2020 se alcanza ´ıa
la no able ci a de 20 millones de unidades a ni el global [?]. Po lo an o y
has a la echa, es os da os y p e isiones ecien es coinciden con la p edicci´on de
la e oluci´on de la lo a a la go plazo que se p esen a en la igu a ?? [?].
Asimismo, pa a alcanza los obje i os del IEA Ene gy Technology Pe spec i e
BLUE Map, es obliga o ia la o al elec i icaci´on del anspo e an es de 2050.
La pene aci´on de las ecnolog´ıas de EV depende ´a de a ios ac o es, como las
ecnolog´ıas de los p o eedo es, las o e as y p omociones de los mino is as, las
especi icaciones de los eh´ıculos, las in aes uc u as de eca ga, la demanda de los
consumido es y las pol´ı icas gube namen ales, en e o os [?]. En es e sen ido, las
pol´ı icas gube namen ales in luyen di ec amen e en odas las dem´as [?]; de hecho,
muchos pa´ıses es ´an implemen ando egulaciones de emisiones es ic i as, an o
de gases de e ec o in e nade o como de pa ´ıculas en suspensi´on, pa a p omo e
los PHEVs y los BEVs. Po ejemplo, la no ma de emisiones Eu o 6 es obliga o ia
en la Uni´on Eu opea desde 2014 [? ? ].
Po o o lado, los p og amas nacionales e in e nacionales como Ho izon e 2020 [?
14 In oducci´on
que cada una de es as apo an. En es e con ex o, la esis p opone el uso
de las SRMs. Es a decisi´on se apoya en que es la al e na i a que p esen a
un mejo equilib io de ca ac e ´ıs icas con una ole ancia a allos y obus ez
inhe en es, que la di e encias y alzan en e a las dem´as ecnolog´ıas, jun o
a una e iciencia conside ablemen e al a y unos cos es de p oducci´on bajos.
Cap´ı ulo 4 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada.
En es e cap´ı ulo, se p o undiza en los undamen os e´o icos de unciona-
mien o de las SRMs con el in de una mejo comp ensi´on de es a ecnolog´ıa.
Es e an´alisis se inicia con la implemen aci´on de un modelo ma em´a ico, as´ı
como las cla es de dise˜no es uc u al, pasando po el ciclo de con e si´on de
ene g´ıa. Todo es e an´alisis pe mi e a su ez comp ende los eque imien-
os de uncionamien o de las opolog´ıas de con e ido de po encia pa a la
ecnolog´ıa SRM. T as la exposici´on de las opolog´ıas de con e ido se ea-
liza un es udio con el in de de e mina la mejo opci´on y, pos e io men e,
alida la en una pla a o ma expe imen al. Del mismo modo, se ealiza un
es udio de los dis in os esquemas de con ol y modulaci´on aplicables en las
SRMs.
Cap´ı ulo 5 Tecnolog´ıa de condensado es pa a aplicaci´on de eh´ıculo el´ec ico.
En es e cap´ı ulo, se con ex ualizan y exponen los aspec os de dise˜no ge-
ne ales del bus DC y se compa an las es p incipales ecnolog´ıas de con-
densado . Todo es o desde un pun o de is a de la aplicaci´on del eh´ıculo
el´ec ico con ecnolog´ıa de SRM. Los condensado es que mejo es p es a-
ciones o ecen pa a es a aplicaci´on son los F-Caps, y es po es o que, a
con inuaci´on, se p esen an, clasi ican y compa an las di e en es ecnolog´ıas
que componen es a amilia. Finalmen e, se exponen los modelos de ida
´u il, da˜no acumulado y iabilidad de los condensado es.
Cap´ı ulo 6 Algo i mos de modulaci´on de conmu aci´on sinc onizada.
En es e cap´ı ulo, se p esen a una de las apo aciones p incipales de es a
esis. Es o es, se p oponen dos algo i mos de modulaci´on pa a SRMs que
po encian el in e cambio de ene g´ıa magn´e ica en e ases du an e el pe ´ıodo
de solape, disminuyendo al mismo iempo la ene g´ıa ans e ida en e el bus
DC y la SRM. La inalidad es desa olla un algo i mo de modulaci´on uni-
e sal que pueda se adap ado de mane a sencilla sob e di e en es con oles
de co ien e. Es deci , que no sea dependien e de un m´e odo de con ol
espec´ı ico, siendo el ´unico equisi o de aplicaci´on que el en´omeno de la
SRM en el que se basa el algo i mo sea explo able. Al p ime algo i mo
de modulaci´on se le ha denominado modulaci´on de conmu aci´on sinc oni-
zada (Synch onized Swi ching Modula ion, SSM), mien as que al segundo

1.4 Es uc u a del documen o 15
modulaci´on de conmu aci´on sinc onizada p emagne izada (P emagne ized
Synch onized Swi ching Modula ion, P-SSM). Siendo el segundo desa o-
llado con el obje i o de mejo a las ca encias que p esen a la SSM man e-
niendo, a su ez, las mejo as.
Cap´ı ulo 7 Me odolog´ıa pa a el es udio de la iabilidad de un condensado .
En es e cap´ı ulo, se p esen an dos con ibuciones. En p ime luga , una de
las apo aciones p incipales de es a esis consis en e en el desa ollo de una
me odolog´ıa pa a p edeci la ida ´u il de un condensado a pa i de la
co ien e que lo a a iesa, es deci , del conjun o de pun os ope acionales (o
ciclo de conducci´on) sob e el que es ´a abajando el accionamien o. Es a
me odolog´ıa simpli ica las simulaciones elec o ´e micas a ealiza ap o e-
chando la g an ine cia ´e mica que p esen an los condensado es, lo que hace
que sea ´acil de implemen a y con un cos e compu acional ela i amen e
bajo. Po o o lado, la me odolog´ıa p opues a se emplea pa a comple a el
an´alisis, desde el pun o de is a de la ida ´u il, de la SSM desa ollada en
el cap´ı ulo ??.
Cap´ı ulo 8 Conclusiones.
En es e cap´ı ulo, se p esen an las conclusiones ex a´ıdas del p esen e do-
cumen o, as´ı como las p incipales apo aciones de la misma. A su ez, se
desc iben las publicaciones de i adas del p esen e abajo y se enume an
a ias l´ıneas de in es igaci´on p opues as po el au o pa a da con inuidad
al abajo abo dado en la p esen e esis.
Anexo A Topolog´ıas adicionales de con e ido pa a SRM.
En es e anexo, se de allan las opolog´ıas del con e ido de SRM desca a-
das en el cap´ı ulo ??, debido a que ac ualmen e no cumplen los equisi os
necesa ios pa a la aplicaci´on de EV. Algunas de es as opolog´ıas es ´an sien-
do ac i amen e es udiadas pa a mejo a sus aspec os y hace las ´alidas pa a
los EVs, es po ´es o que deben de ene se en cuen a a la go plazo.
Anexo B Pa ame izaci´on de un condensado de pel´ıcula.
En es e anexo, se expone una ecopilaci´on de pa ´ame os ele an es pa a
la comp ensi´on y el modelado de la ecnolog´ıa de condensado es analizadas
en el cap´ı ulo ??, los F-Caps. El obje i o de es e anexo es el de se i como
apoyo pa a el lec o cuando se encuen e en el cap´ı ulo ?? en caso de no
es a p e iamen e amilia izado con es e ipo de elemen os eac i os, dado
que es un ema que apenas se ha con ex ualizado en la p esen e esis.
16 In oducci´on
Cap´ı ulo 2
Con ex o his ´o ico y ac ual
del eh´ıculo el´ec ico
2.1 In oducci´on
Los eh´ıculos el´ec icos (Elec ic Vehicle, EV) es ´an a ayendo una c ecien e a en-
ci´on del sec o au omo iz, pol´ı ico y de los consumido es. Es o es debido, en e
o as cosas, a la exis encia de unas no ma i as sob e emisi´on y consumo ene g´e i-
co cada ez m´as es ic i as y una conciencia social cada ez m´as implicada en la
necesidad de p o ege el medio ambien e. En es e con ex o, aunque los eh´ıculos
de mo o de combus i´on in e na (MCI) hayan sido la ecnolog´ıa p edominan e
du an e g an pa e del siglo XX y sigan si´endolo a´un hoy d´ıa, la elec i icaci´on
de los eh´ıculos es una ealidad, al y como se e ´a a lo la go de es e cap´ı ulo [?
? ? ].
A comienzos del p esen e milenio ue on los eh´ıculos el´ec icos h´ıb idos (Hyb id
Elec ic Vehicle, HEV) los que expe imen a on un impo an e c ecimien o de
p oducci´on y en a. Sin emba go, desde la d´ecada de 2010 son los eh´ıculos
el´ec icos conec ados a ba e ´ıas (Ba e y Elec ic Vehicle, BEV) los que es ´an
expe imen ando una e dade a endencia al alza, dejando al HEV y al eh´ıculo
el´ec ico de pila de combus ible (Fuel Cell Elec ic Vehicle, FCEV) en un segundo
y lejano e ce plano, espec i amen e [?].
Dada la impo ancia de es as ecnolog´ıas de EV, y su cons an e desa ollo, es e
cap´ı ulo iene como obje i o ealiza una e isi´on del con ex o his ´o ico y ac ual
de las mismas. Pa a ello, se comienza con ex ualizando la si uaci´on ac ual del
18 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
Cu a ambicionada po la campaña EV30@30
His ó ico
IEA RTS
Decla ación de Pa ís
IEA 2DS
IEA B2DS
Obje i os acumula i os de
los países (a pa i de 2016)
Obje i os acumula i os de
la OEM (es imados)
Vehículos eléc icos en s ock (millones)
Figu a 2.1: Escena ios de despliegue de la lo a de EVs has a 2030 p e is os po
los agen es pe inen es [? ].
EV y la p e is a seg´un algunas agencias y o ganismos in e nacionales de p es i-
gio. A con inuaci´on, se hace un b e e epaso a la his o ia del eh´ıculo el´ec ico.
T as ello, se analizan las opolog´ıas ehicula es exis en es a d´ıa de hoy jun o a
algunas p opues as u u ibles. Po ´ul imo, se es udian las endencias del me cado
en elaci´on al n´ume o de modelos que los di e en es ab ican es au omo il´ıs icos
p e ´en saca al me cado en los p ´oximos a˜nos.
2.2 Con ex o ac ual y obje i os ecnol´ogicos del
eh´ıculo el´ec ico
Seg´un p oyecciones de la Agencia In e nacional de la Ene g´ıa (In e na ional
Ene gy Agency, IEA) se espe a que las emisiones de gases de e ec o in e nade o
se dupliquen en 2050 con espec o a los ni eles de 2005, a menos que se adop en
inmedia amen e medidas d ´as icas en ma e ia de pol´ı icas clim´a icas [?]. Dado
que el sec o del anspo e ep esen a al ededo del 23 % de las emisiones de ga-
ses de e ec o in e nade o [?], se conside a la elec i icaci´on del anspo e una de
las p incipales soluciones pa a educi los ni eles de ´es os en la a m´os e a y e-
na el cambio clim´a ico [?]. En es e con ex o, y a endiendo al escena io del IEA
Ene gy Technology Pe spec i e BLUE Map, los eh´ıculos el´ec icos ( an o BEVs
como eh´ıculos el´ec icos h´ıb ido enchu ables (Plug-in Hyb id Elec ic Vehicle,
PHEV)) con ibui ´an a educi las emisiones de CO2p oducidas po los eh´ıcu-
2.2 Con ex o ac ual y obje i os ecnol´ogicos del eh´ıculo el´ec ico 19
los lige os en, ap oximadamen e, un 30 % pa a el a˜no 2050 [?]. En consecuencia,
se espe a que las en as de eh´ıculos PHEV y BEV alcancen los 50 millones de
unidades en 2050 ( e igu a ??) [?]. Seg´un la base de da os de en as mundiales
de EVs [?], la lo a mundial de PHEV/BEV alcanz´o al ededo de 5.4 millones
de unidades en 2018, lo que ep esen a un aumen o del 64 % con espec o a 2017.
Seg´un la misma base de da os, y a al a de da os o iciales, en 2019 el c ecimien o
hab ´ıa sido de un 52 % alcanz´andose una lo a mundial de PHEV/BEV de 8.5
millones. Y en 2020 se alcanza ´ıa la no able ci a de 20 millones de unidades a
ni el global [?]. Po lo an o y has a la echa, es os da os y p e isiones ecien es
coinciden con la p edicci´on de la e oluci´on de la lo a a la go plazo que se p esen a
en la igu a ?? [?].
Pa a alcanza los obje i os del IEA Ene gy Technology Pe spec i e BLUE Map,
es obliga o ia la o al elec i icaci´on del anspo e an es de 2050. La pene aci´on
de las ecnolog´ıas de EV depende ´a de a ios ac o es, como las ecnolog´ıas de
los p o eedo es, las o e as y p omociones de los mino is as, las especi icaciones
de los eh´ıculos, las in aes uc u as de eca ga, la demanda de los consumido es
y las pol´ı icas gube namen ales, en e o os [?]. En es e sen ido, las pol´ı icas
gube namen ales in luyen di ec amen e en odas las dem´as [?]; de hecho, muchos
pa´ıses es ´an implemen ando egulaciones de emisiones es ic i as, an o de gases
de e ec o in e nade o como de pa ´ıculas en suspensi´on, pa a p omo e las PHEVs
y las BEVs. Po ejemplo, la no ma de emisiones Eu o 6 es obliga o ia en la Uni´on
Eu opea desde 2014 [? ? ].
P og amas nacionales e in e nacionales como Ho izon e 2020 [? ? ], u o ganiza-
ciones como el Uni ed S a es Council o Au omo i e Resea ch (USCAR) [? ? ],
el Depa amen o de Ene g´ıa de los Es ados Unidos (U.S. Depa men o Ene gy,
DOE) [? ? ] o la Uni ed Na ions Economic and Social Commission o Asia and
he Paci ic (UN ESCAP) [?] es ablecen obje i os cuali a i os y cuan i a i os
pa a la p ´oxima gene aci´on de PHEVs/BEVs. Es os obje i os ecnol´ogicos son
es ic os (en compa aci´on con los da os de 2010-2012), y se pueden esumi en
los siguien es pun os [?]:
1. Un aumen o de la densidad de po encia de la e apa de con e si´on de po-
encia de al ededo del 50 % (de 8.7 kW/l a 13.4 kW/l).
2. Reducci´on de las p´e didas de los con e ido es de po encia (p´e didas de
conducci´on y de conmu aci´on) en un 50 %.
3. Reducciones signi ica i as de cos es en la elec ´onica de po encia del sis ema
de acci´on (de 30 $/kW a 8 $/kW).
4. Simpli icaci´on de los sis emas de ges i´on ´e mica median e el uso de e-
ige an es a bo do, minimizando, en la medida de lo posible, el uso de

20 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
componen es adicionales.
5. Reducci´on del ama˜no y del peso de odo el sis ema de acci´on en un 35 %
y un 40 %, espec i amen e. 1.1 kW/kg y 2.6 kW/l has a 1.4 kW/kg y 4.0
kW/l).
6. Desa ollo de ecnolog´ıas de con e ido es de po encia con una po encia
espec´ı ica de m´as de 14.1 kW/kg y e iciencias supe io es al 98 % jun o a
una educci´on signi ica i a de cos es de has a 3.3 $/kW.
Como consecuencia de es os obje i os espec´ı icos, los p incipales elemen os de la
e apa de po encia que se in eg a ´an en los u u os EVs (ba e ´ıas, con e ido de
po encia, m´aquina el´ec ica, e c.) se en en a ´an a una se ie de e os que debe ´an
se supe ados.
2.3 His o ia del eh´ıculo el´ec ico
En la p esen e secci´on se comen an los hi os m´as des acables de la e oluci´on del
eh´ıculo de acci´on, empezando desde los i ados po caballos pa a e mina en
los eh´ıculos ac uales. Al mismo iempo, se exponen las dis in as ecnolog´ıas y la
compe encia de me cado que ha habido en e eh´ıculos con empo ´aneos, haciendo
hincapi´e siemp e en el eh´ıculo el´ec ico.
Los inicios del eh´ıculo el´ec ico se emon an al siglo XIX. Po lo que puede deci se
que no es una ecnolog´ıa de ecien e desa ollo. Has a el siglo XX los caballos
ue on la p incipal ue za ac o a pa a abajos en los que se necesi aba emplea
g an ue za: anspo e de odo ipo de ma e ias, abajos de ca ga, accionamien o
de maquina ia indus ial, anspo e de pe sonas, e c. Sin emba go, debido al g an
c ecimien o demog ´a ico de las ciudades, consecuencia de la indus ializaci´on,
la concen aci´on de caballos aumen aba a la pa de las consecuencias que es o
conlle aba: uido causado po los cascos de los caballos y uedas de los ca os,
acciden es de ´a ico en zonas esbaladizas y la poluci´on de i ada de las heces [?
].
Uno de los p ime os pasos pa a la sus i uci´on de los caballos en el anspo e, se
dio en el a˜no 1769 de manos del in en o anc´es Nicolas-Joseph Cugno con su
“Fa die `a apeu ”[?]. U iliz´o una m´aquina de apo pa a i a de un ca o de
a ille ´ıa. Unos a˜nos m´as a de, en 1789, Oli e E ans pa en ´o el p ime eh´ıculo
de ca e e a de apo de EE. UU. [?]. Y en 1801, Richa d T e i hick mon ´o la
p ime a ca e illa de apo [? ? ].
Los mo o es de combus i´on in e na u ie on ambi´en sus inicios du an e los p i-
me os a˜nos del siglo XIX. As´ı, en 1807 el suizo F an¸cois Isaac de Ri az cons uy´o
2.3 His o ia del eh´ıculo el´ec ico 21
(a) Mo o el´ec ico de co ien e con inua. (b) Veh´ıculo a peque˜na escala.
Figu a 2.2: Mo o y eh´ıculo el´ec icos de Jedlik [? ? ].
el p ime mo o de combus i´on in e na usando hid ´ogeno y el ox´ıgeno del ai e
como combus ible [?]. Sin emba go, ´es e no esul ´o ´u il, ya que no p oduc´ıa
la su icien e ue za mec´anica. Unos a˜nos m´as a de, en 1826, Samuel Mo ey pa-
en ´o el p ime mo o p ´ac ico de combus i´on in e na. Ins al´o su mo o en una
ca e illa, y log ´o alcanza una elocidad de 15 km/h usando alcohol e ´ılico como
combus ible [?].
Du an e esos mismos a˜nos hubo muchas in es igaciones en o no al elec omag-
ne ismo, siendo di ´ıcil de e mina qui´en ue el in en o del eh´ıculo el´ec ico. En
es e con ex o, uno de los p ime os pasos lo dio el h´unga o ´
Anyos Is ´an Jedlik en
1828 [? ? ]. ´
Es e in en ´o un e oluciona io mo o de co ien e con inua ( e igu a
??) y mon ´o un eh´ıculo a peque˜na escala ( e igu a ??). Su mo o de co ien e
con inua en´ıa los elemen os b´asicos de los mo o es de hoy en d´ıa: es ´a o , o o
y conmu ado .
Du an e el anscu so de los siguien es a˜nos, se desa olla on eh´ıculos simila es
po pa e de o os in en o es. Po ejemplo, en e los a˜nos 1832-1839 (no puede
sabe se el a˜no exac o), el escoces Robe Ande son in en ´o un ag´on el´ec ico.
En 1834 Thomas Da enpo mon ´o el p ime mo o de co ien e con inua de EE.
UU. y lo us´o en un ag´on sob e a´ıl, odo a peque˜na escala. En 1837, el p o eso
nee land´es Sib andus S a ingh jun o a su ayudan e, Ch is ophe Becke , hicie-
on un e oluciona io au om´o il mon ando un mo o , alimen ado median e una
ba e ´ıa no eca gable, sob e un ag´on; es e eh´ıculo ue llamado “Elec omagne-
ic ca ”( e igu a ??), es o es, coche elec omagn´e ico. El mismo a˜no, en 1837,
Robe Da idson, in en ´o la locomo o a el´ec ica [? ? ].
22 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
Figu a 2.3: El “Elec omagne ic ca ”de S a ingh y Becke [? ? ].
As´ı pues, du an e la p ime a mi ad del siglo XIX ya se hab´ıan in en ado las
p incipales ecnolog´ıas de eh´ıculos a mo o : mo o a apo , mo o de combus i´on
in e na y mo o el´ec ico. De ah´ı en adelan e, es as es ecnolog´ıas ue on poco
a poco desa olladas e implemen adas en dis in os ipos de eh´ıculos.
Po su pa e, en el a˜no 1851 el no eame icano John Ken ick Fishe desa oll´o
pa a la compa˜n´ıa Ame ican S eam Ca iage un eh´ıculo capaz de alcanza los
24 km/h. Mien as, en Eu opa, el i aliano Vi ginio Bo dino desa oll´o en 1854
o o eh´ıculo accionado po apo al que denomin´o “Bo dino”, el cual alcanzaba
´unicamen e 8 km/h.
Vol iendo a los mo o es de combus i´on in e na, en 1858 el belga Jean Joseph
E ienne Lenoi desa oll´o un mo o mucho m´as e icaz empleando gas de hulla en
luga de alcohol [?]. Unos a˜nos m´as a de, en 1867, el alem´an Nikolaus Augus
O o in en ´o el mo o de combus i´on in e na de cua o iempos, eniendo un
g an ´exi o en el me cado. Al alem´an Go ieb Wilhelm Daimle se le ocu i´o
pone el mo o O o a un eh´ıculo que, jun o al ca bu ado desa ollado po
Wilhelm Maybach, ue empleado en las p ime as mo ocicle as de ca e e a [?].
No obs an e, el p ime au om´o il p ´ac ico que lleg´o al me cado lleg´o de la mano
de Ka l F ied ich Benz en el a˜no 1885: un eh´ıculo de es uedas accionado po
un mo o de un ´unico cilind o que uncionaba con gasolina [?].
En la d´ecada de 1860, los p og esi os a ances ealizados en o no a una d´ınamo
po We ne Siemens (1856 y 1864), An onio Macino i (1860) y Z´enobe G amme
2.3 His o ia del eh´ıculo el´ec ico 23
Figu a 2.4: Ilus aci´on de la ba e ´ıa eca gable de Plan ´e.
(1869) culmina on en el desa ollo de los p ime os gene ado es mec´anicos iables
[?].
Es os a ances en gene aci´on el´ec ica impulsa on la in es igaci´on en o no a las
ba e ´ıas. As´ı, en el a˜no 1859 el ´ısico anc´es Raymond Gas on Plan ´e, in en ´o
la ba e ´ıa de plomo-´acido eca gable, mejo ´andola pos e io men e en 1865 ( e
igu a ??). En 1881 Camille Alphonse Fau e desa oll´o impo an es mejo as en
las ba e ´ıas de plomo-´acido, pe o a´un necesi aban dispone de m´as capacidad
pa a se p ´ac icas en eh´ıculos el´ec icos.
Aun as´ı, los a ances de la ´epoca ( ecnolog´ıa de mo o es de co ien e con inua
madu a jun o a las p ime as ba e ´ıas eca gables) y la demanda exis en e en las
ciudades po un medio de anspo e m´as limpio ue on impulso su icien e pa a
el desa ollo de los p ime os eh´ıculos el´ec icos come ciales.
Ya en el a˜no 1897, llega on a Nue a Yo k de la mano de una compa˜n´ıa de axis
las p ime as lo as de eh´ıculos el´ec icos. La p ime a compa˜n´ıa que come cializ´o
es os coches a g an escala ue Pope Manu ac u ing Company, con los axis llama-
dos “Elec oba ”( e igu a ??). Dos a˜nos m´as a de, la emp esa London Elec ic
Cab Company o eci´o el mismo se icio con los coches dise˜nados po Wal e C.
Be sey ( e igu a ??).
A p incipios del siglo XX, el uso se los eh´ıculos el´ec icos hizo que el de los
ca os i ados a caballo disminuye a conside ablemen e, e i ando, as´ı, los p o-
30 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
Vehículo con encional
Híb idos
Mic o
Mild
Full
PHEV
EREV
Fuen e de ene gía
Máquina p opulso a
MCI
Mo o
eléc ico
Hid oca bu o
Ba e ía
Hid ógeno
(HEV)
(BEV)
Vehículo eléc ico
conec ado a ba e ías
Vehículo eléc ico de
pila de combus ible
(FCEV)
Figu a 2.11: Clasi icaci´on de sis emas de p opulsi´on [? ].
del sis ema compa ´andolos con un eh´ıculo con encional de mo o ´e mico. Sin
emba go, el empleo de algunas a qui ec u as eliminan pa cial o comple amen e las
es icciones de los mo o es ´e micos, e incluso aumen an la ole ancia a allos de
los sis emas, pe mi iendo su uncionamien o pa cial en caso de inciden e. Debido
a ello, se analizan ambi´en las di e en es a qui ec u as usadas (y en desa ollo)
hoy en d´ıa en dichas opolog´ıas.
En las siguien es subsecciones se analizan las pa icula idades de odas es as
opolog´ıas jun o a la a qui ec u as que puedan p esen a cada una.
2.4.1 Veh´ıculo con encional
Exis en dos ipos de mo o es de combus i´on in e na empleados en los eh´ıcu-
los con encionales, su clasi icaci´on depende del ciclo e modin´amico que ealizan
du an e la ans o maci´on de ene g´ıa ´e mica a mec´anica ( e igu a ??) [???]:
•Ciclo O o: combus i´on a olumen cons an e iniciada po chispa. Funciona
con gasolina l´ıquida o gas na u al ehicula .
•Ciclo Di´esel: combus i´on a p esi´on cons an e iniciada po comp esi´on. Fun-
ciona con gas´oleo l´ıquido de i ado del pe ´oleo.

2.4 Topolog´ıas ehicula es 31
(a) Ciclo O o. (b) Ciclo Diesel.
Figu a 2.12: Ciclos e modin´amicos habi uales de los MCI [? ].
Aunque ambos ciclos han ido mejo ando en pa alelo, el ciclo Di´esel siemp e ha e-
nido una mayo e iciencia. Es a di e encia adica en el p opio ciclo e modin´amico
( e igu a ??). En el ciclo O o el p oceso de combus i´on se ealiza a olumen
cons an e, y el endimien o depende del g ado de comp ensi´on VA/VB, en cambio,
en el ciclo Di´esel el p oceso de combus i´on se ealiza, e´o icamen e, a p esi´on cons-
an e, y su endimien o depende de los g ados de comp esi´on VA/VByVC/VB.
Ambos ciclos son ciclos e modin´amicos, po an o, su e iciencia es ´a limi ada po
el m´aximo absolu o de Ca no :
ηCa no =TH−TC
TH
,(2.1)
donde THyTCson la empe a u a del oco calien e y oco ´ıo, espec i amen e.
Sin emba go, el uncionamien o de ´es os es sus ancialmen e dis in o y, po de-
inici´on, menos e icien e, que el de la m´aquina pe ec a e e sible. La e iciencia
m´axima e´o ica de un mo o pe ec o de gasolina, con elaci´on de comp esi´on 8:1,
es de un 56.5 %; mien as que en el caso de un mo o pe ec o de di´esel, pa a una
elaci´on de comp esi´on de 18:1, es de un 63.2 %.
Es os endimien os co esponden a mo o es ideales, mien as que los MCIs mo-
de nos se en limi ados po o a se ie de ac o es ales como: p´e dida de ene g´ıa
po icci´on, e ige aci´on y bombeo, p ocesos de admisi´on y escape de la ca ga
en pis ´on, aislamien o ´e mico, e c. Po ello, no es posible llega al l´ımi e m´aximo
e´o ico en aplicaciones eales. En es e sen ido, la e iciencia media de los MCIs es
de un 25 % pa a un ciclo O o y de un 30 % pa a un ciclo Di´esel, en endi´endose es-
32 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
Di e encial
Caja de
cambios
Mo o de
combus ión in e na Emb ague
Tanque de
combus ible
Figu a 2.13: Con igu aci´on gen´e ica de un eh´ıculo con encional.
as e iciencias como las del pun o ´op imo de abajo (´es as se en educidas, m´as
a´un, debido a que el pun o de abajo en un eh´ıculo no es siemp e el ´op imo).
Adem´as, en los ´ul imos a˜nos los eh´ıculos con mo o de gas han enido cie o
impulso en el me cado, debido, p incipalmen e, al aumen o del p ecio de los
combus ibles. ´
Es os uncionan con un ciclo O o al igual que los eh´ıculos de
gasolina, po lo que, ealizando unas m´ınimas modi icaciones en los eh´ıculos
cl´asicos de gasolina, pueden usa se ambos combus ibles indis in amen e. Apa e
de las en ajas econ´omicas, debido al p ecio del gas, se aumen a la ida ´u il del
mo o y se educen las emisiones de gases con aminan es.
Po o o lado, analizando la con igu aci´on de los MCI, se ap ecia que ´es os es ´an
basados en el conjun o compues o po el mismo mo o de acci´on y la caja de
cambios. El combus ible se almacena en el anque de combus ible, y el emb ague
y el di e encial son pa e del sis ema de ansmisi´on ( e igu a ??).
A d´ıa de hoy, siguen siendo los eh´ıculos m´as endidos y usados, y casi a dia io
siguen saliendo al me cado nue os y ac ualizados modelos ( e abla ??).
2.4.2 Veh´ıculo h´ıb ido
Tal y como se ha is o en la secci´on ??, los p ime os HEVs se desa olla on con la
in enci´on de suma sine gias en e el mo o ´e mico y la m´aquina el´ec ica. ´
Es os
ap o echan, po una pa e, las cualidades de los mo o es ´e micos (au onom´ıa y
densidad de po encia) y, po o a, las en ajas de la acci´on el´ec ica (e iciencia
y pa a bajas e oluciones), o mando, de es e modo, un conjun o con mayo
e iciencia y meno impac o ambien al que el mo o ´e mico po s´ı solo. En es e
sen ido, el obje i o p incipal de una hib idaci´on con MCI es hace abaja al
mo o ´e mico lo m´as p ´oximo a la zona de m´axima e iciencia du an e el mayo
iempo posible [? ? ? ].
Has a comienzo de los a˜nos 2000, exis ´ıan dos con igu aciones b´asicas pa a HEVs:
con igu aci´on en se ie y con igu aci´on en pa alelo. En los ´ul imos a˜nos, sin em-
2.4 Topolog´ıas ehicula es 33
Tabla 2.2: Veh´ıculos come ciales clasi icados seg´un ni el de hib idaci´on
Clasi icaci´on Ni el de hib idaci´on Modelo
Con encional 0 % Vol o V40
Audi A3
Mic o Hyb id <10 % Ci ¨oen C3 S op&S a
VW Passa BlueMo ion
Mild Hyb id <25 % Honda Ci ic
Honda Insigh
Full Hyb id 25 - 50 % Toyo a P ius
Toyo a Highlande
PHEV >50 % Toyo a P ius PHEV
Honda Acco d Plug-in
EREV >50 % Che ole Vol
BMV i3 REX
BEV 100 % VW e-Gol
Nissan e-NV200
FCEV 100 % Hyundai ix35 FC
Toyo a Mi ai
ba go, con el obje i o de mejo a la e iciencia ene g´e ica y la econom´ıa del com-
bus ible, se han desa ollado con igu aciones como la se ie-pa alelo o la complex
( e igu a ?? y abla ??) [? ? ? ]. ´
Es as se de allan a con inuaci´on:
1) Con igu aci´on se ie: en ´es a el MCI es ´a di ec amen e conec ado a un ge-
ne ado (enca gado, dependiendo del momen o, de eca ga las ba e ´ıas y/o
alimen a a la m´aquina el´ec ica), siendo la m´aquina el´ec ica la ´unica es-
ponsable de p opulsa el eh´ıculo ( e igu a ??- 1 ). De es a o ma, el MCI
puede abaja en odo momen o en su pun o de mayo e iciencia y median e
el con e ido de po encia se ges iona la ene g´ıa pa a alimen a la m´aquina
el´ec ica. Es e esquema de en de acci´on hace que es a con igu aci´on p e-
sen e una mayo simplicidad en la mec´anica del au om´o il (no equie e de caja
de cambios, ni de o os componen es mec´anicos asociados al en de po encia
de un eh´ıculo con MCI). Po o o lado, aunque se a a de una con igu aci´on
muy e icien e (el eh´ıculo unciona siemp e en modo el´ec ico, y el MCI en su
pun o de mayo e iciencia), la necesidad de una ba e ´ıa de su icien e capacidad
di icul a u iliza es e sis ema [?].
34 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
Tabla 2.3: Veh´ıculos come ciales de con igu aci´on HEV.
Con igu aci´on Modelo A˜no Po encia (kW) Au onom´ıa (km)
Se ie Opel Ampe a 2012 111 500
Pa alelo Toyo a P ius 2009 101 1150
Se ie-Pa alelo BYD F3DM 2008 126 430
Complex Cadillac Escalade 2008 282 -
T R Peugeo 3008 2012 149 1500
Es a a qui ec u a de HEV p esen a seis modos de uncionamien o di e en es
dependiendo de la combinaci´on de lujos de ene g´ıa en e componen es [?].
Hoy en d´ıa, pueden encon a se mul i ud de eh´ıculos con es a con igu aci´on,
ambi´en llamada Ex ended Range Elec ic Vehicle (EREV) [?].
2) Con igu aci´on pa alelo: ue la p ime a en desa olla se e implemen a se en
modelos come ciales. Emplea la acci´on el´ec ica, undamen almen e, pa a
mejo a la e iciencia ene g´e ica del mo o de gasolina, lo cual se consigue u ili-
zando el MCI en los eg´ımenes de gi o en los que iene un mayo endimien o
( e igu a ??- 2 ). G acias al sis ema de ansmisi´on plane a ia el eh´ıculo
puede es a p opulsado median e el MCI, la m´aquina el´ec ica, o ambos al
mismo iempo. Aunque gene almen e la acci´on el´ec ica s´olo se u iliza al
cambia las condiciones de conducci´on (al inicia el mo imien o y almacena
ene g´ıa du an e el enado, y pa a abso be po encia del MCI cuando ´es a es
supe io a la necesa ia en la acci´on del eh´ıculo [? ? ]). Compa ´andolo con
la con igu aci´on en se ie, la con igu aci´on en pa alelo no necesi a el gene ado
pa a la ca ga de las ba e ´ıas, y con un ama˜no meno de mo o ´e mico y
m´aquina el´ec ica se consigue el mismo endimien o del sis ema. [?]. Como
con aposici´on, el sis ema se uel e m´as complejo debido a la necesidad del
sis ema plane a io de ansmisi´on. Al igual que la con igu aci´on se ie, ´es a
a qui ec u a de HEV iene seis modos de uncionamien o di e en es [? ? ].
3) Con igu aci´on se ie-pa alelo: es a con igu aci´on combina las ca ac e ´ıs icas de
la se ie y la pa alela, con ando con un ´ınculo mec´anico adicional en com-
pa aci´on con la se ie, y con un gene ado adicional en compa aci´on con el
pa alelo ( e igu a ??- 3 ). Aunque combina las ca ac e ´ıs icas en ajosas de
ambas con igu aciones, se a a de una a qui ec u a ela i amen e complicada
y cos osa, siendo su con ol complejo y pe mi iendo menos modos de uncio-
namien o. Sin emba go, g acias a los a ances en el con ol y ecnolog´ıas de
ab icaci´on, algunas ma cas no eame icanas de HEVs p e ie en adop a es e
sis ema [?].
4) Con igu aci´on complex: es a con igu aci´on h´ıb ida es simila a la se ie-pa alela,
2.4 Topolog´ıas ehicula es 35
D D
B
M
G
MCI
TC
M
MCI
TC
STP
B
D
M
MCI
TC
STP
II
BI
G
D
M
MCI
TC
STP
BI
IM
B
I
M
M
CC D
E
MCI
TC
STP: Sis ema de ansmisión plane a io
MCI: Mo o de combus ión in e na
TC: Tanque de combus ible
CC: Caja de cambios
M: Mo o eléc ico E: Emb ague
B: Ba e ía D: Di e encial
I: In e so G: Gene ado
1
3
5
2
4
Máquina eléc ica
Figu a 2.14: Con igu aciones del eh´ıculo el´ec ico h´ıb ido.
sal o que el gene ado acoplado al mismo eje que el MCI ambi´en unciona
como mo o , y que se a˜nade un con e ido m´as al sis ema ( e igu a ??- 4 ).
Todo ello pe mi e que el lujo de ene g´ıa en la ama del MCI sea bidi eccional
(en con aposici´on de la unidi eccionalidad del se ie-pa alelo [?]). Es e lujo de
ene g´ıa bidi eccional pe mi e modos de uncionamien o e s´a iles, especial e-
le ancia los es modos de p opulsi´on que no pueden da se en la con igu aci´on
se ie-pa alelo (debido a las dos m´aquinas el´ec icas y al ´e mico). Del mismo
modo, debido a su complejidad, es una a qui ec u a complicada, cos osa, y
di ´ıcil de con ola [? ? ].
5) Th ough he Road (T R): es a con igu aci´on, ambi´en conocida como Hyb id4,
cons a de un sis ema h´ıb ido pa alelo con p opulsi´on en las cua o uedas. Po
un lado, el MCI acciona uno de los ejes, mien as que el o o es acciona-
do median e la m´aquina el´ec ica ( e igu a ??- 5 ) [? ? ]. No hay conexi´on
mec´anica di ec a en e los dos sis emas de p opulsi´on, el enlace se p oduce me-
dian e las uedas (Th ough he Road, es deci “a a ´es de la ca e e a”). ´
Es o
simpli ica mucho el sis ema de eng anajes en compa aci´on con la con igu a-
ci´on Complex. Es a con igu aci´on pe mi e con e i un eh´ıculo con encional
con MCI a uno HEV, con unas modi icaciones m´ınimas [? ? ]. En el caso de

36 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
Figu a 2.15: Esquema de HEV con sis ema CSIM.
es a a qui ec u a, se plan ean cinco modos de uncionamien o di e en es, de-
e minados po las posibles combinaciones de los lujos ene g´e icos en e los
componen es [?].
6) Compound-S uc u e In eg a ed Machines (CSIMs): es a no edosa con igu a-
ci´on de ansmisi´on elec omagn´e ica in eg a dos m´aquinas el´ec icas en una
misma es uc u a [?]. Una m´aquina de es ´a o (MS) y una m´aquina de do-
ble o o (MDR) con dos ejes mec´anicos de salida y dos conexiones el´ec icas
( e igu a ??). Es e no edoso sis ema se ins ala en e el MCI y el eng anaje
educ o , po lo que compa ado con las dem´as con igu aciones, el CSIM iene
la en aja de se un sis ema mucho m´as compac o y lige o.
Es a ecnolog´ıa no ha sido muy desa ollada, sin emba go, en los ´ul imos a˜nos
se han ealizado nume osas in es igaciones en o no a las di e en es con igu a-
ciones y opolog´ıas [?], en e los que se encuen an es udios de m´aquinas de
inducci´on, m´aquinas s´ınc onas de imanes pe manen es, SRM [?], y es a egias
de con ol y dis ibuci´on del campo elec omagn´e ico.
´
Es as son las con igu aciones m´as usadas y algunas de las m´as ele an es de en e
las que ac ualmen e se es ´an desa ollando. Una ez is as, debe menciona se que
las con igu aciones de HEV pueden clasi ica se dependiendo del a io de po encia
en e el MCI y la m´aquina el´ec ica ( e igu a ?? y abla ??). Es a clasi icaci´on
se di ide en las siguien es es ca ego ´ıas ( e abla ?? y abla ??) [? ? ]:
A) Mic o hyb id: en los eh´ıculos mic o h´ıb idos el mo o de a anque con encio-
nal es sus i uido po un sis ema ISG (In eg a ed S a e -Gene a o ). Es e ISG
o ece la unci´on de apagado del mo o ´e mico cuando el eh´ıculo es ´a en e-
2.4 Topolog´ıas ehicula es 37
Tabla 2.4: Clasi icaci´on de con igu aciones HEV.
Topolog´ıa Mic o Mild Full PHEV EREV
HEV HEV HEV
Se ie X X X
Pa alelo X X X
Se ie-pa alelo X X
Complex X X
Th ough he Road X X
CSIM X X
poso (conoci´endosele como sis ema S a /S op), pudiendo alcanza se aho os
de combus ible en o no al 10-15 % en conducci´on po ciudad. El ISG ac ´ua
ambi´en de peque˜no gene ado , de al mane a que p oduce elec icidad pa a
ca ga la ba e ´ıa du an e la decele aci´on y enado. Sin emba go, su unci´on
de enado egene a i o es limi ada.
El cos e de un un eh´ıculo de es e ipo, compa ado con su hom´ologo con en-
cional, es s´olo de una m´ınima pa e po cen ual m´as, ya que el ama˜no del
mo o ´e mico se educe y la es uc u a se simpli ica. En el me cado se puede
encon a el Ci oen C3 mic o h´ıb ido ( e abla ??).
B) Mild hyb id: en es e ipo de eh´ıculos el ISG se coloca gene almen e en e el
MCI y la ansmisi´on. ´
Es e se dise˜na en o ma de disco plano de g an di´ame o
y di ec amen e acoplado al MCI. De es e modo, la misma m´aquina el´ec ica
es capaz de acumula la su icien e ine cia como pa a pode sus i ui al cl´asico
olan e de ine cia. Adem´as, el ISG p opo ciona un sis ema S a /S op en
pa adas y una unci´on de eno egene a i o comple o. Al mismo iempo,
ayuda en la p opulsi´on del eh´ıculo, po lo que pe mi e educi el ama˜no del
MCI. En conducci´on po ciudad, puede aho a se en o no a un 15-20 % de
ene g´ıa, pe o el cos e o al del eh´ıculo puede enca ece se has a un 20-30 %.
C) Full hyb id: a di e encia de los dos casos an e io es, el Full Hyb id puede un-
ciona s´olo con el MCI, s´olo con la m´aquina el´ec ica, o en combinaci´on. En
luga de usa un sis ema ISG, es os eh´ıculos adop an el sis ema de ansmi-
si´on con inuamen e a iable (Con inuously Va iable T ansmission, CVT) pa-
a con ola la egulaci´on y di isi´on de po encia de los dos mo o es de acci´on
(m´aquina el´ec ica y MCI). Adem´as, es os eh´ıculos o ecen odas las en a-
jas de los h´ıb idos incluyendo el encendido el´ec ico, sis ema S a /S op, eno
egene a i o y la posibilidad de educi el ama˜no del MCI. La po encia de la
38 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
Mic o hyb id
14-42 Vba
3-5 kW
Mild hyb id
100-150 Vba
7-15 kW
Full hyb id
500-600 Vba
50-60 kW
Vehículo
eléc ico
Ni el de po encia
Ni el de hib idación
20-30 % aho o
de combus ible
Cos e: al o
15-20 % aho o
de combus ible
Cos e: medio
10-15 % aho o
de combus ible
Cos e: bajo
Figu a 2.16: Compa aci´on de ni eles de hib idaci´on, sob ecos e y po encia.
m´aquina el´ec ica en es os casos es mayo y depende de la con igu aci´on que
se use (se ie, pa alelo, complex, e c). Po o o lado, pa a su no mal uncio-
namien o necesi an un sis ema de almacenamien o mayo , que puede onda
los 1-2 kWh y con una ensi´on de ba e ´ıa de 200-300 V. En conducci´on po
ciudad, es e ipo de eh´ıculo puede aho a en o no a un 20-30 % de ene g´ıa,
mien as que el cos e o al del eh´ıculo aumen a conside ablemen e.
Es os eh´ıculos pueden di idi se, a su ez, en e Syne gy Hyb id yPowe
Hyb id. Los Syne gy Hyb id se cen an en la e iciencia ene g´e ica y educci´on
de emisiones. En es a subca ego ´ıa el ama˜no del MCI es educido, como en
el Toyo a P ius. Mien as que en el Powe Hyb id no se educe, ya que se
cen a en que el sis ema enga un mejo endimien o de po encia, como el
Toyo a Highlande o el Lexus RX450h.
Cada una de es as es ca ego ´ıas de h´ıb idos iene un sob ecos e en su p ecio,
desde a ios cien os has a unos pocos miles de eu os, pa a implemen a sus es-
pec i os sis emas de aho o ene g´e ico. Como puede ap ecia se en la igu a ??,
los Mic o Hyb id p esen an cie o aho o ene g´e ico con el meno sob ecos e, los
Full Hyb id mues an el mayo aho o ene g´e ico con el mayo sob ecos e, y los
Mild Hyb id o ecen un comp omiso en e ambos pa ´ame os. Sea como ue e,
cada uno de ellos iene un nicho de me cado ( e abla ??).
Queda deci que en los eh´ıculos Full Hyb id el mo o de acci´on p incipal es el
MCI, y el el´ec ico ac ´ua como auxilia o pa a egene a ene g´ıa. Es os eh´ıculos
no pueden unciona en un modo pu amen e el´ec ico, ya que la capacidad del
pack de ba e ´ıas limi a mucho su au onom´ıa y no pueden eca ga se median e
una ´ıa ex e na [? ? ].
2.4 Topolog´ıas ehicula es 39
Sin emba go, hoy d´ıa ya hay a ian es enchu ables de hib idos e incluso con
sis emas de ca ga de ba e ´ıas median e MCI. [???]. A con inuaci´on, se de allan
las ca ac e ´ıs icas de ambas a ian es:
D) Veh´ıculo el´ec ico h´ıb ido enchu able (Plug-in Hyb id Elec ic Vehicle,
PHEV): disponen de odas las i udes del Full Hyb id jun o a las en a-
jas de pode se eca gados median e conexi´on a la ed. Po lo gene al, son
equipados con pack de ba e ´ıas mayo es, en o no a los 4-5 kWh, y con una
ensi´on nominal de 200-300 V. Su sis ema de almacenaje es ´a especialmen e
dise˜nado pa a se eca gado median e conexi´on a la ed el´ec ica, disminuyen-
do la necesidad de epos a combus ible. Es os PHEVs pueden unciona en
modo pu amen e el´ec ico (cha ge-deple ing mode) o eciendo un g an an-
go de au onom´ıa, o en un modo mix o (blended mode) en donde la mayo
pa e de la po encia la suminis an las ba e ´ıas (ayudada po el MCI pa a
maximiza la econom´ıa del combus ible).
La e iciencia ene g´e ica de un PHEV cuando ci cula en modo pu amen e
el´ec ico, puede llega a se muy al a y con ce o emisi´on de gases cuando
se usa en ciudad (debido a los co os ayec os). Po odo es o, la indus ia
au omo iz es ´a mos ando mucha a enci´on a los PHEVs desa ollando cada
ez m´as modelos come ciales. En el me cado ac ual exis en a ios modelos
ales como el Toyo a P ius Plug-In o el Volkswagen Gol GTE, es e ´ul imo
disponiendo de un mo o ´e mico de 110 kW y una m´aquina el´ec ica de 75
kW que le pe mi en ealiza ayec os de 50 km en modo pu amen e el´ec ico.
E) Veh´ıculo el´ec ico de au onom´ıa ex endida (Ex ended Range Elec ic Vehicle,
EREV): es os eh´ıculos combinan las i udes de los PHEVs jun o a las ca ac-
e ´ıs icas de la con igu aci´on en se ie [?]. Ci culan siemp e en modo el´ec ico
conec ado a ba e ´ıas, siendo la ´unica unci´on del MCI la de ca ga las ba e ´ıas
pa a, as´ı, ex ende el ango de au onom´ıa del eh´ıculo. Compa ado con los
PHEVs, los EREVs p esen an un MCI m´as peque˜no en a o de aumen a el
ama˜no del pack de ba e ´ıas.
Como compa aci´on, pa a pode o ece las condiciones de conducci´on y el
ango de au onom´ıa de un eh´ıculo el´ec ico pu o, la m´aquina el´ec ica del
EREV necesi a ´ıa alcanza los 110 kW de po encia y el pack de ba e ´ıas una
capacidad de 16 kWh [?].
En esumen ( e abla ??), seg´un se inc emen a el ni el de hib idaci´on de un
eh´ıculo, aumen an las p es aciones que o ece la m´aquina el´ec ica ins alada y
disminuye el consumo de hid oca bu os. Y una ez alcanzado el ni el Full Hyb id,
se pueden mejo a las p es aciones inco po ando un sis ema de eca ga enchu able
(PHEV) y aumen ando su ango de au onom´ıa (EREV)
46 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
Figu a 2.20: N´ume o o al de modelos de EV disponibles en Eu opa [? ].
conside able) o el hecho de que el combus ible deba ene una concen aci´on de
mon´oxido de ca bono (CO) meno a 10 ppm (necesa io pa a no de e io a el
compo amien o de la celda) [? ? ].
2.5 Tendencias del me cado
T as expone las dis in as ecnolog´ıas de EV, se analizan las endencias del me ca-
do en elaci´on al n´ume o de modelos de los dis in os ab ican es au omo il´ıs icos.
Los da os expues os a con inuaci´on sin e izan los planes de p oducci´on a medio
plazo de los dis in os ab ican es [?]. Todos es os da os es ´an ac ualizados a echa
de p incipios de 2019 y se espe an nue os anuncios de modelos du an e 2020.
Las p e isiones de p oducci´on ac uales ( e igu a ??) mues an que la mayo ´ıa
de los ab ican es de au om´o iles es ´an dispues os a impulsa la elec i icaci´on

2.5 Tendencias del me cado 47
(a) Modelos nue os. (b) N´ume o o al de modelos.
Figu a 2.21: E oluci´on de BEVs en el me cado eu opeo [? ].
del anspo e de pasaje os cen ´andose en el aumen o de los ol´umenes de EVs.
T as a ios a˜nos de ´ımido c ecimien o, el n´ume o de modelos de EVs disponibles
en el me cado eu opeo es ´a a pun o de dispa a se: desde unos 60 modelos o ales
de BEVs, HEVs, y FCEVs disponibles a inales de 2018, has a una combinaci´on
de 176 modelos en 2020, 214 modelos en 2021 y 333 modelos p e is os pa a
2025. Es e c ecimien o es ´a impulsado po las cada ez m´as es ic i as leyes de
emisiones de gases. As´ı, pa a el 2021 se debe ´ıa alcanza el obje i o obliga o io
de la UE de 95 g/km de CO2[?]. Adem´as, desde comienzos de los a˜nos 2010
algunos ab ican es au omo il´ıs icos han ido comp ome i´endose en elec i ica sus
modelos en dis in os g ados, como po ejemplo: Vol o y Mazda en un 100 %, el
g upo PSA en un 80 % y Audi en un 33 % [?].
Sob e la base de las p e isiones de p oducci´on de EVs lige os, se espe a que en
Eu opa se mul iplique po seis en e 2019 y 2025 [?], alcanzando m´as de cua o
millones de coches y u gone as, es deci , m´as de una quin a pa e de los ol´ume-
nes de p oducci´on de au om´o iles de la UE. Si los ab ican es de au om´o iles se
ci˜nen a sus planes, se ´a m´as que su icien e pa a cumpli con los es ´anda es de
CO2mencionados en la subsecci´on ??.
En el caso de los BEVs ( e igu a ??), se puede espe a que el n´ume o de nue os
modelos que salgan al me cado aumen e conside ablemen e de los cinco millones
de 2018 y 19 en 2019 a unos 30 al a˜no a pa i de 2020. En es e sen ido, se puede
48 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
(a) Modelos nue os. (b) N´ume o o al de modelos.
Figu a 2.22: E oluci´on de HEVs en el me cado eu opeo [? ].
a i ma que 2019 es un a˜no de ansici´on debido, p incipalmen e, a la en ada
en igo de las no mas sob e emisiones de CO2de los au om´o iles [?]. Po o o
lado, espec o al n´ume o o al de modelos de BEV en el me cado de la UE, ´es e
supe a ´a los 100 en 2022 y alcanza ´a los 172 en 2025 ( e igu a ??). Asimismo,
se espe a ambi´en que el l´ıde de me cado sea el G upo Volkswagen seguido de
PSA y Daimle [?].
En lo que espec a a la endencia en los HEVs ( e igu a ??) [?], sigue un
camino simila al de los BEVs: bajo n´ume o de modelos disponibles an es de
2019, ansici´on en ese mismo a˜no y ue e c ecimien o en los siguien es a˜nos. A
es e espec o, el in o me [?] deduce que los ab ican es u iliza ´an, p incipalmen e,
los PHEVs pa a cumpli las no mas de CO2, ya que el n´ume o de nue os modelos
que llegan al me cado alcanza su pun o ´algido en 2020, con has a casi 50 nue os
modelos, duplicando el n´ume o exis en e en el me cado en los a˜nos p e ios.
Asimismo, en e los a˜nos 2019 y 2020 se espe a que el n´ume o o al de modelos
de HEVs en el me cado aumen e de 55 a 100 ( e igu a ??), c eciendo m´as
len amen e despu´es de 2020 e imponi´endose el G upo Volkswagen como l´ıde de
me cado seguido po FCA y Toyo a [?].
En el caso de los FCEVs, el aumen o de nue os modelos es mucho m´as mode ado
( e igu a ??). Se espe a que haya en el me cado un o al de 14 modelos en 2025
2.6 Conclusiones 49
(a) Modelos nue os. (b) N´ume o o al de modelos.
Figu a 2.23: E oluci´on de FCEVs en el me cado eu opeo [? ].
en compa aci´on con los dos modelos disponibles en la ac ualidad (el Toyo a Mi ai
y el Hyundai Nexo). P e isiblemen e, el G upo Volkswagen, Toyo a y Daimle
end ´an cua o modelos cada uno en el me cado en 2025.
En es e con ex o se puede deci que es demasiado p on o pa a sabe si la ec-
nolog´ıa de FCEV pod ´a ene su p opio espacio en el me cado. Sin emba go, es
p obable que en un u u o el n´ume o de modelos disponibles siga siendo bajo em-
ple´andose ´es os en aplicaciones especializadas, como eh´ıculos con al os ´ındices
de u ilizaci´on y al o kilome aje (como camiones o au obuses).
2.6 Conclusiones
Como esul ado del an´alisis que se ha ealizado, es posible conclui que la ecno-
log´ıa es ´a su icien emen e a anzada pa a comenza una g adual sus i uci´on del
eh´ıculo con encional eh´ıculo de MCI. Uno de los pun os en el que se sus en-
aban los eh´ıculos con encionales e a su iabilidad. En es e sen ido, los BEV,
HEV y FCEV suelen se mucho m´as complejos al inclui nume osos subsis emas,
lo cual disminuye en g an medida su iabilidad. Sin emba go, el empleo de algunas
de las a qui ec u as de HEV y BEV analizadas eliminan pa cial o comple amen e
muchos de los incon enien es, e incluso aumen an la ole ancia de allos de los
sis emas pe mi iendo su uncionamien o pa cial en caso de a e ´ıa.
50 Con ex o his ´o ico y ac ual del eh´ıculo el´ec ico
La mayo ´ıa de los ab ican es au omo il´ıs icos ya han dado el p ime paso pa a la
elec i icaci´on de sus modelos. Algunos de ´es os die on el paso p e io apos ando
po modelos h´ıb idos cuando la ecnolog´ıa necesa ia pa a los BEV no es aba a´un
muy a anzada. Asimismo, si se iene en cuen a la p e isi´on de los modelos que
sald ´an al me cado en los p ´oximos a˜nos, se puede deci que la apues a ac ual
po los BEVs y HEVs es no o ia.
Los obje i os ecnol´ogicos p opues os po las dis in as agencias y o ganismos
in e nacionales son muy ambiciosos, en consecuencia, se p e ´e que la in e si´on
de I+D+i en ma e ia de EVs sea igualmen e ambiciosa. Teniendo en cuen a el
p esen e cap´ı ulo, el uso de una ecnolog´ıa u o a de m´aquina el´ec ica en los EVs
es sumamen e impo an e pa a pode alcanza los obje i os ma cados. Po odo
es o, el siguien e cap´ı ulo es udia ´a las al e na i as de m´aquinas el´ec icas pa a
el eh´ıculo el´ec ico.
Cap´ı ulo 3
M´aquinas el´ec icas pa a
eh´ıculo el´ec ico
3.1 In oducci´on
Tal y como se ha comen ado en el cap´ı ulo ??, los obje i os ecnol´ogicos p opues-
os po las dis in as agencias y o ganismos in e nacionales son muy ambiciosos.
´
Es os se cen an especialmen e en la elec ´onica de po encia (el con e ido de
po encia, la ba e ´ıa y su ges o , e c.). Sin deja de lado la m´aquina el´ec ica. En
es e sen ido, queda deci que la ecnolog´ıa de m´aquina el´ec ica empleada en los
eh´ıculos el´ec icos (Elec ic Vehicles, EVs) a ec a di ec amen e a odo el en de
po encia.
En lo que espec a al uso de es as m´aquinas ( e igu a ??), hoy en d´ıa, la ec-
nolog´ıa de m´aquina s´ınc ona de imanes pe manen es (Pe manen Magne Syn-
ch onous Machine, PMSM) es la m´as empleada pa a aplicaciones de eh´ıculos
el´ec icos conec ados a ba e ´ıas (Ba e y Elec ic Vehicles, BEVs) y, especial-
men e, pa a eh´ıculos h´ıb idos (Hyb id Elec ic Vehicle, HEVs) debido a una
se ie de ca ac e ´ıs icas como la al a densidad de po encia, la al a e iciencia y la
iabilidad que mues an [? ? ? ? ].
Aunque es as m´aquinas p esen an ele adas p es aciones, siguen e olucionando
conside ablemen e. As´ı, po ejemplo, los p ime os dise˜nos de PMSMs alcanzaban
densidades de po encia e´o icas de en e 1,5 y 6,6 kW/l, sin emba go, y seg´un
[?], es as densidades de po encia e an meno es en la p ´ac ica al no conside a
cie os aspec os cons uc i os como los sis emas de e ige aci´on. Hoy en d´ıa,

52 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
Máquinas eléc icas
Asínc ona
Ro o
bobinado
Jaula de
a dilla
Sínc ona
Ro o
bobinado
Ro o con
PMs
Reluc an e
Doblemen e
salien e
Reluc ancia
conmu ada
Es a o
con PMs
Ve nie
Ve nie
con PMs
Ve nie
eluc ance
Reluc an e
asis ida po
PMs
Flujo
conmu ado
Co ien e
di ec a
Figu a 3.1: Clasi icaci´on de m´aquinas el´ec icas pa a EV [? ].
es as densidades de po encia y p es aciones son mayo es [?]. De es e modo,
puede deci se que queda un la go p oceso inno a i o a la ho a de aplica nue as
soluciones y llega a los da os ni eles exigidos y comen ados en la secci´on ??.
Algunas de las p incipales endencias ecnol´ogicas que sigue la indus ia au o-
mo iz pa a la mejo a de las m´aquinas el´ec icas consis en en aumen a el ango
de elocidad de uncionamien o de dichas m´aquinas [?], pudi´endose educi el
ama˜no inal, o el uso de nue os y mejo es ma e iales como los ace os el´ec icos
de al a esis encia que educen las p´e didas de hie o [?].
Po o o lado, hay que conside a que es a ecnolog´ıa depende del suminis o de
ie as a as pa a ab ica los imanes pe manen es (los cuales, no malmen e, con-
ienen aleaciones de NdFeB) [?]. Las ese as de dichas ie as a as es ´an concen-
adas casi en su o alidad en China, y su explo aci´on es ´a condicionada ecuen-
emen e a in e eses pol´ı icos m´as all´a de los pu amen e econ´omicos/ ecnol´ogicos.
Debido a es o, los cos es de los imanes pe manen es han su ido un conside able
3.2 Con ex o de las m´aquinas el´ec icas pa a el EV 53
inc emen o en los ´ul imos a˜nos, a ec ando signi ica i amen e al me cado de los
EVs.
Po odo ello, se es ´an ealizando impo an es es ue zos ecnol´ogicos pa a educi
la dependencia del sec o au omo il´ıs ico hacia las ie as a as, y po ex ensi´on
a las PMSMs [? ? ]. Las p incipales al e na i as de m´aquinas lib es de ie as
a as que la indus ia es ´a conside ando son [?]: la m´aquina s´ınc ona eluc an e
(Synch onous Reluc ance Machine) pu a o asis ida po PMs (PM assis ed Syn-
ch onous Reluc ance Machine, PM assis ed Syn-RM) de e i a, la ya consolidada
ecnolog´ıa de m´aquina de inducci´on (Induc ion Machine, IM) y la m´aquina de e-
luc ancia conmu ada (Swi ched Reluc ance Machine, SRM). Aunque ninguna de
es as al e na i as alcanzan la densidad de po encia de las PMSMs, hay que deci
que son ecnolog´ıas, po lo gene al, lejos de su es ado m´aximo de madu aci´on y
en las que se es ´a in es igando mucho pa a su mejo a.
Teniendo en cuen a odo es o, el p esen e cap´ı ulo se di ide de la siguien e mane-
a: p ime o se con ex ualiza el es ado ac ual de las m´aquinas el´ec icas empleadas
en los EVs, a con inuaci´on, se expone la p oblem´a ica que implica el uso de ie-
as a as en las PMSMs, pos e io men e, se analizan las al e na i as lib es de
ie as a as m´as p ome edo as y, inalmen e, se ealiza un es udio compa a i o
pa a de e mina la mejo opci´on.
3.2 Con ex o de las m´aquinas el´ec icas pa a el
EV
Las m´aquinas el´ec icas pa a los sis emas de p opulsi´on de los EVs compa en
aspec os comunes con las usadas en p ocesos indus iales, aunque ´es as inco po-
an equisi os pa icula es [?]. En es e sen ido hay que ema ca que el sec o
au omo iz es muy exigen e en las p es aciones ela i as a la densidad de po en-
cia, empe a u as de ope aci´on, es abilidad, obus ez, iabilidad, e c., que deben
cumpli odos los componen es del eh´ıculo. A con inuaci´on, se exponen los e-
quisi os m´as ele an es de las m´aquinas el´ec icas pa a los EVs, con el in de
acili a la pos e io compa aci´on de p es aciones.
En los EVs el conjun o de ansmisi´on (m´aquina+ educ o a+ ueda) equie e [?
?]: al a e iciencia en un amplio ango de elocidad y pa , al a densidad de pa
y de po encia, espues a din´amica ´apida, cons ucci´on simple, g an iabilidad,
cos es azonables, capacidad de enado egene a i o, buena con olabilidad y
bajo uido ac´us ico. Asimismo, la ole ancia a allos del mo o es ambi´en una
cues i´on impo an e [? ? ]. En es e con ex o, algunas ecnolog´ıas de m´aquina
es ´an mejo p epa adas (de o ma inhe en e o g acias a su dise˜no) pa a segui
54 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
Región de
pa cons an e
Región de
po encia cons an e
ωbωmax= F ωb
TnPn= Tn ωb
Pa
Po encia
Figu a 3.2: Cu as ´ıpicas de pa / elocidad y po encia/ elocidad de una m´aquina
el´ec ica pa a EV.
uncionando bajo condiciones de allo, p es ando a´un un se icio m´ınimo has a
llega a un pun o de epa aci´on [? ? ].
El modo de conducci´on y el ipo de EV condicionan ambi´en los eque imien os
del mo o . En aplicaciones u banas, los EVs p ecisan un pa al o a bajas elo-
cidades pa a log a , as´ı, una g an acele aci´on du an e el a anque, as´ı como una
al a e iciencia en la egi´on de bajo pa y elocidad. En cambio, los EVs depo i os
equie en una po encia ele ada a al as elocidades pa a la conducci´on in e u ba-
na. Una baja ine cia de mo o y un bajo izado de pa son ambi´en equisi os
ap eciados, ya que ambos con ibuyen al con o , p incipalmen e, en mo o es de
ansmisi´on di ec a, en los que un pa sua e educe las ib aciones y el desgas e
de los componen es mec´anicos [?].
La igu a ?? mues a las cu as ca ac e ´ıs icas del conjun o de acci´on compues o
po una m´aquina el´ec ica, con e ido de po encia y ba e ´ıas. Puede obse a se
que ´es as son capaces de da el pa nominal Tnhas a alcanza la elocidad base
ωby, as´ı, alcanza la po encia nominal Pnen dicho pun o. La egi´on de po encia
cons an e se ex iende has a F eces ωb, donde Fes un pa ´ame o adimensional
conocido ambi´en como CPSR (Cons an -Powe Speed Ra io) [? ? ]. El alo de
CPSR depende, p incipalmen e, del ipo de ecnolog´ıa de m´aquina y de su dise˜no
es uc u al. ´
Es e puede a ia desde un alo de es pa a algunos EVs lige os
(as´ı como pa a eh´ıculos pesados y odo e enos que equie en al o pa pa a la
acci´on a bajas elocidades) has a alo es de diez pa a eh´ıculos depo i os que
equie en al as elocidades de c uce o con un pa de ca ga bajo [?]. Po o o la-
do, ambi´en debe ene se en cuen a que una egi´on de po encia cons an e ex ensa
pe mi e educi el ama˜no y peso del mo o . Es o es debido a que una m´aquina
puede en ega la misma Pnp oduciendo un meno Tny, en consecuencia, equi-
3.2 Con ex o de las m´aquinas el´ec icas pa a el EV 55
iendo una m´aquina m´as peque˜na y lige a [?]. Aho ando, as´ı, peso y espacio,
equisi os muy deseados.
Es os eque imien os del sec o au omo iz, jun o al pa ´ame o CPSR, son los
ac o es que se ienen en cuen a a la ho a de analiza , en las siguien es seccio-
nes, cada una de las ecnolog´ıas de m´aquinas el´ec icas. An es de abo da dicho
es udio, y con el obje i o de apo a una mejo con ex ualizaci´on, se expond ´a
el eco ido his ´o ico y es ado ac ual de las di e en es ecnolog´ıas de m´aquina
el´ec ica.
3.2.1 E oluci´on del uso de las ecnolog´ıas de m´aquina
el´ec ica
Tal y como se ha is o en la secci´on ??, los mo o es de co ien e con inua (o
mo o es DC) han sido his ´o icamen e los m´as usados en los EVs g acias a su con-
ol simple y a no eque i una elec ´onica de po encia compleja. Sin emba go,
pa a po encias supe io es a 20 kW ´es os equie en polos conmu ados y bobinados
de compensaci´on, haci´endolos m´as g andes y cos osos [? ? ]. Es e ac o , jun o
a o os como la necesidad de escobillas y de un conmu ado (lo cual incide de
una educci´on de su iabilidad y aumen o de los cos es de man enimien o), con-
diciona on no ablemen e el uso de es a ecnolog´ıa [?]. En es e sen ido, se puede
deci que exis en pocos modelos come cializados con es a ecnolog´ıa de m´aquina
el´ec ica. A modo de ejemplo, algunos ab ican es siguen come cializando EVs de
baja po encia y p es aciones con mo o DC, como el Renaul Exp ess, el Honda
CR-Z ( e abla ??), el Renaul Clio [? ? ] o la e si´on el´ec ica del Ci o¨en
Be lingo con mo o de 28 kW y 100 km de au onom´ıa [?].
Debido a la limi aci´on en po encia de la ecnolog´ıa de mo o es DC, la indus ia
au omo iz op ´o po la ecnolog´ıa de IM ( e abla ??). Es e ue un sal o l´ogico, la
ecnolog´ıa de IM se empleaba de o ma ex endida en la indus ia y el desa ollo de
dise˜nos especialmen e pensados pa a EV ue ´apido. A d´ıa de hoy, sigue habiendo
ab ican es que siguen apos ando po las IMs, ales como Tesla Mo o s ( e abla
??) [?].
Sin emba go, al mismo iempo comenza on a come cializa se los p ime os modelos
de EV con PMSMs, y sus muy supe io es ca ac e ´ıs icas (como po ejemplo su
al a densidad de po encia y su buen endimien o) eclipsa on los modelos con IMs.
A pesa de las buenas p es aciones que o ecen, hay que ene en cuen a que es a
ecnolog´ıa emplea imanes pe manen es de ie as a as, ma e iales cuyo uso es
con lic i o en muchos aspec os al y como se es udia en la secci´on ?? [? ? ]. Una
de las azones pa a la elec i icaci´on del modelo de anspo e es la sos enibilidad
62 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
y no se lo encuen a de o ma na u al en la Tie a). No obs an e, se conocen m´as
de 200 mine ales en los que las ie as a as o man pa e de su composici´on,
siendo dos los mine ales que las con ienen en mayo concen aci´on, la monazi a
y la bas nazi a.
Sin emba go, es e sob enomb e de “ ie a a a”se jus i ica po la baja concen a-
ci´on en que se suelen encon a , y la g an di icul ad pa a localiza los en p opo -
ciones que pe mi an su explo aci´on come cial. El ´e mino “ ie a” es una an igua
denominaci´on pa a los ´oxidos y pa a aquellos mine ales que p esen aban aspec o
e oso [?].
Todos es os elemen os son me ales, se oxidan con mucha acilidad, son muy bue-
nos conduc o es de la elec icidad y des acan, a´un m´as, po sus p opiedades
magn´e icas. En aleaciones a ´ıan sus ca ac e ´ıs icas pudi´endose c ea imanes con
compo amien os muy espec´ı icos. Algunos de es os elemen os son luo escen es y
os o escen es. En es e sen ido, la mayo ´ıa se u ilizan en la ab icaci´on de l´ase es
( e abla ??).
La es echa analog´ıa en el compo amien o qu´ımico de las ie as a as hace que
el p oceso de ex acci´on y pos e io sepa aci´on y pu i icaci´on (a pa i de los
di e en es mine ales en los que se encuen an asociados) sea len o y labo ioso [?
] (en algunos casos pueden se necesa ios m´as de 1500 subp ocesos). Adem´as,
los esiduos ´oxicos de i ados del p oceso de e ine ´ıa deben se almacenados y
aislados pa a e i a e idos a la na u aleza. En es e sen ido, en e los dep´osi os
de ie as a as hay elemen os adiac i os como el o io y el u anio. Todo es o
hace que la ex acci´on y pos e io p ocesado de es os elemen os sean cos osas y
p oblem´a icas de ca a al medio ambien e.
Po o o lado, la ulne abilidad de Eu opa en e a la escasez de ie as a as
qued´o en e idencia hace unos a˜nos cuando China impuso es icciones a la ex-
po aci´on de ie as a as. De hecho, la UE public´o en mayo de 2014 una lis a de
20 ma e ias p imas, en e las que se encuen an las ie as a as, que conside a
undamen ales pa a Eu opa [?].
Todo es o se analiza de o ma p og esi a en las siguien es subsecciones.
3.3.1 Tie as a as en imanes pe manen es
Tal y como se ha is o en la secci´on ??, desde comienzos de los a˜nos 2000 las
m´aquinas el´ec icas m´as u ilizadas en la indus ia au omo iz han sido las IMs y
las PMSMs. Sin emba go, se obse a una cla a endencia de la e oluci´on hacia el
uso de m´aquinas de PMs debido a la al a densidad de po encia que p esen an.

3.3 P oblem´a ica de las ie as a as 63
Tabla 3.5: Tie as a as usadas en los imanes pe manen es.
Elemen o Ca ac e ís�cas
Neodimio
Elemen o p incipal en los imanes pe manen es de Nd2Fe14B. Es os
imanes poseen la mayo densidad ene gé�ca de odos los ma e iales
magné�cos come ciales disponibles (excediendo los 400 KJ/m3, sob e un
lími e eó ico de 485 KJ/m3)
P aseodimio
El neodimio puede se sus� uido po p aseodimio has a en un máximo
del 25 % pa a aumen a la esis encia del imán a la co osión (a cambio de
un mínimo impac o en sus p opiedades)
Disp osio
Adi� o en los imanes pe manen es de Nd2Fe14B. Su adición inc emen a
la coe ci� idad del ma e ial magné�co (a cos a de una educción en la
emanencia) y mejo a su esis encia a la empe a u a.
Concen aciones �picas del disp osio en
• HDD, CD, DVD, ansduc o es, al a oces: 0 %
• Re ige ación magné�ca, IRM, senso es: 1.4 %
• Calib ado es, emb ague de his é esis, sepa ación magné�ca: 2.8 %
• Bicicle as eléc icas, almacenamien o de ene gía, enos magné�cos,
anspo e de le i ación magné�ca, mo o es indus iales, elés y
conmu ado es, ep og áfica, accionamien os de pa acoplado,
gene ado es eólicos: 4.2 %
• Gene ado es come ciales e indus iales, guías de onda: 6.5 %
• Mo o es y gene ado es de al a empe a u a, accionamien os de acción
híb ida y eléc ica: 8.5-11 %
Te bio
Adi� o en los imanes pe manen es de Nd2Fe14B. Compa ado con el
disp osio, el e bio �ene una mayo influencia en la coe ci� idad del
ma e ial con un meno impac o en la emanencia.
64 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
Riesgo de suminis o
Impo ancia pa a las ene gías limpias
1
1
2
2
3
4
(al a)
4(al o)
3
(bajo)
(baja)
C í ico
Ce cano a
c í ico
No c í ico
I io
Li io
Niquel
Ce io
Lan ano
T elu o Neodimio
Disp osio
Eu opio
Te bio
Indio
Sama io
Cobal o
Galio
Manganeso
P aseodimio
(a) Co o plazo (p esen e).
Riesgo de suminis o
Impo ancia pa a las ene gías limpias
1
1
2
2
3
4
(al a)
4(al o)
3
(bajo)
(baja)
C í ico
Ce cano a
c í ico
No c í ico
Neodimio
Niquel
Sama io
Li io
Telu io
Disp osio
Eu opio
I io Te bio
Ce io
Cobal o
Galio
Indio
Lan ano
Manganeso
P aseodimio
(b) Medio plazo (p esen e-2025).
Figu a 3.5: Ma ices de iesgo de suminis o e impo ancia de ma e ias [? ].
Den o de la gama de PMs, el im´an de neodimio es el ipo de im´an de ie as
a as m´as ex ensamen e u ilizado; se a a de un PM hecho de una aleaci´on de
neodimio, hie o y bo o, con ´o mula emp´ı ica Nd2Fe14B.´
Es os ´ul imos ue-
on desa ollados en 1982 po la Gene al Mo o s y la di isi´on de me ales de
la Sumi omo Me al Indus ies [?]. G acias a su al a densidad ene g´e ica p on-
o sus i uye on a los PMs de sama io cobal o, que e an los m´as ex ensamen e
empleados has a en onces.
Un da o com´unmen e ci ado, a modo de ejemplo, es que un Toyo a P ius necesi a
1 kg de PMs, donde el neodimio comp ende ap oximadamen e el 30 % (al ededo
de 300 g). Aunque el neodimio no es la ´unica ie a a a usada en es os imanes,
el p aseodimio es, no malmen e, u ilizado en sus i uci´on del neodimio has a en
un m´aximo del 25 % pa a aumen a la esis encia del im´an a la co osi´on y baja
los cos es de p oducci´on ( e abla ??).
Po o a pa e, la adici´on de disp osio al ma e ial magn´e ico mejo a la esis encia
a la empe a u a de modo que puedan se u ilizados en m´aquinas de acci´on
el´ec ica pa a au omoci´on y e o ia ia, as´ı como pa a inc emen a la coe ci i-
idad magn´e ica ( e abla ??). Su concen aci´on pa a aplicaci´on en EV puede
a ia en e el 8,5-11 % del o al del ma e ial magn´e ico. En sus i uci´on al dis-
p osio puede usa se el e bio ( e abla ??), el cual iene mayo in luencia en la
ganancia coe ci i a, pe o un meno impac o en la emanencia magn´e ica [? ? ].
Es os cua o elemen os son c ´ı icos en el u u o del desa ollo indus ial no s´olo
eu opeo, sino ambi´en es adounidense y dem´as pa´ıses al amen e indus ializados
[?]. En es e sen ido, su suminis o se conside a en iesgo a co o y medio plazo
( e igu a ??) debido a cie os ac o es que se analizan a con inuaci´on.
3.3 P oblem´a ica de las ie as a as 65
Figu a 3.6: Demanda y p oducci´on mundial de ie as a as.
3.3.2 Demanda, p oducci´on y ese as de ie as a as
Un hecho cla e pa a en ende la ac ual p oblem´a ica que plan ea el uso de ecno-
log´ıas dependien es de las ie as a as es su demanda y las ese as disponibles
en el mundo. La demanda de ie as a as ha expe imen ado un c ecimien o
ex ao dina io desde comienzos de los a˜nos 2000, incluso du an e la coyun u a
econ´omica de 2007-2010, alcanzando inc emen os supe io es al 10 % anual. En
especial, es la p oducci´on de disposi i os m´o iles la que aumen a b uscamen e
la demanda de me ales de ie as a as. No hay que ol ida que la demanda de
PMs es ambi´en cada ez mayo debido no s´olo al auge de los EVs, sino ambi´en
al uso cada ez mayo de u binas e´olicas di ec -d i e o sho e, donde se es ima
que son necesa ios 200 kg de PMs po cada 1 MW de capacidad ins alada [? ? ].
La p oducci´on mundial de ie as a as, que inicialmen e es u o lide ada po
EE. UU., es ´a aho a dominada o almen e po China que, a inales de los 80,
66 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
China
Aus alia
O os
Es ados
Unidos
Kazajis an
Malasia
Rusia
Tailandia
India
Figu a 3.7: P oducci´on mundial es imada de ie as a as po pa´ıs en 2015 [? ].
empez´o a p oduci con una ue za a ollado a al iempo que los dem´as p oduc o es
pe d´ıan peso de o ma p og esi a has a casi desapa ece del me cado. A pa i
de 2002 China comenz´o a inc emen a de o ma conside able su demanda in e na
de ie as a as has a llega a se aho a ambi´en el pa´ıs que m´as las consume ( e
igu a ??).
Aunque exis en nume osas ese as de ie as a as epa idas po odo el mundo,
son pocas las minas donde se ex aen, ya que pa a que ´es as sean en ables debe
habe una al a concen aci´on de es os mine ales y es o solo sucede en con ados
luga es ( e igu a ??) [?].
La egi´on de Mongolia In e io (China), es el luga donde es ´an las mayo es
minas y ese as de ie as a as en el mundo. Se calcula que aqu´ı pueden es a
concen adas en e un cua o y un e cio de las ese as mundiales. Asimismo,
se es ima que en o os luga es como Aus alia, B asil e India que hay ese as
conside ables ( e abla ?? ) [?].
En Eu opa hay ambi´en un g an consumo de ie as a as, debido a la indus ia
ecnol´ogica que albe ga, siendo la mayo pa e de es as ma e ias impo adas
desde China y Rusia ( e igu a ??). La ´unica mina de es e ipo en e i o io
eu opeo pe manece ce ada, se encuen a en Y e by (Suecia). Aun habiendo
ecu sos de ie as a as po oda Eu opa, es os se encuen an espa cidos y en
peque˜nas can idades di ´ıcilmen e explo ables. Los yacimien os m´as impo an es
de Eu opa es ´an localizados en G oenlandia y Escandina ia, aun as´ı, en Espa˜na
se han encon ado ie as a as en zonas de Galicia, Ex emadu a, Cas illa y Le´on
y Cas illa la Mancha.
3.3 P oblem´a ica de las ie as a as 67
Tabla 3.6: P oducci´on de ie as a as en 2013 y 2014, y ese as es imadas.
P od. o al ( ) Rese . o al ( )
2013 2014
EE. UU. 5500 7000 1800000
Aus alia 2000 2500 3200000
B asil 330 - 22000000
China 95000 95000 55000000
India 2900 3000 3100000
Malasia 180 200 30000
Rusia 2500 2500 -
Tailandia 800 1100 -
Vie nam 220 200 -
O os pa´ıses - - 41000000
To al mundial*110000 110000 130000000
*da o edondeado
Figu a 3.8: P incipales impo ado es de ie as a as en Eu opa (2012).

68 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
Figu a 3.9: Vis a a´e ea del dis i o mine o de Bayan Obo (China).
Aunque los dos planes m´as p ome edo es de ex acci´on de es os ma e iales (No a
Ka en Suecia, y Ciudad Real en Espa˜na) es ´an ya en ase de p oyecci´on, los
expe os coinciden en que el u u o pa a Eu opa consis e en el eciclaje de es os
ma e iales mien as se buscan al e na i as iables.
3.3.3 Impac o ecol´ogico de las ie as a as
El mayo impac o ecol´ogico de las ie as a as es causado en sus luga es de
ex acci´on y p ocesado. Adem´as, el minado y p ocesado de algunos mine ales
como la monaci a equie e de una pa icula a enci´on debido a su na u aleza
adiac i a (con iene peque˜nas can idades de u anio y o io). En es e sen ido, la
mina de ie as a as m´as impo an e de EE.UU. (Moun ain Pass en Cali o nia)
es u o ce ada du an e 12 a˜nos al descub i se que una ube ´ıa sub e ´anea il aba
aguas adiac i as [? ? ].
Po o o lado, odos los m´e odos de p ocesado y sepa aci´on de ie as a as son
labo iosos, len os y con un cos e ene g´e ico al o [?]. El uso de los ´acidos y o os
qu´ımicos necesa ios pa a la sepa aci´on y e inado es p oblem´a ico, as´ı como su
pos e io eliminaci´on y/o almacenamien o [?].
3.3 P oblem´a ica de las ie as a as 69
En China, la mine ´ıa descon olada es ´a causando da˜nos ambien ales muy se e os
[? ? ]. Son ejemplo de ello la mina a cielo abie o y las balsas de ela es de Bayan
Obo ( e igu a ??) y los lagos de lodos ´oxicos de la ciudad de Bao ou, donde
se e inan la mayo pa e de las ie as a as de China.
3.3.4 Coyun u a geopol´ı ica de las ie as a as
Tal como se ha is o, la p oducci´on mundial de ie as a as es ´a dominada ac-
ualmen e po China. Es o incluye la mine ´ıa, e inado, ob enci´on de aleaciones
y ab icaci´on de PMs. Es e hecho no es casual y obedece a un ambicioso plan del
gigan e asi´a ico po alcanza el lide azgo absolu o de es os ecu sos mine os.
Es a si uaci´on, ha causado ya se ias icciones, ya que a ec a di ec amen e a la
posici´on hegem´onica ac ual y u u a de las econom´ıas desa olladas del plane a.
“O ien e p ´oximo iene pe ´oleo. China iene ie as a as”, dijo en 1992 el p e-
siden e chino Deng Xiaoping [?]. La apues a china po es e g upo de ma e ias
p imas ue an decidida como isiona ia, pues o que en onces a´un no se u ilizaban
en muchas de las ecnolog´ıas que, hoy d´ıa, las hacen imp escindibles.
Su es a egia ue simple pe o con unden e. El pa´ıs in i i´o di ec amen e en la
explo aci´on de sus p opios yacimien os disponibles, p incipalmen e la g an mina
de Bao ou, e inici´o la comp a de emp esas que explo an yacimien os en o os
pa´ıses as´ı como la c eaci´on de plan as especializadas en el p ocesamien o del
mine al ob enido y sus de i ados. Es o, unido a sus bajos cos es de explo aci´on,
an o medioambien ales como sala iales, p o oc´o el abandono de las explo aciones
de es os ecu sos en los pa´ıses occiden ales. A pa i de en onces, China eje ce un
con ol casi absolu o sob e la o e a mundial de las ie as a as.
Las p ime as mues as del nue o pode adqui ido po China se die on du an e la
conocida como Ra e-Ea h C isis o 2010-2012 [?]. El 7 de sep iemb e de 2010
Jap´on de u o y lle ´o a juicio al capi ´an de un ba co pesque o chino que hab´ıa
iolado el e i o io ma ´ı imo de las islas Daiyou (o Senkaku, seg´un ei indicaci´on
de Jap´on), que ambos pa´ıses eclaman como p opias y en cuyas ce can´ıas se
sospecha hay impo an es yacimien os de gas y pe ´oleo. An e es o, China s´olo
necesi ´o suspende la expo aci´on de ie as a as a Jap´on. El pa´ıs nip´on en ´o
en p´anico an e la pe spec i a de e colapsada su indus ia au omo iz (s´olo el
Toyo a P ius lle a casi 15 kg de ie as a as, de las cuales, ap oximadamen e, 1
kg pe enece a los PMs pa a la m´aquina el´ec ica, y equie e un suminis o de
10 mil oneladas anuales pa a man ene la p oducci´on), ac o seguido libe ´o al
capi ´an y e i ´o los ca gos.
Du an e la misma c isis, China decidi´o es ingi la p oducci´on de ie as a as en
70 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
su suelo y limi a las expo aciones de las mismas, a a ´es de a anceles y cuo as.
A gumen ´o, pa a ello, que los eco es en´ıan como in p o ege un ecu so no
eno able. Pa a los analis as, sin emba go, ue el s´ın oma cla o de su deseo de
hace subi el p ecio in e nacional de es as ma e ias y man ene los bajos en China
( e igu a ??). Es o oblig´o a las emp esas de al a ecnolog´ıa no eame icanas y
eu opeas a e se en la disyun i a de, adica se en ese pa´ıs y expone se al espionaje
indus ial, o a iesga se a que sus negocios acaba an siendo in iables. La eacci´on
no se hizo espe a .
El 13 de ma zo de 2012, el p esiden e no eame icano Ba ack Obama, jun o a
la UE y Jap´on, p esen a on en o ma conjun a una denuncia o mal en la O -
ganizaci´on Mundial de Come cio (OMC) en con a de las medidas chinas. El
p esiden e no eame icano hizo un ac o p´ublico pa a jus i ica la o ensi a de Oc-
ciden e con a China, y decla ´o que “las ie as a as son demasiado impo an es
pa a noso os como pa a man ene nos al ma gen”, y eco d´o que su Gobie no
emp ende ´ıa “las acciones necesa ias si nues os abajado es y emp esas se en
a ec adas”, ya que esos mine ales son imp escindibles pa a “ oma el con ol de
nues o u u o ene g´e ico”. Y al deci “que emos que nues as compa˜n´ıas cons-
uyan esos p oduc os aqu´ı, en Es ados Unidos, pe o necesi amos acceso a los
mine ales a os que China p o ee”, dej´o cla a la dependencia ac ual de la indus-
ia [?].
La espues a de China ue ins umen aliza un sis ema de cuo as de expo a-
ciones, y c ea la Asociaci´on Nacional de Tie as Ra as median e una se ie de
usiones y adquisiciones de peque˜nas y medianas emp esas p oduc o as. De es e
modo, o aleci´o en g an medida su p incipal co po aci´on, Inne Mongolis Bao ou
S eel Ra e-Ea h (G oup) Hi-Tech Co., la cual p oduce la mi ad del o al mundial
de ie as a as.
Adem´as, en 2013 China limi ´o su p oducci´on de ie as a as a 93.800 oneladas,
escud´andose en los da˜nos ecol´ogicos y cos es medioambien ales de suminis a la
g an mayo ´ıa de las ie as a as del mundo, mien as que su demanda in e na
segu´ıa c eciendo.
En ma zo de 2014, China pe di´o la dispu a sob e ie as a as an e la OMC
eniendo que acaba con las cuo as y eliminando los impues os a la expo aci´on.
Al mismo iempo, sin emba go, el Minis e io de Come cio chino endu eci´o las
condiciones pa a consegui una licencia de en a al ex e io , e in odujo un nue o
impues o sob e la come cializaci´on en el in e io del pa´ıs calculado en unci´on de
su p ecio en luga del olumen de p oducci´on. Es a asa, jun o al mayo con ol
en el p oceso de ex acci´on y e inamien o, pe mi i´o que los p ecios no baja an
a ni eles de an es de la c isis. De es e modo, el gobie no chino pas´o de con ola
las expo aciones a con ola los ni eles de p oducci´on y consumo in e no.
3.3 P oblem´a ica de las ie as a as 71
Disp osio
Neodimio
En. 2010
En. 2011
En. 2012
En. 2013
En. 2014
En. 2015
En. 2016
En. 2017
En. 2018
Mes
Neodimio [$/kg]
Disp osio [$/kg]
Figu a 3.10: E oluci´on del p ecio del neodimio y del disp osio [? ].
Es e “es ´es po los ecu sos”ha cons a ado que la concen aci´on de la p oducci´on
y las ese as en un solo pa´ıs de las ie as a as hace que el uso po encial de los
PMs enga un u u o incie o y lleno de p oblemas [? ? ].
3.3.5 P oblem´a ica de los p ecios de las ie as a as
Todo lo an e io men e mencionado sob e p oblemas de p oducci´on, demanda,
in e eses geopol´ı icos, e c. se aduce en g andes luc uaciones de los p ecios de
ie as a as. Adem´as, eniendo en cuen a que el de los EVs es un me cado muy
sensible a los cos es, las ie as a as suponen un g an incon enien e en odos los
eslabones de la cadena de p oducci´on [?].
Debido a las ci cuns ancias expues as en la subsecci´on ??, los p ecios de las
ie as a as u ie on un inc emen o me e´o ico en e los a˜nos 2009 y 2011, en el
que alcanza on su pico m´aximo. En es e lapso muchas de ellas mul iplica on su
p ecio po 10, e incluso algunas po 20 (como el ´oxido de neodimio, e igu a ??),
o has a po 30 (como el ´oxido de ce io). T as es a c isis, du an e 2012, los p ecios
baja on de o ma ap eciable has a ol e se es ables. No obs an e, el a iso ue muy
cla o, a pesa de la bajada ela i a de los p ecios en 2012, ´es os se man ienen,
ap oximadamen e, en el 500 % de los alo es de 2009. En e los m´as signi ica i os
se puede ci a el e bio, que lleg´o a cos a casi 5500 $/kg, en e a los 500 $/kg
78 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
q
d
(a) Dos ca idades.
q
d
(b) T es ca idades.
q
d
(c) Cua o ca idades.
Figu a 3.14: Ro o es de Syn-RM con dis in o n´ume o de ca idades [? ].
(a) De alles de cons ucci´on de
una SynRM laminada.
(b) Vis a del o o ensamblado de
una SynRM laminada.
Láminas conduc o as Aislan e
(c) Esquem´a ico de una SynRM con ca casa de imp esi´on
3D.
Figu a 3.15: Ejemplos de dise˜nos de o o pa a maximiza ξ[? ? ].

3.4 Tecnolog´ıas de m´aquinas el´ec icas 79
]. Es as m´aquinas pueden ambi´en en oca se hacia es uc u as in-wheel con o o
ex e no. As´ı, en [?], po ejemplo, se consiguen alo es de ξhas a de 5.18 con
muy buenas p es aciones.
G acias a la comple a eliminaci´on de PMs y a la simplicidad del o o , es as
m´aquinas o ecen nume osas en ajas [? ? ]. P incipalmen e, bajos cos es de
p oducci´on, obus ez y bajas p´e didas (debido a la ausencia de conduc o es en el
o o ). Como bene icio adicional, su g an asime ´ıa acili a el con ol senso less
basado en inyecci´on de pe u baciones [?].
Po o o lado, en aplicaciones de acci´on de g an endimien o, es as m´aquinas
ienen g andes h´andicaps que supe a a´un [? ? ]. El bajo ξalcanzable educe
conside ablemen e la densidad de pa de la m´aquina compa ada con una PMSM,
limi ando pode alcanza ambi´en alo es al os de CPSR y de ac o de po encia.
Po o a pa e, la acci´on de aumen a ξpa a mejo a p es aciones, con ibuye
a educi la obus ez de la m´aquina debido al mayo n´ume o de ca idades en
el o o y a la endencia a disminui el en ehie o [?]. Adem´as, p esen a g an-
des di icul ades pa a dise˜nos con g an n´ume o de polos, po lo que no es buen
candida o en aplicaciones de al o pa o in-wheel.
Un en oque no edoso pa a la mejo a de las p es aciones es el de lamina el o o
en di ecci´on axial usando un al o n´ume o de capas al e nas de ace o laminado
delgado y capas de aislamien o ( e igu as ?? y??) [?]. Con es e m´e odo pueden
alcanza se alo es de ξmuy supe io es. Sin emba go, los e os de ab icaci´on que
es o conlle a no han sido esuel os a d´ıa de hoy. En [?] se analiza la posibilidad
de usa ecnolog´ıa de imp esi´on 3D pa a la cons ucci´on de una cubie a de o o
pl´as ica, acili ando la cons ucci´on y log ando mejo as en la densidad de pa de
has a un 6 % y e iciencia en un 1 % ( e igu a ??).
En e o as mejo as, en [?] p esen an un no edoso dise˜no sus i uyendo los puen-
es magn´e icos de las ca idades es uc u ales po una cubie a de e enci´on en
el o o , inc emen ando ξde o ma sus ancial. Asimismo, en [? ? ] mejo an es e
dise˜no con ma e iales magne ic dual-phase o ib a de ca bono pa a acili a la
ab icaci´on del o o y mejo a su in eg idad es uc u al [?]. La m´aquina p esen-
ada en [?] log a un CPSR de 5 y es capaz de alcanza el 70 % de la densidad de
po encia de una IPMSM con simila ca ac e ´ıs icas de po encia y elocidad.
Aunque has a aho a las Syn-RM solo hayan i umpido en algunos p ocesos indus-
iales muy espec´ı icos y con un ´exi o muy limi ado, ecien emen e se han in o-
ducido en aplicaciones indus iales de uso gene al como m´aquinas de elocidad
ajus able. Es o es debido a su compe i i idad en e a las IMs, mos ando bue-
nas ca ac e ´ıs icas de uncionamien o y cos es de p oducci´on meno es. Di e en es
ab ican es de m´aquinas como Kaise Mo o en, ABB o REEL come cializan Syn-
80 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
PM de
e i as
Uso de dos
cabidades
po polo
Una cabidad
po polo
0
ϴ
T
en la supe icie
Di e en es o mas de
las cabidades
Figu a 3.16: Ro o de una PM assis ed Syn-RM y su educci´on de izado de pa
en unci´on del n´ume o de ca idades po polo [? ].
RMs pa a aplicaciones indus iales en un ango de 0.55 y 315 kW [?]. A su ez,
en 2015 el ab ican e Rica do anunci´o el desa ollo de un p ome edo p o o ipo
de Syn-RM de 85 kW pa a aplicaci´on de EV [?].
3.4.3 M´aquina s´ınc ona eluc an e asis ida po imanes pe -
manen es
Las PM assis ed Syn-RMs son, como su nomb e sugie e, concep ualmen e m´aqui-
nas espec´ı icamen e dise˜nadas pa a maximiza su ξpe o asis idas, a su ez, po
PMs [?]. De es a o ma, el pa que ´es as p oducen no solo p o iene del T el sino
que ambi´en median e el TP M (??) p oducido median e el lujo magn´e ico de las
PMs [?].
Los PMs usados en es as m´aquinas pueden pe ec amen e se de ie as a as,
sin emba go, debido a los al os cos es y iesgo de suminis o asociados a es os
elemen os, los PMs m´as empleados en es a ecnolog´ıa son de e i a y sus de i ados
[?]. Es as m´aquinas son simila es en cuan o al dise˜no y al uncionamien o a las
IPMSMs, po lo que al igual que en en ´es as exis e un n´ume o ilimi ado de posibles
dise˜nos ( e igu a ??). Su p incipal di e encia con espec o a ´es as, es su bajo
ΨP M po el uso de PMs de e i a, limi ando el TP M que es capaz de p oduci [?
].
Hay es a ibu os, o g ados de libe ad, cla e en la libe ad de dise˜no de es as
m´aquinas empleados pa a maximiza la densidad de pa [?]: la o ien aci´on de
los PMs embebidos, el n´ume o de ca idades con PMs en cada polo del o o y el
emplazamien o de los PMs den o de esas ca idades (no siendo necesa io llena las
po comple o de PMs ( e igu a ??). Al igual que en las Syn-RM ( e igu a ??),
el n´ume o de ca idades a ec a an o pa a log a alo es al os de ξcomo pa a
3.4 Tecnolog´ıas de m´aquinas el´ec icas 81
disminui el izado de pa ( e igu a ??) [?].
De acue do con [?], el cos e de los PMs (en caso de usa po en es PMs de neo-
dimio) puede supone al ededo del 60 % del o al de ma e iales en una IPMSM,
po lo que al eemplaza ´es os po PMs de e i as puede aho a se en o no a un
50 % del cos e o al de la m´aquina de acci´on. Adem´as, las PM assis ed Syn-RM
ac uales pueden alcanza alo es de ξde en e 3-5 [?] mejo ando el compo a-
mien o en debili amien o de campo a al as elocidades, y pudiendo alcanza se
al os alo es de CPSR. Todo es o pe mi e alcanza una densidad de po encia,
e iciencia y capacidad de sob eca ga con unos cos es compe i i os en e a las
IMs.
Po o o lado, los PMs de e i as p esen an baja coe ci i idad en compa aci´on
con los de neodimio. Po lo que pese a sus i udes, es as m´aquinas siguen com-
pa iendo cie as des en ajas de las IPMSMs como son el iesgo de desmagne-
izaci´on i e e sible de los PMs po empe a u as al as, o la baja ole ancia a
allos. Sin emba go, las ca idades de ai e ( e igu a ??) p o egen pa cialmen e
a los PMs de e i a en e a la desmagne izaci´on, aunque sigue habiendo iesgo
de desmagne izaci´on ambi´en a bajas empe a u as [? ? ].
Como compa aci´on, en los IPMSMs come ciales se alcanzan alo es de ξde en e
1.5-2.5, siendo la IPMSM de la segunda gene aci´on del Toyo a P ius capaz de
gene a un T el equipa able al pa de a anque [?]. Seg´un [?], las mode nas PM
assis ed Syn-RM pueden p oduci un 75 % del pa o al de una IPMSM pa a el
mismo ama˜no y ecnolog´ıa de e ige aci´on l´ıquida. Compa ´andolas con una Syn-
RM de la misma densidad de po encia, las PM assis ed Syn-RM pueden mejo a
el ac o de po encia has a en un 10 % con una e iciencia de un 2 % mayo [?].
Es as m´aquinas ienen a´un mucho eco ido en mejo as de dise˜no pa a alcanza
en p es aciones a las IPMSMs, sin emba go, es no able el es ue zo en mejo as
ecnol´ogicas que se es ´a lle ando a cabo desde la comunidad acad´emica y la
indus ia [?]. Es os es ue zos an desde mejo as en el de anado que posibili an
aumen a el l´ımi e de co ien e m´axima de desmagne izaci´on un 40 % [?], has a
es udios sob e la posici´on de los PMs que pe mi en educi el izado de pa en
un 6 % [?].
O o ejemplo de mejo a es el plan eado en [?], donde de p esen a un dise˜no con
doble es ´a o y un no edoso concep o de en ehie o 3D con los que de consigue
aumen a el endimien o un 5 % con espec o a un dise˜no con encional. Adem´as,
la m´aquina plan eada p esen a buenos esul ados en dise˜nos con o o ex e no
y al o n´ume o de pa de polos pe ec amen e in eg ables en aplicaci´on in-wheel,
con mejo as del izado de pa de has a un 30 % en algunos dise˜nos [?].
A d´ıa de hoy, no exis en o icialmen e EVs come ciales con es a ecnolog´ıa. A
82 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
(a) Che ole Vol (PMs de e i a). (b) BMW i3 (PMs de neodimio y
e i as).
Figu a 3.17: Dos ejemplos de m´aquinas s´ınc onas especialmen e dise˜nadas pa a
aumen a su aniso op´ıa [? ? ].
pesa de ello, algunos ab ican es ienen ya en en a modelos de IPMSM con
PMs pa cial o comple amen e de e i as y con dise˜nos en los que aumen an el
T el, los cuales, ´ecnicamen e, son PM assis ed Syn-RM. Es el caso de la segunda
gene aci´on del Che ole Vol (2016) ( e igu a ??) con PMs de e i a [?] o
el o el BMW i3 (2013) [???] con PMs de neodimio y de e i as. Fab ican es
como Kaise Mo o en [?] come cializan a ios modelos pa a aplicaciones come -
ciales y hay es udios con p o o ipos especialmen e pensados pa a la indus ia del
au om´o il [?].
3.4.4 M´aquina de inducci´on
T as el es udio de las Syn-RMs y las PM assis ed Syn-RMs, las cuales pueden
conside a se como dise˜nos especiales de IPMSMs, a con inuaci´on, se p esen a la
IM, una ecnolog´ıa madu a y ya en uso en modelos come ciales que se pos ula
como al e na i a a las PMSMs.
En la igu a ?? se obse a una secci´on ans e sal de un modelo b´asico de IM,
compues o po un es ´a o i ´asico de bobinado dis ibuido (pa ecido al que pue-
da encon a se en cualquie PMSM o Syn-RM) y un o o es uc u ado po ba-
as conduc o as (gene almen e de aluminio) colocadas a in e alos po odo el
pe ´ıme o y co oci cui adas median e anillos conduc o es en ambos ex emos [?
?].
Es as m´aquinas, como la mayo ´ıa de m´aquinas el´ec icas, gene an pa median e
la in e acci´on de los campos magn´e icos del o o y del es ´a o . Con la di e encia
3.4 Tecnolog´ıas de m´aquinas el´ec icas 83
Figu a 3.18: Secci´on ans e sal del o o de una IM [? ].
de que en es e caso el campo magn´e ico del o o se induce po medio del lujo
magn´e ico o a i o p oducido po las co ien es AC de los de anados del es ´a o
[?]. En el caso de las IMs y, a di e encia de las dem´as ecnolog´ıas de m´aquina
el´ec ica que se es ´an analizando, exis e una desigualdad de elocidad en el gi-
o mec´anico del o o espec o al lujo magn´e ico o a i o del es ´a o (llamado
deslizamien o), haciendo que es a m´aquina sea as´ınc ona [?].
En e las ca ac e ´ıs icas m´as ele an es de es as m´aquinas des aca que la ausencia
de PMs hace que sean menos ulne ables (en con aposici´on con las PMSMs) a
los da˜nos causados po co oci cui o [? ? ], adem´as de educi conside ablemen-
e los cos es. El hecho de que el pa sea desa ollado sin necesidad de PMs ni
conexiones gal ´anicas con el o o es un aspec o muy a ac i o de las IMs [? ?
]. Es as ca ac e ´ıs icas hacen es a m´aquina muy obus a, con necesidad de poco
man enimien o y especialmen e adecuada pa a ambien es hos iles.
Cuando sucede el debili amien o del campo a elocidades al as, la co ien e de
magne izaci´on disminuye y, en consecuencia, ambi´en lo hacen las p´e didas de
cob e. Es o p opo ciona a las IMs al a e iciencia du an e un amplio ango de
elocidad [???]. Combinando un buen dise˜no y con ol a anzado (con ´ecnicas
a anzadas de debili amien o de campo pueden alcanza se CPSRs de en e 4-5
[?]) es as m´aquinas pueden compe i con IPMSMs de al o endimien o en g an
a iedad de aplicaciones de acci´on el´ec ica.
En e las des en ajas de es a ecnolog´ıa des aca la co ien e eac i a necesa ia en
el es ´a o pa a la inducci´on del campo magn´e ico en el o o , p oduciendo unas
p´e didas de conducci´on siemp e p esen es y especialmen e des acables a bajas
elocidades [? ? ? ], e implicando ambi´en que haya p´e didas en el o o aun sin
p oducci´on de pa . Todo ´es o, jun o a que no es ´acilmen e adap able a dise˜nos
de al o n´ume o de polos, hace que no sea buena candida a pa a aplicaciones
di ec -d i e oin-wheel.

84 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
(a) Es ´a o e ige ado po ai e. (b) Ro o de cob e.
Figu a 3.19: IM de 185 kW de un Tesla Roads e [? ].
Adem´as, en es as m´aquinas se equie e de un en ehie o peque˜no pa a disminui
la co ien e eac i a y maximiza la e iciencia, aumen ando cos es de p oducci´on.
Asimismo, p esen an un ango de CPSR m´as limi ado po dise˜no que el de una
IPMSM, y su ausencia de saliencia en el o o desca a el uso de con ol senso less
a bajas elocidades [?].
Tesla sol en a el p oblema de las p´e didas de conducci´on sus i uyendo las ba as
y anillos de co oci cui o del o o po un ma e ial con meno es p´e didas de
conducci´on como es el cob e ( e igu a ??) [?], alcanzando, a su ez, mayo
densidad de pa y a io de acele aci´on. Sin emba go, es o aumen a mucho los
cos es de p oducci´on.
El uso de nue os y mejo es ma e iales en el o o y el es ´a o , como los ace os SiFe
de al a esis encia el´ec ica pa a educi las p´e didas en hie o [?], es c ucial pa a
la mejo a de las p es aciones en las IMs. Sob e odo con la endencia a dise˜na
m´aquinas de cada ez mayo elocidad. La IM del Tesla Model S, po ejemplo,
iene una elocidad pun a de 16000 pm [?], no obs an e, es ´an desa oll´andose
p o o ipos de IM con elocidades que llegan a los 60000 pm [?]. A elocidades
an al as las educ o as mec´anicas con encionales esul an p oblem´a icas, po lo
que suele se in e esan e el uso de eng anajes magn´e icos como educ o as ijas o
a iables [?]. En [?], po ejemplo, se p esen a un dise˜no de IM con una elocidad
de 970 pm y pa de 984 Nm, en el que se log a una salida a 119 pm con un
pa de 7970 Nm median e un sis ema de eng anajes magn´e icos inco po ado a la
misma es uc u a de la m´aquina.
Si se analiza la pene aci´on de ´es a ecnolog´ıa en el me cado es cla amen e la m´as
usada en aplicaciones indus iales, debido, p incipalmen e, a sus ca ac e ´ıs icas de
a anque di ec o, obus ez y bajo cos e de p oducci´on [? ? ]. Asimismo, es a ec-
nolog´ıa es ´a ambi´en ex endida en los eh´ıculos pesados (mine ´ıa, cons ucci´on,
3.4 Tecnolog´ıas de m´aquinas el´ec icas 85
Figu a 3.20: Secci´on ans e sal de una SRM [? ].
e c.) y de acci´on e o ia ia, no as´ı an o en EVs come ciales. No obs an e Tesla
sigue apos ando po ´es a ecnolog´ıa en odos sus modelos, como en el Roads e [?
] con una m´aquina de 185 kW (au onom´ıa de 360 km y elocidad pun a limi ada
a 201 km/h), as´ı como o os ab ican es en modelos pun uales.
3.4.5 M´aquina de eluc ancia conmu ada
La de la SRM es una ecnolog´ıa con apenas p esencia en modelos come ciales
de EVs, no obs an e, se es ´a pos ulando como sus i u a de las PMSMs g acias
a las buenas p es aciones que posee ac ualmen e y el ango de mejo a que a´un
p esen a.
El o o de es a m´aquina no p esen a PMs o conduc o es de co ien e. Su cons-
ucci´on consis e solamen e en l´aminas de ace o apiladas con polos salien es ( e
igu a ??) [?], haciendo a es a m´aquina m´as obus a que la IM o la Syn-RM. A
di e encia de la PMSM, Syn-RM o IM con su co ien e de exci aci´on sinusoidal,
la SRM usa pulsos de co ien e DC apezoidales pa a exci a sus bobinados [?].
La p oducci´on de pa en es as m´aquinas se ige po un p incipio mec´anico pa e-
cido al de las Syn-RMs: el o o iende a desplaza se hacia la posici´on de m´axima
induc ancia (m´ınima eluc ancia magn´e ica), alineando, as´ı, el polo de o o con
el polo de es ´a o exci ado m´as ce cano [? ? ]. Siemp e que el es ´a o y el o-
o engan di e en es n´ume os de polos, la exci aci´on de las m´ul iples ases de la
m´aquina ha ´a que el o o gi e a una ecuencia igual a la ecuencia de exci aci´on
di idida po el n´ume o de polos del o o [?], po lo que se conside an m´aquinas
s´ınc onas.
Al igual que lo obse ado an e io men e con las IPMSMs o las Syn-RMs, el pa
eluc an e p oducido po las SRMs se maximiza aumen ando el g adien e de
induc ancia en cada ase, siendo m´axima cuando el polo del o o es ´a alineado
86 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
con el polo de es ´a o exci ado y m´ınima cuando es ´an o almen e desalineados
[? ? ]. ´
Es o implica que la p oducci´on de pa se ea bene iciada po la elecci´on
de un en ehie o lo m´as peque˜no posible y de las p opiedades magn´e icas de las
l´aminas de ace o.
Es a m´aquina posee nume osas en ajas. Debido al m´ınimo acoplo magn´e ico que
mues a en e los de anados de ase, a su bobinado concen ado y a que cada ase
es independien e y aislada con espec o a las dem´as, p esen a una ole ancia a
allos in ´ınseca y mayo que la de las m´aquinas an e io men e e aluadas [? ?
]. Al no ene que hace uso de co ien e pa a cancela el acoplamien o de lujo
magn´e ico, mues a al a e iciencia a ele adas elocidades y peque˜no pa de ca ga
[?]. Asimismo, pueden log a se al os alo es de CPSR alcanzando un amplio
ango de elocidad en la egi´on de po encia cons an e [?]. Mues a acilidad pa a
a ia el n´ume o de ases en el dise˜no eniendo que cambia solamen e la combi-
naci´on de n´ume o de polos en es ´a o / o o , po lo que es una buena candida a
pa a aplicaciones mul i ase.
Igualmen e, la simplicidad de cons ucci´on del o o y su ausencia de PMs e-
ducen conside ablemen e los cos es de p oducci´on de la m´aquina, aumen ando
ambi´en su obus ez y pe mi iendo ope a a muy al as elocidades y a empe-
a u as ex emas [?]. Adem´as, el o o posee meno ine cia compa ado con las
dem´as m´aquinas analizadas, mejo ando, as´ı, an o la sensaci´on de conducci´on
como las ca ac e ´ıs icas de acele aci´on/decele aci´on [?].
En con aposici´on, es a ecnolog´ıa equie e de un con ol m´as complejo (com-
pa ado con las dem´as m´aquinas analizadas) debido, p incipalmen e, a las pa -
icula idades de su uncionamien o y a sus ca ac e ´ıs icas no lineales [???].
Igualmen e, el endimien o y e ec i idad del con ol dependen di ec amen e de la
p ecisi´on en la medida de posici´on del o o .
En e o as des en ajas, la na u aleza pulsan e del modo de exci aci´on de es as
m´aquinas es culpable de p oduci ib aciones adiales ( aducidas en uido sono-
o) y al o izado de pa , a ec ando nega i amen e a la calidad de conducci´on [? ?
?]. Con odo, cabe acla a que la silenciosa ci culaci´on de, en gene al, odos los
EVs es ´a siendo p oblem´a ica (causan e de acciden es). De hecho, algunos mo-
delos ya es ´an inco po ando ins umen os de uido a i icial, po lo que el uido
de i ado de las ib aciones puede ene un ca ´ac e no an pe judicial.
La ecnolog´ıa de SRM, al igual que la de Syn-RM y la PM assis ed Syn-RM,
no iene una madu aci´on equipa able a la PMSM o IM. Sin emba go, su op imi-
zaci´on se es ´a dando a pasos agigan ados debido al in e ´es que despie a en la
comunidad acad´emica e indus ia. Un e lejo es la g an can idad de abajos de
in es igaci´on que se publican. A con inuaci´on, se comen an algunas de las lineas
3.4 Tecnolog´ıas de m´aquinas el´ec icas 87
(a) Es ´a o bobinado con n´ucleos
en o ma de U.
(b) Ro o de la m´aquina.
Figu a 3.21: P o o ipo de SRM con 12/15 polos de o o ex e no [? ].
de in es igaci´on y en oques no edosos que se es ´an lle ando a cabo.
Po un lado, se es ´an ealizando mejo as de las SRMs sin ene que cambia su
dise˜no b´asico ( e igu a ??). Como ejemplo, el p o o ipo p esen ado de [?] (50
kW y 1200 pm) que o ece un 18 % m´as de pa pa a un dise˜no del mismo olumen
y masa. De acue do con [?], pa a mejo a an o la densidad como el izado de
pa , as´ı como la e iciencia y el ´a ea de ope aci´on, es necesa io aumen a el n´ume o
de polos (en el o o y el es ´a o ) y usa ace o magn´e ico en la cons ucci´on. Un
ejemplo de ´es o es el de [?], donde se llegan a alcanza los 45 Nm/l con un
p o o ipo de 70 kW. Aun as´ı, ambi´en se ealizan mejo as con nue os en oques
de dise˜no, como en [?] con un dise˜no de doble es ´a o en el que se log a un
inc emen o de pa del 36 % pa a el mismo olumen de m´aquina.
Al igual que en las dem´as ecnolog´ıas, la endencia de dise˜na m´aquinas m´as ´api-
das pa a educi masa y p´e didas ambi´en es ´a p esen e en es e ipo de m´aquina
[? ? ? ? ]. En es e sen ido, exis en algunos es udios que es ´an analizando la posibi-
lidad de dise˜nos de al a elocidad sin cojine es [?] pa a soluciona los p oblemas
de i ados de unciona a al a elocidad. Po ejemplo, en [?] se dise˜na un p o o-
ipo de 45 kW con una elocidad nominal de 8000 pm y un CPSR de 4. Una
de las azones que limi an la elocidad de las m´aquinas son las conside aciones
mec´anicas de los encode s come ciales, sin emba go, exis en ya es udios a anza-
dos sob e senso es e lec o es no in usi os como el de [?] en el que se desa olla
un con ol di ec o de posici´on de has a 100000 pm.
Los dise˜nos mul ipolo di ec -d i e pa a educi el izado de pa [?], o los com-
pac os y en o ma de disco pa a aplicaciones in-wheel, es ´an p esen es en odas
las ecnolog´ıas y no son una no edad den o de las SRMs. Sin emba go, en ´es as
94 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
E iciencia (%)
84 86 88 90 92 94 96 98
Densidad de po encia (kW/L)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
(211, 2768)
(400, 1200)
(209, 2768)
(340, 1200)
(286, 2750)
(205, 2800)
(211, 2800)
(294, 1500)
(260, 2750)
(400, 2500)
(79, 7000)
(206, 2800)
(3.4, 1500)
(90, 3300)
(297, 1500)
(110, 4000)
(970, 984)
(188, 2800)
(270, 1500)
(100, 3000)
(207, 2768)
(280, 2750)
(303, 1500)
(39, 1850)
(217, 2200)
(210, 2800)
(18, 3600)
(318, 3000)
(30, 2600)
SRM
IM
PMSM
Syn-RM
PMaSyn-RM
Figu a 3.25: Compa aci´on de p o o ipos de m´aquinas en elaci´on a su e iciencia y
densidad de po encia. En e pa ´en esis pa nominal y elocidad nominal [? ? ? ? ?
???????????????].
elaci´on al di´ame o ex e io del o o y longi ud axial de la m´aquina, as´ı, los e-
sul ados no son compa ables a los modelos come ciales p esen ados al comienzo
del cap´ı ulo. Po odo es o, los esul ados deben in e p e a se cuidadosamen e.
En la igu a ?? se mues a una ecopilaci´on de dise˜nos angua dis as de cada una
de las ecnolog´ıas es udiadas. En ella se mues a que, a d´ıa de hoy, exis en dise˜nos
de SRMs compa ables en e iciencia y/o densidad de po encia a las PMSMs.
La ecnolog´ıa de SRM ha demos ado, po lo an o, supe io idad en a ias ca ac-
e ´ıs icas impo an es ( ole ancia a allos, obus ez y cos es), dispone de dise˜nos
con al a densidad de po encia y e iciencia y, po o o lado, una madu ez ec-
nol´ogica su icien e pa a se aplicada en cie os sec o es (cons ucci´on y mine ´ıa).
Todo es o con un ma gen de mejo a ecnol´ogica muy ele an e pa a adecua las
a las necesidades de los EVs de pasaje os. Es po odo es o que se las pueda
conside a como una buena al e na i a plausible y u u ible.

3.6 Conclusiones 95
3.6 Conclusiones
En el p esen e cap´ı ulo, se han analizado las m´aquinas el´ec icas ac ualmen e
empleadas, y u u ibles, en EVs pa a conoce el es ado ac ual y sus endencias.
Los obje i os ecnol´ogicos p opues os, en elaci´on a los EVs, po las di e en es
agencias y o ganismos in e nacionales son muy ambiciosos en lo que espec a a
la m´aquina el´ec ica. Las PMSMs o ecen una al a densidad de po encia y buena
e iciencia, es po es o que, hoy po hoy, sea la endencia p e e ida y se encuen e
en la mayo ´ıa de modelos come ciales.
Sin emba go, las PMSMs son muy sensibles a los ai enes de suminis o y cos es
que su en las ie as a as de los PMs que usan, siendo el de los EVs un me -
cado muy sensible a es e ipo de luc uaciones. Las ie as a as se han uel o
una ma e ia p ima es a ´egica en la mayo ´ıa de sec o es ecnol´ogicos y, debido
a que su explo aci´on es ´a suje a a in e eses pol´ı icos m´as all´a de los pu amen e
econ´omicos/ ecnol´ogicos, se es ´an edoblando es ue zos pa a encon a al e na i-
as ecnol´ogicas en odos los ´ambi os posibles.
Las p incipales al e na i as de m´aquinas lib es de ie as a as son: la Syn-RM,
la PM assis ed Syn-RM, la IM y la SRM. Todas ellas su icien emen e madu as,
e incluso implemen adas en algunos modelos come ciales (excep o la Syn-RM),
como pa a conside ´a selas u u ibles.
De en e odas es as al e na i as, es la ecnolog´ıa de SRM la que p esen a un me-
jo equilib io con una ole ancia a allos y obus ez inhe en es que la di e encian
y alzan en e a las dem´as ecnolog´ıas, jun o a una e iciencia conside ablemen e
buena a al as elocidades. Adem´as, su cos e de p oducci´on es muy bajo en compa-
aci´on a las PMSMs. Asimismo, las debilidades de la ecnolog´ıa de SRM ( izado
de pa y uido ac´us ico) han hecho que su aplicaci´on se haya dado en aplicaciones
donde no son una a a, p incipalmen e EVs de cons ucci´on y mine ´ıa.
En esumen, la ecnolog´ıa de SRM dispone, po un lado, de dise˜nos con al a
densidad de po encia y e iciencia y, po o o lado, de un un ma gen de mejo a
ecnol´ogica muy ele an e ac ualmen e en es udio que la hacen lexible pa a sa is-
ace las necesidades de los EVs de pasaje os. Es po odo es o que se la conside a
la al e na i a m´as plausible y u u ible.
Po odo es o, la ecnolog´ıa de SRM es la es udiada en la p esen e esis. En el
cap´ı ulo ?? se analiza ´an en p o undidad di e sos aspec os de las SRMs (desde los
p incipios de uncionamien o y dise˜no, pasando po las opolog´ıas de con e ido
y has a los ipos de con ol) pa a comp ende sus peculia idades y, as´ı, pode
p o undiza en alguna mejo a.
96 M´aquinas el´ec icas pa a eh´ıculo el´ec ico
Pa e II
T en de acci´on del EV
basado en ecnolog´ıa SRM
Cap´ı ulo 4
Accionamien os de la
m´aquina de eluc ancia
conmu ada
4.1 In oducci´on
T as el an´alisis ealizado en el cap´ı ulo ??, la ecnolog´ıa de la ecnolog´ıa de m´aqui-
na de eluc ancia conmu ada (Swi ched Reluc ance Machine, SRM) p esen a las
mejo es p es aciones en e las al e na i as de m´aquinas lib es de ie as a as. En
es e sen ido, se cons a a que la ecnolog´ıa de SRM dispone, po un lado, de solu-
ciones con al a densidad de po encia y e iciencia y, po o o lado, de un ma gen
de mejo a ecnol´ogica muy ele an e de ca a a sa is ace las necesidades de los
eh´ıculos el´ec icos (Elec ic Vehicles, EVs) de pasaje os.
Las SRMs p esen an una es uc u a simple, obus a y de bajo cos e. Adem´as,
las ases son el´ec icamen e independien es unas de o as, p opo cionando una
ole ancia a allos supe io . Sus ca ac e ´ıs icas es uc u ales y el´ec icas hacen
que sea una m´aquina el´ec ica con un uncionamien o di e en e a las dem´as y,
en consecuencia, equie a de esquemas de con ol y opolog´ıas de con e ido
especialmen e pensadas pa a sa is ace sus necesidades pa icula es. En la igu a
?? se mues a una con igu aci´on b´asica de una SRM, incluyendo la elec ´onica
de po encia y la m´aquina el´ec ica.
En es e con ex o, el p esen e cap´ı ulo p e ende ealiza una e isi´on en p o un-

100 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
S11
S12
D11
D12
Vba
S11
S12
D11
D12 S11
S12
D11
D12
Con e ido Mo o
Figu a 4.1: Con igu aci´on b´asica de una SRM de es ases y 6/4 polos.
didad del es ado de la ecnolog´ıa de SRM. Es po ello po lo que inicialmen e
se a a abo da el an´alisis de los p incipios ma em´a icos de uncionamien o y,
a con inuaci´on, las eglas de dise˜no de la m´aquina. Seguidamen e, se exponen
las di e en es opolog´ıas de con e ido especialmen e pensadas pa a las SRMs,
y as ´es o, se ealiza una compa aci´on median e simulaci´on y an´alisis de m´odu-
los come ciales de las dos opciones m´as iables. Y pa a inaliza , se p esen a un
es udio sob e los dis in os esquemas de con ol y modulaci´on aplicables en las
SRMs.
Finalmen e, los an´alisis y conclusiones ealizados en el p esen e cap´ı ulo es able-
cen los c i e ios pa a la elecci´on de la pla a o ma expe imen al del cap´ı ulo ?? y
pa a la pla a o ma de alidaci´on del cap´ı ulo ??.
4.2 P incipios de uncionamien o y p oducci´on
de pa de la SRM
A con inuaci´on, se p o undiza en el modelo ma em´a ico de las SRMs pa a pe mi i
una mejo comp ensi´on del dise˜no es uc u al, las din´amicas de uncionamien o
y, po consiguien e, su con ol y modulaci´on.
La igu a ?? mues a el ci cui o equi alen e mono ´asico de una SRM, pa a el cual
se ha desp eciado la induc ancia mu ua en e ases con el obje i o de simpli ica el
es udio. Es a simpli icaci´on iene o iginada, p incipalmen e, debido a la di icul ad
de ob enci´on de da os de modelos no-lineales median e simulaciones FEM [? ? ].
En el ci cui o mos ado, la ensi´on Vaplicada a la ase es igual a la suma de la
ca´ıda en la esis encia de ase Rsy la de i ada del lujo magn´e ico ψ:
4.2 P incipios de uncionamien o y p oducci´on de pa de la SRM 101
RsL
V
i
EMF
+
-
Figu a 4.2: Ci cui o equi alen e de una SRM mono ´asico.
V=Rsi+dψ (θ, i)
d .(4.1)
A su ez, ψse de ine como:
ψ=L(θ, i)i, (4.2)
siendo Lla induc ancia dependien e de la posici´on de o o θy la co ien e de
ase i. Sus i uyendo la exp esi´on (??) en (??) y desa oll´andola se ob iene:
V=Rsi+d[L(θ, i)i]
d =Rsi+L(θ, i)di
d +idθ
d
dL (θ, i)
dθ =
=Rsi+L(θ, i)di
d +dL (θ, i)
dθ ωi
| {z }
EMF
,(4.3)
donde ωes la elocidad del o o dada po :
ω=dθ
d .(4.4)
En la exp esi´on (??) los es p ime os ´e minos de la pa e de echa ep esen an la
ca´ıda de ensi´on en la esis encia, la ca´ıda de ensi´on en la induc ancia y la EMF
inducida, espec i amen e. Dicho en o os ´e minos, ep esen an las p´e didas de
Joule, la ene g´ıa almacenada en el de anado y el abajo ´u il.
Debido a la na u aleza salien e de ambos polos ( o o y es ´a o ) de la SRM, la
eluc ancia del lujo magn´e ico a ´ıa dependiendo de la posici´on del o o . En la
posici´on desalineada θ=θ1( e igu a ??) la eluc ancia magn´e ica es m´axima.
102 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
ϴ = ϴ1
ϴ = ϴ2
ω
(a) Posici´on desalineada.
ϴ = ϴ1
ϴ = ϴ2
ω
(b) Posici´on alineada.
Figu a 4.3: P incipio de p oducci´on de pa en una SRM [? ].
Po consiguien e, el polo del o o iende a alinea se con el polo del es ´a o ex-
ci ado. En es a posici´on, θ=θ2( e igu a ??), la eluc ancia del lujo magn´e ico
es m´ınima.
De es e modo, la p oducci´on de pa puede explica se ma em´a icamen e usando
el p incipio de con e si´on de ene g´ıa elec omagn´e ica [?]. A con inuaci´on, se
analiza el ciclo de con e si´on de ene g´ıa de una SRM.
4.2.1 Ciclo de con e si´on de ene g´ıa pa a la p oducci´on de
pa
En la igu a ?? se e el ciclo de con e si´on de ene g´ıa en unci´on de ψei.
Comenzando con la igu a ??, ´es a mues a las cu as de p oducci´on de ψen
unci´on de ipa a di e en es posiciones del o o (??). En la posici´on desalineada
θ=θ1el en ehie o es an g ande que no ocu e sa u aci´on magn´e ica alguna, es
po ello que la unci´on se mues a lineal. A su ez, en la posici´on alineada θ=θ2
el ci cui o magn´e ico se sa u a y la unci´on se mues a loga ´ı mica.
Siguiendo con la explicaci´on del ciclo, al magne iza la ase se gene a un pa an-
gencial que hace gi a el o o , y consecuen emen e desplaza el pun o de ope aci´on
desde el pun o 0 has a el pun o B a lo la go de la cu a 0AB de la igu a ??.
Du an e es e p oceso la uen e de alimen aci´on hab ´a suminis ado una ene g´ıa
en an e Win igual al ´a ea {0ABD0}. La cu a 0EB mues a la p oducci´on de ψ
en unci´on de la co ien e ico espondien e a una posici´on de o o θ=θB. Po
´ul imo, el ´a ea {0EBD0}es la ene g´ıa magn´e ica almacenada en el de anado Wd
pa a ese mismo pun o ope acional. As´ı pues, la Win puede exp esa se como:
4.2 P incipios de uncionamien o y p oducci´on de pa de la SRM 103
i
ϴ = ϴ1
ϴ = ϴ2
ψ
ϴC
ϴB
ϴA
(a) Cu as del ciclo de con e si´on de ene g´ıa.
0
EWem1
B
A
Wd
alineado
desalineado
i
D
ψ
(b) Magne izaci´on.
0
E
B
A
W
alineado
desalineado
i
D
C
Wem2
ψ
(c) Desmagne izaci´on.
0
E
B
A
alineado
desalineado
i
D
C
Wem
ψ
W
(d) Ciclo en e o.
Figu a 4.4: Diag ama del ciclo ene g´e ico de una SRM pa a el modo mo o .
Win ={0ABD0}={0ABE0}+{0EBD0}=Wem1+Wd,(4.5)
donde Wem1es la ene g´ıa con e ida en pa elec omagn´e ico du an e la ansici´on
del pun o 0 al pun o B.
Po o o lado, en el pun o ope acional B el polo del o o no es ´a a´un alineado
con su co espondien e polo del es ´a o . Sin emba go, pues o que una co ien e
di e en e a ce o a pa i de θ=θ2( e igu a ??) gene a pa nega i o al sen ido
de o aci´on, da comienzo la desmagne izaci´on de la ase pa a educi la co ien e
a ce o.
En es e pun o, du an e la ansici´on del pun o de ope aci´on B has a 0 ( e i-
gu a ??) la ene g´ıa que comp ende el ´a ea {0CBD0}es de uel a a la uen e de
110 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
Tabla 4.1: Combinaciones comunes de polos en SRMs
N
m= 1 m= 2
p Ns- + Ns- +
3 6 4 8 12 8 16
4 8 6 10 16 12 20
5 10 8 12 20 16 24
ama˜no de los de anados ubicados en e los polos del es ´a o . Cabe des aca que,
du an e la ope aci´on de la SRM, pueden p oduci se peque˜nos in e alos donde la
alimen aci´on de dos ases se solapa.
En cuan o al p oceso de dise˜no, las SRMs deben a on a es aspec os de dise˜no
ineludibles, al y como se comen an a con inuaci´on:
1. N´ume o de polos del es ´a o Nsy del o o N . Pa a una o aci´on con inua,
los polos deben es a dis ibuidos equi a i amen e po oda la ci cun e encia
y cumpli las siguien es elaciones [? ? ]:
Ns= 2mp (4.19)
y
N = 2m(p±1) ,(4.20)
donde pes el n´ume o de ases de la m´aquina y mel n´ume o de polos po
ase. Con el in de minimiza la ecuencia de conmu aci´on y educi las
p´e didas del hie o, suele escoge se una elaci´on N < Ns(us´andose (??)
con signo nega i o). La abla ?? mues a la elaci´on de combinaciones m´as
habi uales.
El dise˜no m´as com´un de SRM es la con igu aci´on de es ases y elaci´on
de polos Ns/N de 6/4 ( e igu a ??) [? ? ]. Es a con igu aci´on o ece un
g adien e de ´angulo mayo pa a el adelan o del ´angulo de dispa o a al as
elocidades [?], meno es cos es [?] y mayo anu a pa a el de anado de
ase [?]. Tambi´en es impo an e des aca que es e dise˜no se ca ac e iza po
un g an izado de pa [? ? ] y p oblemas con el pa de a anque [?].
Po o a pa e, eniendo en cuen a c i e ios de iabilidad y cos es/e ec i idad,
la con igu aci´on de cua o ases y 8/6 polos ( e igu a ??) es ambi´en muy

4.3 Dise˜no y es uc u a de la SRM 111
A
A´
B
B´
C
C´
(a) T es ases 6/4 polos.
A
A´
C
C´
B
B´
D
D´
(b) Cua o ases 8/6 polos.
Figu a 4.8: Con igu aciones m´as comunes de SRMs [? ].
habi ual [? ? ]. Es a con igu aci´on mues a mejo compo amien o en el
izado de pa y pa de a anque [?], pe o sus cos es de ab icaci´on son ma-
yo es, as´ı como la necesidad de disposi i os el´ec icos adicionales de i ados
de su cua a ase [?].
Asimismo, la ecuencia el´ec ica ede la SRM es una unci´on de N y de
la ecuencia mec´anica m, al que:
e= mN .(4.21)
Po lo an o, en aplicaciones de baja elocidad, como en la di ec -d i e, son
p e e ibles con igu aciones con m´as de un polo po ase (m > 1) [?] como
la 12/8 de es ases o la 16/12 de cua o ases ( e abla ??). En [?], po
ejemplo, se p esen a un p o o ipo de es ases y 12 pa es de polo po ase,
dando luga a una m´aquina de 72/48 polos y 120 pm de elocidad nominal.
2. Ro o in e no o ex e no. Las m´aquinas de o o in e no son las m´as usuales;
sin emba go, las con igu aciones de g an n´ume o de pa es de polos son
especialmen e a ac i as pa a aplicaciones in-wheel [? ? ]. Un ejemplo de
ello son los dise˜nos de o o ex e io ( e igu a ??) di ec amen e acoplados
a la ueda sin necesidad de educ o a [? ? ]. Asimismo, pa a educi el
izado de pa en es as con igu aciones, suele escoge se una elaci´on N >
Ns, us´andose (??) con signo posi i o ( e abla ??). Aunque es os dise˜nos
de o o ex e io de i an en mayo es ib aciones y mayo es ´es ´e mico
(debido a la di icul ad de e ige a el es ´a o ), la inhe en e ole ancia a
112 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
A
A´
C
C´
B
B´
Figu a 4.9: Con igu aci´on de es ases y 6/8 polos con o o ex e io [? ].
al as empe a u as y obus a es uc u a de las SRMs las con ie en en
buenas candida as pa a a on a es os p oblemas.
3. Di ecci´on del lujo. Las m´aquinas con encionales ienen un dise˜no de lujo
adial, aun as´ı, en los ´ul imos a˜nos han su gido dise˜nos de lujo axial [?
? ? ]. Un ejemplo de ello es la m´aquina mos ada en la de la igu a ??.
En es as m´aquinas, la acci´on adial pe pendicula al eje de o aci´on es
desp eciable, po lo que las ib aciones de i adas de es a acci´on son m´ıni-
mas [?]. Adem´as, p esen an a ias en ajas [???]: en ehie o ajus able,
ap opiadas pa a dise˜nos con a io de longi ud axial/di´ame o bajo, ´acil
en iamien o y ab icaci´on lamina sencilla. Po odo es o, son ap opiadas
pa a la aplicaci´on in-wheel [?] y pe mi en una g an a iedad de dise˜nos
es uc u ales di e en es [?].
Adem´as de es os aspec os de dise˜no, exis en o os que pueden ene impo ancia
pa a una aplicaci´on espec´ı ica, como es el caso del EV. Dichos aspec os son los
siguien es:
4. Ap o echamien o del espacio in e no. En los dise˜nos con encionales se p o-
duce un desap o echamien o del espacio ´u il de la m´aquina [? ? ? ], dis-
minuyendo, as´ı, la densidad de po encia y densidad de pa de la m´aquina.
Con el in de mejo a es a si uaci´on y ap o echa mejo el espacio en la
p oducci´on de pa , exis en dos l´ıneas de dise˜no di e en es:
•Adop a m´ul iples dien es po polo de es ´a o [? ? ]. La igu a ?? mues-
a un ejemplo con una con igu aci´on de es ases con dos dien es po
polo de es ´a o . Sin emba go, es a es uc u a mul i-dien e qui a espa-
cio al bobinado de cob e y, pudiendo llega a disminui la po encia
m´axima que la SRM puede gene a . Adem´as, educe ambi´en la di e-
4.3 Dise˜no y es uc u a de la SRM 113
Ro o
De anado
Es á o
Figu a 4.10: Con igu aci´on de es ases y 6/4 polos es uc u a axial [? ].
encia de induc ancia en e las posiciones de alineado y desalineado,
disminuyendo, as´ı, la p oducci´on de pa [?].
•Emplea opolog´ıas con doble es ´a o [? ? ]. En es as m´aquinas ( e
igu a ??) la mayo ´ıa de dise˜nos duplican los segmen os ex e io e in-
e io , man eniendo, as´ı, la elaci´on de n´ume o de polos [? ? ? ? ].
Apa e de aumen a la p oducci´on de pa , educen las ib aciones y
uido ac´us ico [? ? ], as´ı como aumen an el pa de a anque [?]. Po
o o lado, la es uc u a es m´as compleja que la con encional y, po
lo an o, se inc emen an los cos es de p oducci´on [?]. Adem´as, los
ex emos del de anado son ambi´en m´as g andes, lo cual, hace ocupa
m´as espacio [?]. Po o a pa e, aunque el izado de pa baje consi-
de ablemen e debido a la es uc u a, sigue d´andose en meno medida
a causa de la na u aleza pulsan e de la m´aquina. Es e ipo de m´aqui-
nas equie en nue os dise˜nos de o o . En es e con ex o, [?] analiza el
impac o de la o ma en el pe il de o si´on pa a luego desa olla un
m´e odo in e ac i o que con igu a au om´a icamen e el o o median e
an´alisis FEM.
5. Di isi´on de la es uc u a in e na. Los dise˜nos con encionales de SRMs po-
seen una es uc u a de es ´a o y de o o laminados, ya sea de o ma axial o
adial, pe o con chapas macizas de ace o magn´e ico, lo cual aumen a no a-
blemen e la masa o al de la m´aquina. ´
Es a es, po o o lado, la cons ucci´on
´ıpica de la mayo ´ıa de m´aquinas el´ec icas. En es e con ex o, exis en plan-
eamien os al e na i os pa a la mejo a de es e aspec o, como po ejemplo:
114 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
A
A´
B
B´
C
C´
(a) Con igu aci´on de es ases y 12/10
polos mul i-dien e.
A
A´
B
B´
C
C´
(b) Con igu aci´on de es ases y 6/4 po-
los con doble es ´a o .
Figu a 4.11: Dise˜nos pa a maximiza el ap o echamien o del espacio in e no [? ].
•Segmen aci´on del es ´a o y/o o o en dis in os n´ucleos dejando espa-
cios ac´ıos o de ma e ial diamagn´e ico [?????]. Es os segmen os
pueden se de nume osas o mas, sin emba go, las m´as habi uales son
los n´ucleos magn´e icos en o ma de E ( e igu a ??) [?????] o U
[???] pa a es ´a o o o o , o simples ba as axiales [????] pa a
o o .
Al disminui es os dise˜nos la masa o al del sis ema, aumen an el pa y
la po encia espec´ı icas. Adem´as, mejo an ambi´en el izado de pa dis-
minuyendo las ue zas adiales, las ib aciones y el uido ac´us ico [? ?
]. La e iciencia, po su pa e, mejo a debido a la educci´on de p´e didas
de hie o y cob e [? ? ]. Es as m´aquinas es ´an siendo ampliamen e in-
es igadas y, ac ualmen e, hay es udios sob e modelos a anzados pa a
su mejo con ol [?] y sob e las mejo es combinaciones de n´ume o de
polos del es ´a o / o o pa a aplicaci´on de o o ex e no [?].
•Di isi´on de la m´aquina median e secciones axiales. Es os dise˜nos es ´an
siendo analizados debido a la g an ole ancia a allos que demues an
[? ? ? ? ]. Adem´as, los m´odulos pueden se dise˜nados indi idualmen e
(el´ec icamen e independien es unos de o os) pa a sa is ace dis in os
c i e ios de uncionamien o (e iciencia en cie o pun o de unciona-
mien o, al o pa a bajas elocidades, amplio ango de elocidad, e c.).
Es e ipo de dise˜no ha sido desc i o p e iamen e en la subsecci´on ??,
denominado MCM.
4.3 Dise˜no y es uc u a de la SRM 115
(a) Es ´a o bobinado con
n´ucleos en o ma de E.
(b) Ro o segmen ado.
Figu a 4.12: P o o ipo de SRM con 12/14 polos[? ].
N S
NS
NS
N S
NS
NS
A1 A2
A3 A4
Fase C
Fase B
Fase C
Fase B
PMs
Fase A
Fase A
Segmen o de es á o
Figu a 4.13: Secci´on axial de una SRM h´ıb ido con es ´a o segmen ado [? ].

116 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
6. Inco po aci´on de imanes. Aunque uno de los g andes a ac i os de las SRMs
es el nulo uso de imanes pe manen es, algunos nue os es udios analizan
la inco po aci´on pa cial de es os imanes pa a aumen a su densidad de
po encia y e iciencia [????????]. Es as m´aquinas son conocidas como
SRMs de exci aci´on h´ıb ida ( e igu a ??) [?]. Es os imanes pueden se
de ie as a as, al y como se analizan en la secci´on ??, o de e i as.
Del mismo modo que las pa icula idades de las SRMs hacen que su dise˜no es-
uc u al di ie a del es o de m´aquinas el´ec icas, las opolog´ıas de con e ido
pa a SRM es ´an especialmen e pensadas pa a sa is ace los equisi os de ´es as y
acili a su uncionamien o. Po es e mo i o, en la siguien e secci´on se es udian
las opolog´ıas m´as comunes que implemen an m´aquinas SRM.
4.4 Topolog´ıas de con e ido pa a la SRM
La selecci´on de la opolog´ıa de con e ido pa a una aplicaci´on espec´ı ica es un
ema de suma impo ancia. Po ello, a lo la go de es a secci´on, se analizan las
di e en es al e na i as especialmen e pensadas pa a las SRMs en EVs.
Debido a las pa icula idades de las SRMs expues as en las secciones p eceden-
es, las opolog´ıas especialmen e pensadas pa a ´es as deben cumpli con cie os
eque imien os ´ecnicos. Es os aspec os cla e que di e encian a las SRMs de las
dem´as m´aquinas el´ec icas son los siguien es [? ? ]:
1. La SRM p oduce pa independien emen e de la pola idad de la co ien e de
exci aci´on de ase, equi i´endose, po lo an o, m´ınimamen e un in e up o
po de anado de ase pa a su magne izaci´on/desmagne izaci´on.
2. De i ado del an e io pun o, hay siemp e un in e up o conec ado en se ie
con el de anado de ase, lo que hace a la SRM es a au op o egido en e a
allos de conmu aci´on (shoo - h ough aul ) [?].
3. Las ases de la SRM son el´ec icamen e independien es, lo que pe mi e un
con ol de co ien e y pa sepa ado po cada ase. ´
Es o acili a, a su ez, el
uncionamien o de la m´aquina en caso de allo en alg´un de anado de ase,
aunque disminuya la po encia de salida.
4. El acoplamien o mu uo en e ases de la SRM puede desp ecia se pa a la
mayo ´ıa de aplicaciones, lo que se aduce en una en aja pa a el con ol
independien e de ases.
5. La induc ancia de ase de las SRMs a ´ıa con espec o a la posici´on del
o o .
4.4 Topolog´ıas de con e ido pa a la SRM 117
Vdc
S1D1S2D2
D5
S5
S4D4
S3D3
S6D6
M
Figu a 4.14: Con e ido en modo uen e de ensi´on i ´asico de dos ni eles.
Debido a odas es as conside aciones, las opolog´ıas cl´asicas usadas en in e so es,
como puede se la de la igu a ??, no suelen se empleadas en m´aquinas SRM.
Asimismo, desde mediados de la d´ecada de los 80 se han p esen ado una g an
a iedad de opolog´ıas pa a los con e ido es SRM [? ? ? ? ]. En es a ca e a
cons an e han su gido opolog´ıas con meno n´ume o de in e up o es, iempos
de magne izaci´on y desmagne izaci´on m´as ´apidos, mejo e iciencia, ac o de
po encia al o y mayo po encia [? ? ]. Sin emba go, las en ajas de es as opolog´ıas
siemp e han enido acompa˜nadas de o as des en ajas, al y como se e ´a a
con inuaci´on.
De es e modo, hay que ene en cuen a que la elecci´on de opolog´ıa de con e ido
es siemp e dependien e de las ca ac e ´ıs icas de la aplicaci´on. Y en el caso de los
sis emas de acci´on en au omoci´on, ´es os deben se capaces de sopo a se e as
condiciones de uncionamien o. Es po es o que en la elecci´on de la opolog´ıa se
ienen en cuen a ac o es como el cos e, la obus ez, la complejidad es uc u al,
la ole ancia a allos y la e iciencia.
En elaci´on a las ca ac e ´ıs icas pa icula es de las SRMs expues as con an e io i-
dad, el con e ido de la SRM debe cumpli los siguien es eque imien os ´ecnicos
[? ? ]:
1. Cada ase del con e ido de SRM debe se capaz de conduci de o ma
independien e con espec o a las dem´as.
2. El con e ido debe se capaz de desmagne iza la ase an es de que ´es a
en e en la egi´on de egene aci´on, en caso de es a uncionando como mo o .
A su ez, debe se capaz de exci a la ase an es de que ´es a en e en la
egi´on de acci´on, en caso de es a uncionando en modo gene ado .
A pa e de es os dos equisi os undamen ales, el con e ido debe sa is ace cie -
os eque imien os adicionales con el in de mejo a impo an es aspec os del
118 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
Topologías de Con e ido
pa a Aplicación SRM
En Puen e
Asimé ica
Fase compa ida
In e up o compa ido
Puen e en H
Capaci i os
C-Dump
Buck-Boos
DC compa ido
Sood
Magné icos
Bi ila
De anado
auxilia
Disipa i os
R-Dump
Conmu ación
Fue e
Resonan e
en se ie
ZVT
ZCT
AQRDCL
Conmu ación
Sua e
Figu a 4.15: Clasi icaci´on de opolog´ıas de con e ido de SRM po ´ecnica de
conmu aci´on [? ].
compo amien o de la m´aquina (mayo e iciencia, iempos de exci aci´on y des-
magne izaci´on m´as ´apidos, mayo po encia y ole ancia a allos) [? ? ? ? ? ? ].
Es os eque imien os adicionales son los siguien es:
1. Pe mi i un con ol solapado de ases (phase o e lap con ol).
2. Pode egene a a la uen e la ene g´ıa p o enien e de la ase salien e (des-
magne izaci´on) y/o usa la en la p ´oxima ase en an e (magne izaci´on).
3. Pode gene a en un co o pe ´ıodo de conmu aci´on una ensi´on nega i a
su icien emen e al a pa a educi el iempo de desmagne izaci´on.
4. Pe mi i un uncionamien o en eewheeling una ez magne izada la ase
pa a educi la ecuencia de conmu aci´on, educiendo, as´ı, las p´e didas de
conmu aci´on e his ´e esis.
5. Aplica una ensi´on de exci aci´on posi i a al a pa a es ablece una co ien e
de ase mayo , lo que mejo a la po encia de salida de la m´aquina.
6. Inco po a un bus DC pa a amo igua los lujos de ene g´ıa en e los de a-
nados y la uen e de ene g´ıa.
Como se ha indicado, es os ´ul imos eque imien os no son es ic amen e necesa-
ios, pe o s´ı con enien es pa a un mejo uncionamien o, po lo que se exigen a
la ho a de conside a las opolog´ıas ´alidas pa a aplicaci´on de EV.
4.4 Topolog´ıas de con e ido pa a la SRM 119
4.4.1 Clasi icaci´on de opolog´ıas de con e ido pa a SRM
En la igu a ?? puede e se algunas de las opolog´ıas de con e ido pa a SRM cla-
si ic´andolas seg´un la ´ecnica de conmu aci´on: conmu aci´on sua e (so -swi ching)
y conmu aci´on ue e (ha d-swi ching) [? ? ]. Adem´as, den o de las al e na-
i as de conmu aci´on ue e, se ha ealizado una subdi isi´on a endiendo a las
ca ac e ´ıs icas cons uc i as ( opolog´ıas en puen e, capaci i as, magn´e icas y di-
sipa i as).
Las opolog´ıas m´as usadas pa a la aplicaci´on de EV son las de conmu aci´on
ue e. Sin emba go, exis en nume osos es udios que con emplan la inco po aci´on
de ci cui os auxilia es en aplicaciones de EV pa a la mejo a de cie os aspec os
de uncionamien o [? ? ], como pueden se los ci cui os esonan es pa a aplica
una conmu aci´on sua e en el sis ema y disminui las p´e didas de conmu aci´on
en los in e up o es. Si se compa an es as opolog´ıas en e a las de conmu aci´on
ue e, las p ime as son mucho m´as e icien es y especialmen e p epa adas pa a
aplicaciones de al a ecuencia. A pesa de ´es o, el uso de opolog´ıas esonan es
implica un n´ume o de componen es mayo en el con e ido , disminuyendo, as´ı,
la ole ancia a allos y aumen ando los cos es gene ales y la complejidad del
con ol. Po consiguien e, y sal o en casos pun uales, no es jus i icable el uso de
con e ido es esonan es en la aplicaci´on de EV [? ? ? ].
Algo simila sucede con las opolog´ıas magn´e icas y la disipa i a ( e igu a ??),
las p ime as no son econ´omicamen e iables pa a g andes m´aquinas el´ec icas,
mien as que las segundas mues an una e iciencia escasa. Ambas son azones de
peso pa a exclui las en aplicaci´on de EV [?].
Po o o lado, aunque no se ha conside ado en la clasi icaci´on de la igu a ??,
exis en ambi´en las opolog´ıas mul ini el en SRMs [???????]. ´
Es as opo-
log´ıas pe mi en di idi en e a ios disposi i os semiconduc o es la po encia que
se aplica en cada ase de la ca ga, posibili ando ope a a ni eles de ensi´on mayo-
es que sus hom´ologos de dos ni eles. Sin emba go, es os sis emas son complejos,
suponiendo un al o cos e y complejidad del sis ema que hacen que es e ipo de
ecnolog´ıa no sea ap opiada pa a EVs [? ? ].
Po lo an o, las opolog´ıas de con e ido que a con inuaci´on se analizan, son
las pe enecien es a las ca ego ias de “en puen e” y “capaci i as” ( e igu a ??).
A su ez, y debido a su meno in e ´es, las opolog´ıas mul ini el, magn´e icas,
disipa i a y de conmu aci´on sua e se analizan en p o undidad en el anexo ??.
126 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
Tabla 4.3: Ven ajas y des en ajas de opolog´ıas de con e ido SRM capaci i as.
Ven ajas Des en ajas
C-Dump
✓Pe mi e un con ol de ases independien e con un
núme o mínimo de in e up o es.
✗La ensión de desmagne�zación es á limi ada po la
di e encia en e la ensión del C-dump y la de la uen e
de ensión.
✗Pé didas adicionales en el ci cui o de
eewheeling/desmagne�zación.
✗Los allos en el sis ema de ca ga/desca ga del C-dump
son ca as óficos.
Sood
✓Bajo núme o de componen es usados.
✓Sus cua o posibles modos de uncionamien o le
confie en un con ol del mo o más lib e.
✗Pa a implemen a los cua o modos de
uncionamien o, equie e un con ol muy complejo.
✗Pé didas adicionales en el ci cui o de egene ación.
DC compa �do
✓Pe mi e usa un solo in e up o po ase, sin ene
que añadi componen es ex e nos pasi os al sis ema, y
p opo cionando aun así un con ol y eficiencia
significa� os.
✗Se equie e equilib a el bus DC y las capacidades
asociadas a las ases, lo que supone pé didas
adicionales independien emen e del con ol.
✗Sólo la mi ad de la ensión de alimen ación es aplicada
en los de anados de ase du an e la magne�zación y
desmagne�zación.
✗Requie e un núme o pa de ases.
✗Meno ole ancia a allos, pues un allo en una ase
a ec a al balance de su ase pa eja.
Buck-Boos
✓La ensión de en ada es mayo que la de la uen e de
alimen ación, lo que pe mi e una más ápida
magne�zación del de anado de ase.
✓Cada ase puede con ola se de o ma independien e,
aun habiendo un sólo in e up o po ase de máquina.
✗G an complejidad de ci cui o.
✗Se equie e un a�ng mayo de ensión en los
in e up o es de po encia.

4.4 Topolog´ıas de con e ido pa a la SRM 127
Tabla 4.4: Clasi icaci´on de opolog´ıas de con e ido de SRM po n´ume o de in e-
up o es, y can idad de componen es.
S D Bus C L R Th
DC Compa ido q q1Xq- - -
Fase Compa ida q q X- - - q
C-Dump q+1 q+1 X1 1 - -
In e up o Compa ido q+1 q+1 X- - - -
Sood q+1 q+1 X 1 - - -
buck-boos q+1 q+1 X1 1 - -
In e up o Compa ido po dos ases q+1 q+1 X- - - -
Asim´e ico 2q2qX- - - -
buck-boos +Asim´e ica 2q+1 2q+1 X1 1 - -
1qes n´ume o de ases de la m´aquina.
po ase de la m´aquina, jun o a in o maci´on ´u il de can idad de componen es
adicionales (diodos (D), necesidad de un bus DC (BUS), condensado es (C),
induc ancias (L), esis encias (R) y i is o es (Th)). Cuan os m´as componen es
adicionales con enga la opolog´ıa, m´as suscep ible es a que alguno pueda alla y
m´as compleja es su es uc u a. No obs an e, ambi´en hay que deci que a mayo
n´ume o de componen es mayo con olabilidad. Lo mismo ocu e con el n´ume o
de in e up o es y sus espec i os ci cui os de dispa o (ga e d i e s), aumen ando
en sob emane a el cos e o al del sis ema y la p obabilidad de allos.
Tal y como se ha is o, cada una de las opolog´ıas de con e ido SRM iene sus
en ajas y des en ajas. Sin emba go, eniendo en cuen a los se e os eque imien-
os del sec o de la au omoci´on, las mejo es opciones de opolog´ıa son la C-Dump
y la asim´e ica.
La opolog´ıa C-Dump, debido a su es uc u a, mues a una meno ole ancia a
allos. Sin emba go, es a ac i a conside ando cos es en componen es y lexibilidad
de con ol, pe mi iendo un con ol independien e de ases y pudiendo ope a en
eewheeling.
Po o o lado, la opolog´ıa asim´e ica posee g andes cos es en componen es. Pese
a es o, su con olabilidad (pe mi iendo el solapamien o de ases) y su ole ancia
a allos (especialmen e su inhe en e p o ecci´on en e a co oci cui os) compen-
san sus des en ajas. Ademas, puede ope a en eewheeling y mues a un mismo
endimien o an o en magne izaci´on como en desmagne izaci´on.
Po odo es o, ambas opolog´ıas son some idas a un igu oso an´alisis a con inua-
ci´on.
128 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
4.5 Topolog´ıas asim´e ica y C-Dump: an´alisis
compa a i o
Con el in de de e mina cu´al es la mejo opci´on de opolog´ıa de con e ido
SRM, a con inuaci´on se ealiza una p o unda compa a i a de la C-Dump y la
asim´e ica. Se a a desg ana las ca ac e ´ıs icas de ambas, haciendo hincapi´e en:
el uncionamien o y modos de ope aci´on, las en ajas y des en ajas y las a iacio-
nes y/o mejo as es uc u ales que puedan ealiza se en cada una. En un segundo
pun o, se compa a el compo amien o de las opolog´ıas median e simulaci´on en
Ma lab Simulink R
. Pa a inaliza , se p esen a un es udio de me cado compa an-
do los p oduc os de los p incipales ab ican es de semiconduc o es, as´ı como la
adap abilidad de ´es os con ambas opolog´ıas.
4.5.1 Ca ac e ´ıs icas ´ecnicas de las opolog´ıas asim´e ica
y C-Dump
Las opolog´ıas asim´e ica y C-Dump gozan de una al a con olabilidad al pode
maneja , de o ma independien e, cada de anado de ase. Po o o lado, una de
las mayo es des en ajas de la SRM es que, a al as elocidades, los de anados
de ase no ienen iempo de magne iza se comple amen e ( e igu a ??) y la
co ien e no es su icien e pa a p oduci el pa necesa io, del mismo modo que la
desmagne izaci´on no se p oduce lo su icien emen e ´apida, dando luga a pa ne-
ga i o [? ? ]. Al pe mi i se un con ol indi idual de ases du an e el solapamien o
de ases [? ? ], es deci , al pode magne iza una ase an es de desmagne iza
comple amen e la an e io , se suple, en pa e, es e p oblema.
Es a ca ac e ´ıs ica ha sido una de las cla es a la ho a de elegi las opolog´ıas
asim´e ica y C-Dump como las m´as ap as pa a la aplicaci´on de EV. A con inua-
ci´on, se desc iben m´as de alladamen e las ca ac e ´ıs icas de ambas opolog´ıas.
4.5.1.1 Topolog´ıa asim´e ica
La opolog´ıa de con e ido asim´e ica iene es modos de ope aci´on [???]:
magne izaci´on, eewheeling y desmagne izaci´on ( e igu a ??). Cuando los in-
e up o es S1yS2se cie an, la co ien e de ase comienza a c ece y ocu e
la magne izaci´on del de anado ( e igu a ??). Una ez alcanzada la co ien e
deseada, se ab e el in e up o S1, haciendo que la ensi´on del de anado sea ce o
y dando paso al p oceso de eewheeling ( e igu a ??), mien as la co ien e
dec ece len amen e a a ´es de D1yS2. En caso de emplea se un con ol de
co ien e median e his ´e esis, la magne izaci´on y el eewheeling se ele an pa a
man ene la co ien e den o de los ni eles es ablecidos, pudiendo educi se, as´ı,
4.5 Topolog´ıas asim´e ica y C-Dump: an´alisis compa a i o 129
Región de pa posi i o Región de pa nega i o
L
ϴon ϴoffϴ
Induc ancia de ase
Co ien e de ase deseada
Co ien e de ase a al a elocidad
Figu a 4.19: E oluci´on de la co ien e de ase a al as elocidades.
Vdc
S1
S2
D1
D2
LFase
(a) Magne izaci´on.
Vdc
S1
S2
D1
D2
LFase
(b) eewheeling.
Vdc
S1
S2
D1
D2
LFase
(c) Desmagne izaci´on.
Figu a 4.20: Modos de ope aci´on de la opolog´ıa asim´e ica.
la ecuencia de conmu aci´on y las consiguien es p´e didas [?]. Po ´ul imo, la des-
magne izaci´on del de anado ( e igu a ??) se ealiza ab iendo los in e up o es
S1yS2, dando comienzo a la disminuci´on de la co ien e de ase. En la abla ??
puede e se los es ados de los in e up o es S1yS2pa a cada modo de ope aci´on.
Con es a opolog´ıa, la SRM puede con ola se an o en modo co ien e como en
modo ensi´on, aunque, po lo gene al, se eje ce un con ol de co ien e, ya que
es o pe mi e con ola di ec amen e la din´amica de la gene aci´on de pa [? ? ].
G acias a la independencia de con ol en e ases y a la es uc u a modula el
sis ema es capaz, en el caso de que un in e up o allase, de segui uncionando a
un ni el in e io de po encia. ´
Es o se aduce en una ole ancia a allos in ´ınseca.
La p incipal des en aja de la opolog´ıa es el al o n´ume o de in e up o es que
equie e po ase de de anado, aumen ando los cos es o ales del sis ema [? ? ].
Asimismo, siemp e hay dos disposi i os en se ie con el de anado y conduciendo
130 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
Tabla 4.5: Es ado de los in e up o es en la opolog´ıa de con e ido asim´e ica.
Magne izaci´on F eewheeling Desmagne izaci´on
S11 0 0
S21 1 0
co ien e, lo que inc emen a las p´e didas de conducci´on y la necesidad de un
mayo disipado pa a e acua el calo [?]. A su ez, el bus DC debe se lo
su icien emen e g ande como pa a il a el izado de ensi´on, a enuando el es ´es
su ido po los elemen os conmu ado es [?]. En [?] se p esen a un dise˜no en anillo
con puen es asim´e icos pa a un con e ido de seis ases, educiendo el n´ume o
de componen es a la mi ad y mejo ando la e iciencia con espec o a la opolog´ıa
cl´asica. Sin emba go, educe no ablemen e la ole ancia a allos y complica el
con ol del sis ema.
Como se ha mencionado con an e io idad, a al as elocidades es necesa ia una
magne izaci´on solapada de ases adyacen es pa a con a es a el no pode alcan-
za las co ien es de ase ideales. Una al e na i a al solapamien o es la modi i-
caci´on de la opolog´ıa pa a aumen a , en pa e, las ensiones de magne izaci´on
y desmagne izaci´on. Po ejemplo, usando la ene g´ıa almacenada en un de anado
pa a aumen a la ensi´on del bus DC, y ap o echa esa mayo ensi´on pa a ace-
le a la magne izaci´on del siguien e de anado [? ? ? ? ]. A es e espec o, como
des en ajas pueden ci a se un mayo es ´es de los elemen os al ene que sopo -
a ensiones m´as al as, un con ol m´as complejo y menos lexible y una meno
ole ancia a allos.
4.5.1.2 Topolog´ıa C-Dump
Es a a qui ec u a iene ambi´en es modos de ope aci´on [? ? ? ]: magne izaci´on,
eewheeling y desmagne izaci´on ( e igu a ??). Sin emba go, a di e encia del
asim´e ico, las ope aciones de eewheeling y de desmagne izaci´on se di iden, a
su ez, en dos pasos:
a. T ans e i p ime o la ene g´ıa almacenada en el de anado hacia el conden-
sado de desca ga Cd.
b. Redi ecciona esa ene g´ıa de uel a al de anado en eewheeling o ans e-
i la a la uen e pa a desmagne iza la ase.
En es a opolog´ıa, la magne izaci´on del de anado comienza cuando el in e up-
o S1se cie a ( e igu a ??) y la co ien e de ase comienza a c ece . Una ez
alcanzada la co ien e deseada, comienza el p oceso de eewheeling; ab iendo el
4.5 Topolog´ıas asim´e ica y C-Dump: an´alisis compa a i o 131
LFase1
Vdc
D1
S1
S
Cd
L
D
LFase1
Vdc
D1
S1
S
Cd
L
D
(a) Magne izaci´on.
LFase1
Vdc
D1
S1
S
Cd
L
D
(b) F eewheeling (ca ga).
LFase1
Vdc
D1
S
Cd
L
D
S1
(c) F eewheeling (desca ga).
LFase1
Vdc
D1
S
Cd
L
D
S1
(d) Desmagne izaci´on (ca ga).
LFase1
Vdc
D1
S
Cd
L
D
S1
(e) Desmagne izaci´on (desca ga).
Figu a 4.21: Modos de ope aci´on de la opolog´ıa C-Dump.
in e up o S1y ca gando Cd( e igu a ??), has a que su ensi´on sube a 2Vdc
(si los de anados de ase ienen su icien e ene g´ıa almacenada) [? ? ]. Pos e io -
men e, el condensado se desca ga al ce a los in e up o es S1yS ( e igu a
??) y encauza la ene g´ıa en eewheeling de nue o hacia el de anado. La des-
magne izaci´on del de anado se ealiza de o ma simila , ab iendo el in e up o
S1y ca gando Cd( e igu a ??), has a que su ensi´on sube a 2Vdc [? ? ] y, pos e-
io men e, desca gando el condensado Cdal ce a ´unicamen e el in e up o S
( e igu a ??) pa a egene a la ene g´ıa hacia la uen e. En la abla ?? pueden
e se los es ados de los in e up o es S1yS pa a cada modo de ope aci´on.
El ci cui o de eewheeling y desmagne izaci´on, compues o po Cd,S ,D y
L , se asemeja al de un con e ido Buck, ob eni´endose una ensi´on de en ada
con olable supe io a la ensi´on de salida.
La p incipal des en aja de es a opolog´ıa es que la ensi´on nega i a sob e el de a-
nado es ´a limi ada po la di e encia en e la ensi´on de el condensado C-Dump
y la de la uen e de alimen aci´on (siemp e igual o in e io a Vdc). ´
Es o disminuye
la elocidad de desmagne izaci´on [?]. Asimismo, el ci cui o de egene aci´on de
ene g´ıa supone la exis encia de m´as p´e didas que se aducen en una disminuci´on

132 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
Tabla 4.6: Es ado de los in e up o es en la opolog´ıa de con e ido C-Dump
Magne izaci´on F eewheeling Desmagne izaci´on
Ca ga Desca ga Ca ga Desca ga
S11 0 1 0 0
S 0 0 1 0 1
de la e iciencia del sis ema [?].
Ambos p ocesos, eewheeling y desmagne izaci´on, compa en el p ime paso ( e
igu a ?? y igu a ??) al ca ga el condensado Cdpe o di ie en en qu´e hace con
esa ene g´ıa al desca ga la ( e igu a ?? y igu a ??). Debido a ´es o, el con ol
de es a opolog´ıa es m´as complicado y p oblem´a ico que el de la asim´e ica. Si se
p e ende usa una magne izaci´on solapada de ases adyacen es pa a da soluci´on
al p oblema de necesi a una ´apida magne izaci´on y desmagne izaci´on a al as
elocidades, el con ol de es a opolog´ıa se complica de o ma no able al compa i
odas las ases el mismo ci cui o educ o [?]. Asimismo, el caso de descon ola se
el sis ema de ca ga/desca ga del condensado C-Dump, los esul ados pueden se
ca as ´o icos.
Adem´as, al ac ua el in e up o S del ci cui o educ o ( e igu a ??) en los
p ocesos de eewheeling y desmagne izaci´on de cada ase, ´es e debe sopo a una
ecuencia de conmu aci´on mucho m´as al a y un ango de ensi´on m´ınima de 2Vdc.
´
Es o supone su i un es ´es ´e mico mucho mayo que los dem´as in e up o es,
con i i´endolo en un pun o de al o iesgo de allos y disminuyendo la ole ancia
a allos de odo el sis ema.
Algunas de es as des en ajas se pueden sol en a o palia modi icando pa e
de la opolog´ıa. Po un lado, es posible cambia de posici´on la induc ancia del
ci cui o educ o pa a pode disminui los ama˜nos de L yCd[?], lo que, po
o o lado, educe la ensi´on de C-Dump, a ec ando nega i amen e a la elocidad
de desmagne izaci´on. Po o o lado, es posible pone un diodo que impida a la
co ien e ol e hacia la uen e de ene g´ıa, pudiendo p escindi de la induc ancia
L y aba a ando los cos es. An e es a ´ul ima opci´on, el sis ema no egene a
ene g´ıa hacia la uen e y ´es a queda a ocada a usa se pa a magne iza la siguien e
ase [?].
O a opci´on es la de si ua el condensado C-Dump en se ie con la uen e de
ene g´ıa [?] pa a, as´ı, pode usa una ensi´on de magne izaci´on y desmagne izaci´on
m´as g ande. Asimismo, se puede i un paso m´as all´a y a˜nadi un sis ema de C-
Dump en se ie con la uen e de ene g´ıa en una opolog´ıa asim´e ica [?]. Sin
emba go, odas es as opolog´ıas ag a an las mismas des en ajas: complicaci´on
del con ol del sis ema, una meno ole ancia a allos y las des en ajas de i adas
4.5 Topolog´ıas asim´e ica y C-Dump: an´alisis compa a i o 133
Con ol de his é esis Con e ido SRM
+
-
I e
Figu a 4.22: Diag ama de bloques del con ol de his ´e esis de la SRM.
de a˜nadi un condensado ex a al sis ema.
4.5.2 Topolog´ıas asim´e ica y C-Dump: esul ados de simu-
laci´on
Con el p op´osi o de analiza el compo amien o y la di icul ad de con ola ambas
opolog´ıas de con e ido de SRM, se han desa ollado dos modelos de simulaci´on
median e Ma lab Simulink R
. En la igu a ?? puede e se el esquema gene al de
con ol que se ha seguido en ambos casos, basado en un con ol de co ien e po
his ´e esis (es ablecida en un ±5 % de I e ) con e e encia cons an e y sin ning´un
algo i mo de con ol de mejo a del compo amien o. Es a simplicidad se debe a
que lo que se p e ende analiza es el compo amien o en ´egimen pe manen e, a
condiciones iguales, y no la eacci´on an e pe u baciones.
Asimismo, se ha simulado en una m´aquina eal, pa a lo que se han inco po ado
los pa ´ame os que la ca ac e izan al modelo. Las especi icaciones de la m´aquina
pueden e se en la abla ??. Se a a de una m´aquina de es ases y con una
elaci´on de 12/8 polos.
Los modelos de simulaci´on es ´an o mados po bloques que componen las di e-
en es pa es del sis ema: uen e de ene g´ıa, con e ido , SRM, pe il de ca ga,
con ol y lec u a de da os. Ambos modelos son id´en icos excep uando los bloques
de con ol y con e ido . El con ol de co ien e median e his ´e esis es id´en ico,
pe o di ie e en la es a egia de conmu aci´on de los in e up o es. El bloque del
con e ido es ´a especialmen e dise˜nado pa a emula la opolog´ıa del con e ido
espec´ı ica en cada caso. En el caso de la opolog´ıa C-Dump, se han seguido las
indicaciones de dise˜no de [?] pa a calcula los alo es de CdyL del ci cui o
educ o .
En la igu a ?? pueden e se las o mas de onda de la co ien e de una ase
pa a medio pe ´ıodo el´ec ico. En magne izaci´on se e un compo amien o casi
id´en ico en ambas opolog´ıas de con e ido has a que alcanzan los 200 A de
e e encia, donde la co ien e del C-Dump con in´ua c eciendo has a sob epasa
con c eces los 200 A. Es o es debido a que, habi´endose abie o el in e up o de
ase, la ase adyacen e puede es a a´un desmagne iz´andose o el condensado CD
134 Accionamien os de la m´aquina de eluc ancia conmu ada
Tabla 4.7: Especi icaciones de la SRM usada en simulaci´on.
Pa ´ame os S´ımbolo Valo Unidades
Velocidad nominal ωN3300 pm
Po encia nominal PN52 kW
Tensi´on nominal VN300 V
Co ien e pico ipeak 380 A
Co ien e RMS iRMS 219 A
Pa nominal TN152 Nm
Rizado de pa T 63 Nm
Resis encia de ase R ase 81.3 mΩ
Di´ame o ex e io del o o D o 320 mm
Di´ame o ex e io del es ´a o Ds a 518.2 mm
Longi ud axial lem 109 mm
Masa ac i a Mac 85.7 kg
N.ode ases p3 -
N.ode polos en es ´a o Ns12 -
N.ode polos en o o N 8 -
0.153 0.1535 0.154 0.1545 0.155 0.1555 0.156 0.1565 0.157
0
50
100
150
200
250
Asimé ico
C-Dump
I (A)
iempo (s)
Figu a 4.23: Co ien e de ase de un ensayo a 200 A y 1500 pm.
4.5 Topolog´ıas asim´e ica y C-Dump: an´alisis compa a i o 135
0.153 0.1535 0.154 0.1545 0.155 0.1555 0.156 0.1565 0.157
-50
0
50
100
150
Asimé ico
C-Dump
Tem (Nm)
iempo (s)
(a) Pa elec omagn´e ico de la ase a.
0.153 0.1535 0.154 0.1545 0.155 0.1555 0.156 0.1565 0.157
50
60
70
80
90
100
Asimé ico
C-Dump
Tem (Nm)
iempo (s)
(b) Pa elec omagn´e ico o al.
Figu a 4.24: Pa elec omagn´e ico de un ensayo a 200 A y 1500 pm.
desca g´andose y, al se el ci cui o de eewheeling/desmagne izaci´on com´un, las
co ien es se acoplan en e ases.
Respec o al modo eewheeling, el asim´e ico abaja con un izado alineado a los
200 A de e e encia. Po el con a io, el C-Dump iene una din´amica comple a-
men e di e en e. El C-Dump no iene un izado de eewheeling an cla o, aunque
al es udia su compo amien o median e las se˜nales de conmu aci´on s´ı que se
obse a un in e cambio de co ien e en e el de anado de ase y el condensado
CD, ealizando una ope aci´on de eewheeling.
An es de la desmagne izaci´on, en el caso del C-Dump se obse a un aumen o de
la co ien e debida a la magne izaci´on de la siguien e ase adyacen e. El C-Dump
comienza a desmagne iza se m´as ´apido que el asim´e ico. No obs an e, debido
238
Me odolog´ıa pa a el es udio de la iabilidad de un condensado de
au omoci´on pa a aplicaci´on de m´aquina de eluc ancia conmu ada
Di isión del ciclo
de conducción
es anda izado
Cálculo del pa
y la elocidad media
de cada pun o
Pe iles de co ien es del
condensado , uen e y
ases de cada pun o
Análisis de ida ú il
y daño acumulado
Espec o de iCap de los
pun os más ele an es
del ciclo de conducción
Ex apolación é mica
del es o de pun os
ope a ionales
De inición de las
condiciones iniciales
Simulaciones FEM
é micas
Simulaciiones PEEC
elec omagné icas
Modelo del ehículo
y modelo del ciclo
de conducción
P ocesado de in o mación
12
3
4
5
7
8
6
6
6
Modelo de Ma lab
y simulaciones
Simulaciones
elec o é micas
Figu a 7.6: Diag ama gene al de la me odolog´ıa p opues a pa a de e mina el e ec o de una modulaci´on en la iabilidad
de un bus DC.

7.5 Me odolog´ıa p opues a pa a el es udio de la iabilidad de un
condensado pa a aplicaci´on SRM 239
uso no son ac ibles. Adem´as, los condensado es ienen una g an ine cia ´e mica,
lo que signi ica que en el caso de aplica un pun o de ope aci´on (po ejemplo, el
pun o de m´axima po encia) se a da ´ıan ho as en log a la es abilidad ´e mica, y
´es o no ep esen a ´ıa, en absolu o, la condici´on de uncionamien o eal (es deci ,
el condensado no unciona ´ıa en zonas de al o pa du an e ho as).
2) Po odo ´es o, se ealiza una di isi´on del ciclo de conducci´on es anda izado
seleccionado ( e igu a ??- 2 ).
3) Despu´es, cada egi´on se ep esen a como un pun o de ope aci´on (Pi,∀i
∈[1,22]) y se calcula su pa medio Twheelmean y elocidad media ωwheelmean
( e igu a ??- 3 ).
4) A con inuaci´on, se simulan odos los pun os de ope aci´on. Cada pun o con
su Twheelmean y su ωwheelmean , y con ambas ´ecnicas de modulaci´on (TSF
y SSM) pa a ob ene los co espondien es pe iles de iCap, co ien e de la
uen e de ene g´ıa iSou ce y las co ien es de ase ij( e igu a ??- 4 ).
Aun as´ı, las simulaciones elec o ´e micas de odos los pun os ope a i os con am-
bas modulaciones consumi ´ıan oda ´ıa una can idad de iempo demasiado ele a-
da. Po consiguien e, se simulan y se ob ienen los modelos ´e micos solamen e de
los dos pun os ope acionales m´as exigen es (de aho a en adelan e PME1 y PME2)
pa a, despu´es, ex apola los esul ados al es o de los pun os. Po consiguien e,
los pasos 5) y 6) s´olo se aplican a los susodichos pun os.
5) Tal y como se ha mencionado en la subsecci´on ??, el modelo elec o ´e mico
necesi a el espec o de iCap, po lo que debe se calculado en un paso
in e medio ( e igu a ??- 5 ).
6) Seguidamen e, las simulaciones elec o ´e micas se lle an a cabo como se ha
explicado en la subsecci´on ?? ( e igu a ??- 6 y igu a ??).
7) T as ´es o, a pa i de los esul ados de los pun os PME1 y PME2, el es o de
pun os se calcula po ex apolaci´on ´e mica ( e igu a ??- 7 ). Cabe deci
que el e ec o de la ecuencia en las p´e didas ´e micas no es desp eciable.
Sin emba go, en es e caso la mayo pa e de la co ien e de cada pun o
ope acional se encuen a en la misma anja de ecuencias. De es a mane a,
el sob ecalen amien o ( ep esen ado como ∆Ths−amb) pa a el es o de los
pun os ope acionales que no han sido simulados puede se calculado como
se explica a con inuaci´on.
En p ime luga , las esis encias ´e micas R h de PME1 y PME2 se calculan
de o ma independien e pa a la TSF y la SSM de la o ma desc i a en (??).
A con inuaci´on, se calculan las p´e didas pa a cada pun o ope acional, al y
como se mues a:
240
Me odolog´ıa pa a el es udio de la iabilidad de un condensado de
au omoci´on pa a aplicaci´on de m´aquina de eluc ancia conmu ada
PlossesP xx =PlossesPME1 iT o P xx
iT o PME1!2
,(7.8)
donde PlossesP xx yiT o P xx son las p´e didas y la co ien e RMS o al (la su-
ma de iCap,iSou ce eij) pa a cada pun o ope acional, espec i amen e. Po
´ul imo, eniendo las p´e didas de cada pun o ope acional, ∆Ths−amb se ob-
iene mul iplicando di ec amen e esas p´e didas po la R h de la modulaci´on
co espondien e.
8) Finalmen e, pa a de e mina el cambio en la ida ´u il con cada ´ecnica
de modulaci´on, se emplea el modelo de ida ´u il y da˜no acumulado lineal
de la o ma desc i a en la subsecci´on ??. En el p oceso se ienen en cuen a
odos los pun os de ope aci´on conside ando el pe ´ıodo de uncionamien o de
cada uno de ´es os ( e igu a ??- 8 ), as´ı como los pe ´ıodos con el eh´ıculo
de enido.
pa a comple a el an´alisis ´e mico de al y al (cap 6)
7.6 An´alisis y compa aci´on de las ´ecnicas SSM
y TSF
T as habe desc i o la me odolog´ıa plan eada, en la p esen e secci´on se aplica
´es a an o en la TSF como en la SSM pa a comple a el an´alisis ´e mico.
Pa a el paso uno de la me odolog´ıa ( e igu a ??- 1 ), se emplean an o el ciclo
de conducci´on es anda izado como el modelo del eh´ıculo de inidos en la secci´on
??. A con inuaci´on, al y como se jus i ic´o an es del paso dos ( e igu a ??- 2 ),
se di ide el ciclo de conducci´on en di e en es egiones. En es e caso, se de inen 22
egiones de ope aci´on di e en es basadas en el pe il de elocidad del NEDC (11
di idiendo el UDC y o as 11 di idiendo el EUDC, e igu a ??).
En el caso pa icula que se es ´a es udiando, los pun os m´as exigen es (PME1 y
PME2) son P20 y P22, po lo que ´es os son los que se simulan elec o ´e micamen e.
Los 20 pun os es an es se calculan median e in e polaci´on ´e mica a pa i de
los esul ados de simulaci´on.
Po o a pa e, en la abla ?? pueden e se los esul ados gene ales de los pasos
es y cua o ( e igu a ??- 3 y igu a ??- 4 ) pa a P20 y P22, y la igu a ??
mues a el espec o de co ien e del paso cinco ( e igu a ??- 5 ) u ilizado en el
modelo elec o ´e mico pa a es os mismos pun os de ope aci´on. Queda comen a
7.6 An´alisis y compa aci´on de las ´ecnicas SSM y TSF 241
Tiempo (s)
700 800 900 1000 1100 1200
Velocidad (km/h)
0
20
40
60
80
100
120
123
456
789
10
11
12 13 14
15
16 17
18 19
20 21
22
Ciclo ex a-u ban (EUDC)
Ciclo u bano (UDC)
(a) Pe il de elocidad.
8
9
10
11
7
(b)
19
20
21
22
(c)
Figu a 7.7: Di isi´on en egiones del pe il NEDC, con dos zooms b) y c).
Tabla 7.3: In o maci´on gene al de los pun os P20 y P22.
iCap (ARMS)ωwheelmean Twheelmean
TSF SSM ( ad/s) (Nm)
P20 106.6 88.3 101.4 137,9
P22 107.2 95.5 66.2 -164,1
242
Me odolog´ıa pa a el es udio de la iabilidad de un condensado de
au omoci´on pa a aplicaci´on de m´aquina de eluc ancia conmu ada
F ecuencia (Hz)
1500 4600 7700 10500 14000 22000 30000
iCap (A)
0
10
20
30
40
50
TSF
SSM
(a) Pun o P20.
F ecuencia (Hz)
30000
iCap (A)
0
10
20
30
40
50
TSF
SSM
(b) Pun o P22.
Figu a 7.8: Espec o de iCap pa a ambas modulaciones, TSF y SSM.
7.6 An´alisis y compa aci´on de las ´ecnicas SSM y TSF 243
que la igu a ?? no mues a odo el espec o de co ien e de los pun os es udiados,
sino los elemen os m´as signi ica i os.
7.6.1 Resul ados y ex apolaciones ´e micas
Las simulaciones y ex apolaciones elec o ´e micas que a con inuaci´on se mues-
an, e e en es a los pasos seis y sie e de la me odolog´ıa desa ollada ( e igu a
??- 6 y igu a ??- 7 ), se han ealizado con la colabo aci´on de TDK. Pa a es as
simulaciones se han u ilizado los ma e iales cons i u i os del MPPF-Cap selec-
cionado (ma e iales comunes en condensado es de aplicaci´on de EV): pel´ıcula de
polip opileno me alizado pa a los elemen os capaci i os, cob e pa a las bandas
que unen es os elemen os capaci i os, caja de pol´ıme o y encapsulado de esina
epoxi pa a la cubie a del componen e.
Como condiciones de con o no ´e micas se han es ablecido las siguien es condi-
ciones comunes en aplicaciones de EVs:
•Tamb: 90 oC.
•Tempe a u a de los e minales de las ases: 90 oC.
•Con ecci´on: se asume un coe icien e de con enci´on na u al, ´ıpico, median e
ai e de 10 W/(m2K).
Los mapas ´e micos ob enidos, ex a´ıdos de ANSYS Mechanical, ienen la misma
escala pa a pe mi i una compa aci´on m´as ´acil y cla a. La Ths en el P22 con
la TSF es de 105,3 oC ( e igu a ??) y con la SSM es de 100,1 oC ( e igu a
??). Como puede obse a se, el bus DC es ´a in e namen e cons i uido po cinco
elemen os capaci i os en pa alelo y, en ambos casos, la Ths co esponde al p ime o
de ´es os (de izquie da a de echa, e igu a ?? y igu a ??). ´
Es o es causado po
la cons ucci´on in e na y el pa ´on de conexionado, concen ´andose m´as co ien e
en el lado izquie do y, en consecuencia, p oduci´endose m´as p´e didas ´e micas.
Compa ando ambas modulaciones en el pun o ope acional P22, el condensado se
sob ecalien a al ededo de 5,2 oC menos con la SSM, log ando una educci´on de
∆Ths−amb de un 34 % ( e abla ??). Mien as que en el P20 se log an esul ados
algo meno es, es deci , 4,1 oC menos de sob ecalen amien o y una educci´on de
∆Ths−amb de un 28,7 %, ob eni´endose un mapa ´e mico simila ( e igu a ?? y
igu a ??).
Las empe a u as del es o de los pun os ope acionales se han calculado median e
ex apolaci´on ´e mica, al y como se de ine en el paso sie e ( e igu a ??- 7 )
a pa i de los esul ados de P20 y P22. Con es e in, en p ime luga se ha
calculado la R h pa a P20 y P22 ob eniendo un alo de al ededo de 0,77 oC/W

244
Me odolog´ıa pa a el es udio de la iabilidad de un condensado de
au omoci´on pa a aplicaci´on de m´aquina de eluc ancia conmu ada
90 Min
91.5
93
94.5
96
97.5
102
103.5
105.3 Max
B: P22_TSF
The mal map
Type: Temp.
Uni : ºC
99
100.5
(a) Vis a gene al, ITC con TSF.
90 Min
91.5
93
94.5
96
97.5
102
103.5
105.3 Max
B: P22_TSF
The mal map
Type: Temp.
Uni : ºC
99
100.5
(b) Vis a de la secci´on ans e sal, ITC con TSF.
90 Min
91.5
93
94.5
96
97.5
100.1 Max
102
103.5
105
B: P22_SSM
The mal map
Type: Temp.
Uni : ºC
(c) Vis a gene al, ITC con SSM
90 Min
91.5
93
94.5
96
97.5
100.1 Max
102
103.5
105
B: P22_SSM
The mal map
Type: Temp.
Uni : ºC
(d) Vis a de la secci´on ans e sal, ITC con SSM.
Figu a 7.9: Simulaci´on ´e mica de ANSYS del pun o ope a i o P22.
7.6 An´alisis y compa aci´on de las ´ecnicas SSM y TSF 245
90 Min
91.5
93
94.5
96
97.5
102
104.3 Max
105
B: P20_TSF
The mal map
Type: Temp.
Uni : ºC
99
100.5
(a) Vis a gene al, ITC con TSF.
90 Min
91.5
93
94.5
96
97.5
102
104.3 Max
105
B: P20_TSF
The mal map
Type: Temp.
Uni : ºC
99
100.5
(b) Vis a de la secci´on ans e sal, ITC con TSF.
90 Min
91.5
93
94.5
96
97.5
100.2 Max
102
103.5
105
B: P20_SSM
The mal map
Type: Temp.
Uni : ºC
(c) Vis a gene al, ITC con SSM.
90 Min
91.5
93
94.5
96
97.5
100.2 Max
102
103.5
105
B: P20_SSM
The mal map
Type: Temp.
Uni : ºC
(d) Vis a de la secci´on ans e sal, ITC con SSM.
Figu a 7.10: Simulaci´on ´e mica de ANSYS del pun o ope a i o P20.
246
Me odolog´ıa pa a el es udio de la iabilidad de un condensado de
au omoci´on pa a aplicaci´on de m´aquina de eluc ancia conmu ada
Tabla 7.4: Tempe a u as pa a cada pun o de ope aci´on. En neg i a las simuladas.
TSF SSM Reduci´on de
Ths (oC) ∆Ths−amb (oC) Ths (oC) ∆Ths−amb (oC) ∆Ths−amb ( %)
P01 100.80 10.80 97.60 7.60 -29.4
P02 90.12 0.12 90.07 0.07 -45.6
P03 94.20 4.20 92.90 2.90 -31.9
P04 97.50 7.50 95.10 5.10 -31.0
P05 90.09 0.09 90.05 0.05 -44.3
P06 96.00 6.00 94.00 4.00 -34.4
P07 94.90 4.90 93.10 3.10 -36.2
P08 90.21 0.21 90.13 0.13 -40.9
P09 91.90 1.90 91.10 1.10 -39.0
P10 90.05 0.05 90.03 0.03 -44.5
P11 100.90 10.90 97.10 7.10 -34.7
P12 94.90 4.90 93.10 3.10 -37.9
P13 90.43 0.43 90.26 0.26 -40.4
P14 94.80 4.80 92.80 2.80 -41.0
P15 90.14 0.14 90.08 0.08 -40.7
P16 96.60 6.60 94.00 4.00 -38.4
P17 90.43 0.43 90.26 0.26 -40.8
P18 95.20 5.20 93.20 3.20 -38.8
P19 92.00 2.00 91.10 1.10 -43.3
P20 104.3 14.3 100.2 10.2 -28.7
P21 95.3 5.3 93.1 3.1 -41.7
P22 105.3 15.3 100.1 10.1 -34.0
y 0,74 oC/W pa a la TSF y la SSM, espec i amen e. La abla ?? esume odos
los esul ados pa a ambas modulaciones.
7.6.2 An´alisis de la ida ´u il de las ´ecnicas SSM y TSF
Finalmen e, se ealiza el an´alisis de la ida ´u il plan eado en el paso ocho ( e
igu a ??- 8 ) de la me odolog´ıa desa ollada. Pa a ello, se aplican los da os de
Ths de la abla ?? en el modelo de ida ´u il de (??) y se conside a la Vop =
400 cons an e. A con inuaci´on, con los da os de ida ´u il o al λiy iempo de
ope aci´on ins an ´aneo Λibajo la misma condici´on de ca ga (??), y median e el
modelo lineal de da˜no acumulado D(??), se es iman cu´an os ciclos NEDC puede
ealiza el EV (pun o en el que Dalcanza un alo de 1, ida nominal).
7.7 Conclusiones 247
Tiempo (h)
104
3.5
4
4.5
TSF
SSM
k1 (-)
7 7.5 8 8.5 9
Di e encia (%)
13.7
13.8
13.9
Figu a 7.11: Resul ados de la es imaci´on de la ida ´u il an o pa a el ITC con TSF
como pa a el mejo ado median e el SSM.
Es e es udio se ealiza an o con el ITC basado en la TSF como con el mejo ado
median e la SSM. De es e modo, y compa ando los esul ados, se puede obse a
cla amen e el impac o eal de la educci´on de la iCap.
Pa a un c´alculo co ec o del modelo de ida ´u il, se debe de ini k1(??). Sin em-
ba go, es a cons an e es ca ac e ´ıs ica de cada condensado y, en consecuencia,
los ab ican es ampoco la p opo cionan. No obs an e, al y como se comp o-
ba ´a, no es necesa io de ini la pa a hace una compa aci´on, ya que la di e encia
po cen ual en e ambas modulaciones pe manece cons an e pa a cualquie alo
ki.
La igu a ?? compa a los esul ados ob enidos. Pa a una k1= 8 la es imaci´on de
la ida ´u il con el ITC basado en la TSF esul a en 33940 h de uncionamien o,
mien as que el ITC mejo ado po la SSM esul a en 38630 h, es deci , un aumen o
del 13,83 %. Adem´as, es e aumen o po cen ual se man iene en odos los alo es
de k1.
7.7 Conclusiones
En es e cap´ı ulo se ha p esen ado una me odolog´ıa no edosa pa a de e mina la
ida ´u il de los condensado es del con e ido de po encia de un EV en elaci´on a
la co ien e que los a a iesa iCap. Es a me odolog´ıa, ap o echando la g an ine cia
´e mica que p esen an los condensado es, simpli ica el complejo y la go p oceso
de simulaci´on mul i ´ısica din´amica que debe ´ıa ealiza se sob e los condensado-
es pa a al in. Adem´as, se ealizan simulaciones elec o ´e micas solamen e en
los dos pun os de uncionamien o m´as ad e sos pa a ealiza una ex apolaci´on
´e mica en los dem´as, aco ando a´un m´as la ca ga compu acional. Po o o lado,
el modelo elec o ´e mico del condensado u ilizado sigue siendo necesa io pa a
254 Conclusiones de la esis y abajo u u o
las m´aquinas el´ec icas empleadas en aplicaci´on de EV. Las ecnolog´ıas de
m´aquina el´ec ica han e olucionado conside ablemen e desde la in oduc-
ci´on de los p ime os modelos come ciales de EVs, all´a po la segunda mi ad
del siglo XIX. Hoy en d´ıa, la ecnolog´ıa de PMSM se p e ie e pa a las apli-
caciones de EVs y, especialmen e, de eh´ıculos el´ec icos h´ıb idos (Hyb id
Elec ic Vehicles, HEVs) debido a una se ie de ca ac e ´ıs icas como la al a
densidad de po encia, la al a e iciencia y la iabilidad que mues an. No obs-
an e, es a ecnolog´ıa depende del suminis o de ie as a as pa a ab ica
los imanes pe manen es.
El es udio ealizado, adem´as de con ex ualiza la ecnolog´ıa de m´aqui-
na el´ec ica ac ual y las endencias, se ha cen ado en las p oblem´a icas
econ´omicas, geopol´ı icas y ecol´ogicas que conlle a el uso de ie as a as.
Las ie as a as son causa de un g an impac o ecol´ogico all´ı donde se ex-
aen y p ocesan, haciendo que las “ ecnolog´ıas e des” que dependen de
ellas dejen de esul a an bene iciosas pa a el medio ambien e. Adem´as,
es os elemen os han sido p o agonis as de cons an es ai enes geopol´ı icos
causando una a iabilidad de p ecios nada c´omoda pa a la indus ia de la
au omoci´on, siendo el de los EVs un me cado muy sensible a los cos es.
Po odo es o, se han analizado po sepa ado cada una de las p incipales al-
e na i as de m´aquinas lib es de ie as a as que an o la academia como la
indus ia es ´an conside ando: la m´aquina s´ınc ona eluc ance (Synch onous
Reluc ance Machine, Syn-RM), la m´aquina s´ınc ona eluc ance asis ida po
imanes pe manen es (PM assis ed Synch onous Reluc ance Machine, PM
assis ed Syn-RM), la IM y la SRM. Todas ellas su icien emen e madu as
e incluso implemen adas en algunos modelos come ciales (excep o la Syn-
RM), como pa a conside ´a selas u u ibles.
Du an e es e an´alisis queda cla o que la ecnolog´ıa de PMSM es supe io al
es o en ´e minos de densidad de po encia, po encia espec´ı ica y e iciencia
en el pun o nominal de uncionamien o. Sin emba go, la ecnolog´ıa SRM
p esen a un mejo equilib io en ´e minos de ole ancia a allos, una e iciencia
conside ablemen e buena a al as elocidades y una obus ez inhe en es que
la di e encian y alzan en e a odas las dem´as ecnolog´ıas. Adem´as, su cos e
de p oducci´on es muy bajo en compa aci´on a las PMSMs.
En esumen, se ha is o que la ecnolog´ıa de SRM dispone, po un lado, de
dise˜nos con al a densidad de po encia y e iciencia y, po o o lado, de un
ma gen de mejo a ecnol´ogica muy ele an e ac ualmen e en es udio que la
hacen lexible pa a sa is ace las necesidades de los EVs de pasaje os. Es
po odo es o que se la conside a la al e na i a m´as plausible y u u ible.

8.2 Resumen de las p incipales apo aciones 255
F u o del abajo ealizado, se han publicado dos a ´ıculos en cong esos
in e nacionales (PCIM) y uno en una e is a di ulga i a (Ekaia).
2. An´alisis del es ado ac ual de la ecnolog´ıa de SRM pa a dise˜na
y desa olla una pla a o ma expe imen al que acili e el es udio
de la m´aquina.
En es a esis se ha lle ado a cabo un ex enso es udio sob e el ac ual es-
ado de la ecnolog´ıa de SRM desde el pun o de is a de su con e ido
de po encia y con ol. El obje i o de ´es e es dispone de una pla a o ma
expe imen al lexible que acili e pos e io es es eos.
En es e sen ido, se ha ealizado un an´alisis sob e las opolog´ıas de con-
e ido especialmen e pensadas pa a la ecnolog´ıa SRM. En e odas las
analizadas, las que mayo acep aci´on p esen an pa a aplicaci´on de EV son
la opolog´ıa de puen e en H asim´e icos, m´as conocida como opolog´ıa
asim´e ica, y la C-Dump. La p ime a mues a g andes cos es en compo-
nen es de po encia, pe o su con olabilidad (pe mi iendo el solapamien o
de ases) y su ole ancia a allos y especialmen e su inhe en e p o ecci´on
en e a co oci cui os, hacen que sea la mejo opci´on.
En lo que al con ol se e ie e, el que mejo a io de cos e-e ec i idad p e-
sen a es el con ol indi ec o de pa (Indi ec To que Con ol, ITC). Adem´as,
el ITC usa gene almen e un con ol de co ien e de i ado del en´omeno de
in e e encia des uc i a, denominado unci´on de epa o de pa (To que
Sha ing Func ion, TSF), muy e ec i o a la ho a de educi el izado de
pa . De en e odas las ´ecnicas TSF se ha op ado po una c´ubica debido
a que p esen a una exp esi´on ma em´a ica simple y posee un mejo a io de
p´e didas en el cob e espec o a las dem´as.
Asimismo, se ha seleccionado la ecnolog´ıa de condensado pa a el con e -
ido de po encia de SRM. Debido a las buenas ca ac e ´ıs icas en e al
izado de co ien e, es abilidad de la capacidad en e a a iables de es ´es
( ensi´on y empe a u a de ope aci´on), esis encia in e na y iabilidad que
p esen an, los condensado es de pel´ıcula (Film Capaci o s, F-Caps) son las
que mejo es p es aciones o ecen. Conc e amen e, den o de los F-Caps, los
que mejo se adap an a las pa icula idades del EV con SRM son los con-
densado es de pel´ıcula de polip opileno me alizado (Me alized Polyp opilene
Film Capaci o s, MPPF-Caps).
F u o del abajo ealizado, se han publicado dos a ´ıculos en cong esos
in e nacionales (PCIM e ISIE), cinco en cong esos nacionales (SAAEI) y
un a ´ıculo cien ´ı ico publicado en la e is a Mic oelec onics Reliabili y
(JCR: 1.535).
256 Conclusiones de la esis y abajo u u o
3. Mejo a de algo i mos de modulaci´on pa a educi la co ien e del
bus DC en la aplicaci´on del SRM.
Las pa icula idades del uncionamien o de la SRM hacen que el bus DC
deba de sopo a g andes picos de co ien e y, po lo an o, ´es e deba se
dimensionado aco de pa a amo igua oda la ene g´ıa magn´e ica acumulada
en las bobinas de la m´aquina. Con el in de encon a una soluci´on, se han
desa ollado y analizado dos no edosos algo i mos de modulaci´on. Ambos
se basan en la explo aci´on del mismo en´omeno de in e cambio de ene g´ıa
magn´e ica en e ases du an e el pe ´ıodo de solape, disminuyendo al mismo
iempo la ene g´ıa ans e ida en e el bus DC y la SRM.
Al p ime o se le ha denominado modulaci´on de conmu aci´on sinc oniza-
da (Synch onized Swi ching Modula ion, SSM). Los esul ados mues an el
cumplimien o de las hip´o esis espec o a la educci´on de co ien e, aumen o
de la e iciencia global del sis ema y empeo amien o del izado de pa .
El segundo algo i mo desa ollado, denominado modulaci´on de conmu a-
ci´on sinc onizada p emagne izada (P emagne ized Synch onized Swi ching
Modula ion, P-SSM), es una mejo a espec o al p ime o, con el obje i o de
mejo a las ca encias que p esen a la SSM man eniendo, a su ez, las mejo-
as. En es e caso, sin emba go, no se han cumplido las hip´o esis plan eadas
debido a que no se han enido en cuen a cie os aspec os del compo amien-
o de la SRM.
En esumen, ambos algo i mos de modulaci´on p esen an una educci´on en la
co ien e del bus DC. Po o o lado, la mayo educci´on de co ien e se da a
elocidades bajas y ca gas bajas/medias. Es po es o que su implemen aci´on
se ´ıa ideal en mo o es in-wheel sin educ o a o aplicaci´on de hea y-du y.
Adem´as, el modo en el que se han implemen ado ambos algo i mos de
modulaci´on pe mi e su implemen aci´on, o hib idaci´on median e peque˜nas
modi icaciones, en cualquie esquema de con ol que pe mi a un con ol
di ec o de las co ien es de ase.
F u o del abajo ealizado, se ha publicado un a ´ıculo cien ´ı ico en la
e is a IEEE Access (JCR: 3.745).
4. Desa ollo de una me odolog´ıa pa a p edeci la ida ´u il de un
condensado de bus de con inua pa a aplicaci´on SRM a pa i de
la ca ga de co ien e que sopo a.
La educci´on de la co ien e, de i ada del uso de la SSM, disminuye el es ´es
´e mico y a ec a di ec amen e al ciclo de ida del condensado . Pode p ede-
ci la ida ´u il de un condensado es muy ´u il a la ho a de dise˜na un sis ema
8.3 Publicaciones de i adas del p esen e abajo 257
de po encia comple o. A su ez, hay que conside a que el es ´es ´e mico
causado po la co ien e es un ac o c ´ı ico en el desgas e del condensado .
Po es e mo i o, es undamen al de ini una me odolog´ıa pa a p edeci la
ida ´u il de un condensado a pa i de la ca ga de co ien e que sopo a,
es deci , del conjun o de pun os ope acionales (o ciclo de conducci´on) sob e
el que es ´a abajando el accionamien o.
La me odolog´ıa desa ollada en la p esen e esis, simpli ica, ap o echan-
do la g an ine cia ´e mica que p esen an los condensado es, el complejo
y la go p oceso de simulaci´on mul i ´ısica din´amica que, en un p incipio,
debe ´ıa ealiza se. Adem´as, es a me odolog´ıa equie e ´unicamen e de si-
mulaciones elec o ´e micas solamen e en los dos pun os de uncionamien o
m´as ad e sos pa a ealiza una ex apolaci´on ´e mica en los dem´as pun os
de ope aci´on, aco ando a´un m´as la ca ga compu acional. Po o o lado,
el modelo elec o ´e mico del condensado u ilizado sigue siendo necesa io
pa a las simulaciones, no as´ı las cu as de deg adaci´on pa a la es imaci´on
de la ida ´u il. Po ´ul imo, se ha u ilizado el NEDC como ciclo de conduc-
ci´on es anda izado, aunque puede aplica se cualquie o o. Todo ´es o, hace
que la me odolog´ıa sea ´acil de implemen a y con un cos e compu acional
ela i amen e bajo.
Po o o lado, se ha comple ado el an´alisis del algo i mo SSM cuan i icando
el aumen o en la ida ´u il que la educci´on de co ien e de bus DC apo a.
F u o del abajo ealizado, se ha en iado un a ´ıculo cien ´ı ico a la e is a
IEEE Access (JCR: 3.745), es ando a la espe a de espues a.
8.3 Publicaciones de i adas del p esen e abajo
El abajo desa ollado en es a esis ha sido pa cialmen e publicado en a ias
e is as, cong esos in e nacionales y cong esos nacionales. En la abla ?? se e-
lacionan los abajos publicados con los cap´ı ulos de la p esen e esis. Las publi-
caciones de i adas de es a esis son:
•Publicaciones en e is as cien ´ı ico- ´ecnicas.
R1) D. Cabezuelo, A. Ma allana, J. And eu, I. A anzabal, I. Ko aba-
ia. “Ibilgailu Elek iko, Hib ido e a E egai-piladunak: Teknologia en
Egoe a”, Ekaia, ol. especial, pp. 45-59, 2017.
R2) I. A anzabal, A. Ma allana, O. O˜nede a, I. Ma inez de Aleg ´ıa,
D. Cabezuelo. “Ibilgailu elek ikoen po en zia-bihu gailuen hoz e-
me odoak”, Ekaia, ol. especial, pp. 83-96, 2017.
258 Conclusiones de la esis y abajo u u o
Tabla 8.1: Publicaciones de i adas de la p esen e esis con los cap´ı ulos
co espondien es.
Cap´ı ulo T´ı ulo Publicaciones
2Con ex o his ´o ico y ac ual R1, I4
del eh´ıculo el´ec ico
3M´aquinas el´ec icas pa a R2, I1, I5
eh´ıculo el´ec ico
4Accionamien os de la m´aquina de I2, I3, N1, N2,
de eluc ancia conmu ada N3, N4, N5
5Tecnolog´ıa de condensado es pa a R4
aplicaci´on de eh´ıculo el´ec ico
6Algo i mos de modulaci´on de R3
conmu aci´on sinc onizada
7Me odolog´ıa pa a el es udio de R5
la iabilidad de un condensado
No as de la abla:
RX: publicaci´on en e is a cien ´ı ico ´ecnica.
IX: publicaci´on en cong eso in e nacional.
NX: publicaci´on en cong eso nacional.
R3) D. Cabezuelo, I. Ko aba ia, J. And eu, U. Ugalde, B. Blanqu´e,
P. And ada. “Synch onized Swi ching Modula ion o Reduce he DC-
Link Cu en in SRM D i es”, IEEE Access, ol. 8, pp. 57849-57858,
2020. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2982269.
´
Indice de impac o (JCR): 3.745 (2019). Ranking: Q1 (61/266) Engi-
nee ing, Elec ical & Elec onic.
R4 N. Delmon e, D. Cabezuelo, I. Ko aba ia, D. San o o, A. Toscani,
P. Co a. “A Me hod o Ex ac Lumped The mal Ne wo ks o Capa-
ci o s o Reliabili y O ien ed Design”, Mic oelec onics Reliabili y.
Acep ado y a la espe a de publicaci´on.
´
Indice de impac o (JCR): 1.535 (2019). Ranking: Q3 (182/266) En-
ginee ing, Elec ical & Elec onic.
R5 D. Cabezuelo, I. Ko aba ia, J. And eu, F. Rod iguez, A. A cas,
N. Delmon e. “A me hodology o de e mine he e ec o a no el mo-
dula ion in he eliabili y o an au omo i e DC-link capaci o ”, IEEE
Access. En iado y a la espe a de espues a.
8.3 Publicaciones de i adas del p esen e abajo 259
´
Indice de impac o (JCR): 3.745 (2019). Ranking: Q1 (61/266) Engi-
nee ing, Elec ical & Elec onic.
•Publicaciones en cong esos in e nacionales.
I1) D. Cabezuelo, E. Iba a, E. Planas, I. Ko aba ia, J. I. Ga a e.
“Ra e-ea h ee EV and HEV mo o d i es: s a e o he a ”, In-
e na ional Exhibi ion and Con e ence o Powe Elec onics, In elli-
gen Mo ion, Renewable Ene gy and Ene gy Managemen (PCIM),
pp. 1376-1383, Nu embe g (Alemania), 2018.
I2) D. Cabezuelo, J. And eu, I. Ko aba ia, E. Iba a, I. Ma ´ınez de
Aleg ´ıa. “Powe modules o Elec ic Vehicles SRM con e e ”. In-
e na ional Exhibi ion and Con e ence o Powe Elec onics, In elli-
gen Mo ion, Renewable Ene gy and Ene gy Managemen (PCIM),
pp. 1824-1830, Nu embe g (Alemania), 2018.
I3) D. Cabezuelo, J. And eu, I. Ko aba ia, E. Iba a, J. I. G´a a e.
“SRM con e e opologies o EV applica ion: s a e o echnology”,
In e na ional Symposium on Indus ial Elec onics (ISIE), pp. 861-
866, Edimbu go (Reino Unido), 2017.
I4) D. Cabezuelo, J. And eu, I. Ko aba ia, I. Ma ´ınez de Aleg ´ıa,
E. Robles. “Powe ain sys em o elec ic, hyb id and uel-cell ehi-
cles: s a e o he echnology”, In e na ional Symposium on Indus ial
Elec onics (ISIE), pp. 1445-1450, Edimbu go (Reino Unido), 2017.
I5) I. A anzabal, A. Ma allana, O. O˜nede a, I. Ma inez de Aleg ´ıa, D.
Cabezuelo. “S a us and ad ances in Elec ic Vehicle‘s powe modu-
les packaging echnologies”, Powe In e na ional Exhibi ion and Con-
e ence o Powe Elec onics, In elligen Mo ion, Renewable Ene gy
and Ene gy Managemen (PCIM), pp. 1970-1978, Nu embe g (Alema-
nia), 2016.
•Publicaciones en cong esos nacionales.
N1) D. Cabezuelo, J. And eu, I. Ko aba ia, I. Ma ´ınez de Aleg ´ıa, E.
Planas. “Compa a i a de opolog´ıas asim´e ica y C-Dump pa a con-
e ido SRM en aplicaci´on de EV ”, Semina io Anual de Au om´a ica,
Elec ´onica Indus ial e Ins umen aci´on (SAAEI), pp. 1-6, Valencia
(Espa˜na), 2017.
N2) D. Cabezuelo, I. Ko aba ia, J. And eu, E. Iba a, J. I. Ga a e.
“Topolog´ıas de con e ido SRM pa a aplicaci´on de EV: es ado de la
ecnolog´ıa”, Semina io Anual de Au om´a ica, Elec ´onica Indus ial e

260 Conclusiones de la esis y abajo u u o
Ins umen aci´on (SAAEI), pp. 1-6, Valencia (Espa˜na), 2017.
N3) I. A anzabal, A. Ma allana, O. O˜nede a, I. Ma ´ınez de Aleg ´ıa, D.
Cabezuelo. “Es ado ac ual y a ances en las ecnolog´ıas de ensambla-
do de los m´odulos de po encia asociados al eh´ıculo el´ec ico”, Semi-
na io Anual de Au om´a ica, Elec ´onica Indus ial e Ins umen aci´on
(SAAEI), pp. 1-6, Elche (Espa˜na), 2016.
N4) O. O˜nede a, A. Ma allana, I. A anzabal, D. Cabezuelo, I. Ko aba-
ia. “Loss and s ess educ ion in VSI de ices o EVs using gene al
discon inuous PWM ”, Semina io Anual de Au om´a ica, Elec ´onica
Indus ial e Ins umen aci´on (SAAEI), pp. 1-6, Elche (Espa˜na), 2016.
N5) A. Ma allana, J. And eu, E. Planas, J. Ignacio Ga a e, D. Cabezuelo.
“Fundamen os pa a la pa alelizaci´on de IGBTs”, Semina io Anual de
Au om´a ica, Elec ´onica Indus ial e Ins umen aci´on (SAAEI), pp.
1-6, Elche (Espa˜na), 2016.
8.4 L´ıneas de abajo u u o
En es a secci´on se p esen an a ias lineas de in es igaci´on que p opone el au o
pa a da con inuidad al abajo p esen ado en es a esis. Es as lineas son:
•Desa ollo de un nue o algo i mo de modulaci´on basado en el
P-SSM.
La idea de un algo i mo de modulaci´on que mejo e los aspec os m´as lesi os
del SSM es muy in e esan e. Du an e el desa ollo del P-SSM no se u ie on
en cuen a cie os aspec os de uncionamien o de la SRM, de o ma que los
esul ados no ue on los espe ados. P emagne izando la co ien e de la ase
en an e una ´unica ez, has a un pun o p ees ablecido, e i a ´ıa muchos
picos de co ien e en el bus DC. De es a o ma pod ´ıa log a se una mejo a
en la co ien e ce cada a la de la SSM con un meno empeo amien o del
izado de pa .
•Nue os dise˜nos es uc u ales de SRM especialmen e pensados pa-
a unciona con el algo i mo SSM.
El algo i mo SSM unciona ´unicamen e cuando sucede el solape en e ases,
limi ando su e ec i idad, en e o as cosas, al o al de la suma de pe ´ıodos
de solape con espec o al pe ´ıodo mec´anico. Debido al hecho de que an o
la ex ensi´on como el n´ume o de pe ´ıodos de solape dependen del dise˜no
8.5 Ag adecimien os 261
es uc u al de la m´aquina, pueden emplea se dise˜nos donde la SSM enga
una mejo espues a.
Po o o lado, y siguiendo la misma l´ınea, pueden emplea se dise˜nos es uc-
u ales especiales en las que m´as de una ase es ´e uncionando con inua-
men e en pa alelo, como, po ejemplo, una m´aquina con doble de anado
independien e. En un dise˜no de es as ca ac e ´ıs icas el en´omeno de as a-
se de ene g´ıa se da ´ıa, po un lado, en e ases du an e el solapado no mal;
y po o o, en los pe ´ıodos de uncionamien o de ase ´unica los dos de ana-
dos independien es de la misma ase se as asa ´ıan ene g´ıa en e s´ı. O o
ejemplo, se ´ıa una m´aquina di idida en m´odulos axiales uncionando en se-
ie y con los de anados de cada m´odulo adelan ados en a ios g ados pa a
a o ece el as ase de ene g´ıa en e ellos.
8.5 Ag adecimien os
Es a labo ha sido apoyada po los siguien es ondos y apoyo ´ecnico:
•Beca del p og ama de apoyo a la o maci´on de pe sonal in es igado en la
UPV/EHU.
•Ayudas pa a apoya las ac i idades de los g upos de in es igaci´on (IT978-
16) del Depa amen o de Educaci´on, Pol´ı ica Ling¨u´ıs ica y Cul u a del Go-
bie no Vasco.
•El p oyec o VENUS, den o del p oyec o de colabo aci´on de Fago
Elec ´onica (A . 83 LOU).
•El p og ama ELKARTEK con los p oyec os KT4TRANS (KK-2015/00047
y KK-2016/00061) y ENSOL (KK-2018/00040).
•El apoyo del Minis e io de Econom´ıa y Compe i i idad de Espa˜na con el
p oyec o DPI2014-53685-C2-2-R y los ondos FEDER.
•El apoyo ´ecnico y humano p opo cionado po el G upo de Accionamien-
os El´ec icos con Conmu aci´on Elec ´onica (GAECE) de la Uni e si a
Poli `ecnica de Ca alunya (UPC) y el Aluminium and Film Capaci o s Bu-
siness G oup de TDK Elec onics Componen s.
262 Conclusiones de la esis y abajo u u o
Pa e V
Anexos
270 Topolog´ıas adicionales de con e ido pa a SRM
Los con e ido es que inco po an ci cui os esonan es jun o a la capacidad de con-
ol PWM y que, po lo an o, son capaces de unciona a ZVS y ZCS, son denomi-
nados como con e ido es ansi o ios de co ien e nula (Ze o-Cu en T ansi ion,
ZCT) o de ensi´on nula (Ze o-Vol age T ansi ion, ZVT). G acias a pode abaja
en PWM, es os con e ido es pe mi en unciona a una ecuencia de conmu a-
ci´on ija [?]. Adem´as, poseen una mejo con olabilidad y, e´o icamen e, unas
p´e didas de conmu aci´on nulas. A con inuaci´on, se p o undiza en algunas de las
opolog´ıas esonan es m´as ele an es:
•Resonan e en se ie: es a opolog´ıa ( e igu a ??) u iliza un ci cui o pa -
cialmen e esonan e jun o a a ios i is o es, siendo capaz de unciona en
ZCS o ZVS [?]. Sin emba go, es e ipo de con e ido es ´a muy limi ado
al no pode se aplica un con ol PWM ( e abla ??) y al ene que sinc o-
niza su ecuencia de conmu aci´on con la ecuencia esonan e del ci cui o
auxilia . En consecuencia, solo puede o ece pulsos de co ien e, ag a ando
as´ı el izado de pa y uido audible de la SRM [?].
•ZVT: la opolog´ıa ( e igu a ??) elimina las p´e didas de conmu aci´on indu-
cidas po las ca gas almacenadas en los diodos y las capacidades de salida
en disposi i os. Po lo an o, suelen u iliza se en con e ido es basados en
MOSFETs [? ? ].
•ZCT: es a o a opolog´ıa ( e igu a ??) elimina las p´e didas de conmu a-
ci´on causadas po la co ien e de cola e induc ancias pa ´asi as [?], po lo
que son ideales pa a con e ido es basados en IGBTs. Hay dise˜nos ambi´en
con opolog´ıas Cuk que log an una ZCT con mejo a del ac o de po encia
[?].
•Auxilia y Quasi-Resonan DC-link (AQRDCL): es a con igu aci´on ( e i-
gu a ??) usa un ci cui o esonan e pa a pe mi i a los in e up o es de ase
conmu a a ensi´on nula pa a educi las p´e didas de conmu aci´on [?]. Una
en aja es que el ci cui o esonan e unciona como una uen e de ensi´on y
puede acopla se a di e en es opolog´ıas, como, po ejemplo, a unos puen es
en H asim´e icos.
Exis en o as opolog´ıas que, como la AQRDCL, inco po an ci cui os esonan es
y adem´as son modula es, pudiendo conec a los a opolog´ıas con una mayo con-
olabilidad. Un ejemplo es la Quasi Z-Sou ce Con e e (QZSC) [???], que
pe mi e egula la ensi´on y co egi el ac o de po encia.
Sin emba go, la mejo a global de la e iciencia no es an signi ica i a cuando se
ienen en cuen a las p´e didas en los elemen os pasi os del ci cui o esonan e. De-
bido a los iempos ma cados pa a el p oceso de ZVS o ZCS, el ango de acci´on del
´ındice de modulaci´on se e limi ado, disminuyendo la con olabilidad del sis e-

A.2 Topolog´ıas de conmu aci´on sua e 271
La
SaLb
Db
Sb
Da
Db1
Db2
Db3
S1
LFase1
CaCb1
DmD1
LFase2
S2
D2
Cb2
S3
Cb3
LFase3
SmD3
Vdc
(a) Topolog´ıa ZVT.
LbSb1
Sb2
Sb3
SbCb
La
Ca
S1
Dm
LFase1
D1
Sm
LFase2
D2
S2S3
LFase2
D3
Db
Sa
Db
Vdc
(b) Topolog´ıa ZCT.
Figu a A.4: Con e ido es esonan es de ansici´on po ce o.
272 Topolog´ıas adicionales de con e ido pa a SRM
L
C /2
C /2
Sa
Sc
Ss
Cd
CdS12
D11
D12
LFase1
S22
D21
D22
LFase2
S32
D31
D32
LFase3
Vdc
S11
Dc
Ds
S21 S31
Figu a A.5: Topolog´ıa AQRDCL.
ma. Adem´as, el uso de opolog´ıas esonan es implica un n´ume o de componen es
mayo en el con e ido ( e abla ??), disminuyendo, as´ı, la ole ancia a allos y
aumen ando los cos es gene ales y la complejidad del con ol. Po consiguien e,
no es jus i icable el uso de con e ido es esonan es en aplicaci´on de EV ( e abla
??).
A.3 Topolog´ıas mul ini el
A con inuaci´on, se analiza el uso de con e ido es mul ini el en SRMs. ´
Es os
son una amilia de con e ido es de po encia que pe mi en di idi en e a ios
disposi i os semiconduc o es la po encia que se aplica en cada ase de la ca ga,
posibili ando ope a a ni eles de ensi´on y/o co ien e mayo es que sus hom´ologos
de dos ni eles. Es as opolog´ıas, educen el es ´es de ensi´on que deben sopo -
a los disposi i os, pe mi iendo as´ı pode usa un mayo ango de disposi i os
come ciales [?].
La posibilidad de aplica di e en es angos de ensi´on en los de anados de la
m´aquina, se aduce en una mayo lexibilidad en el con ol de co ien e a al as
elocidades. Adem´as, p esen an o as en ajas como un meno izado de co ien e,
meno es p´e didas de po encia a al as ecuencias de conmu aci´on y meno EMI.
En los ´ul imos a˜nos, es ´an ealiz´andose nume osas in es igaciones en o no al
desa ollo y es eo de opolog´ıas mul ini el espec´ı icas pa a au omoci´on [?] y
ae on´au ica, especialmen e opolog´ıas mul ini el cl´asicas adap adas a las pecu-
lia idades de la SRM. Como la Neu al Poin Clamped (NPC) [? ? ? ? ], la
Modula Mul ile el Con e e (MMC) [? ? ] o la Cascaded H-B idge (CHB) [?].
Sin emba go, es os sis emas son muy complejos al es a cons i uidos po nume-
osos disposi i os. As´ı pues, el al o cos e, complejidad del sis ema y el n´ume o
ex a de elemen os capaci i os hacen que es e ipo de ecnolog´ıa no sea ap opiado
pa a la indus ia del au om´o il.
Ap´endice B
Pa ame izaci´on de un
condensado de pel´ıcula
A con inuaci´on, se apo a la pa ame izaci´on gene al de un F-Cap. Se exponen
an o los pa ´ame os necesa ios como la elaci´on en e ellos pa a la comp ensi´on
y modelaje de un F-Cap. La idea de es e anexo es la de se i como apoyo pa a
el lec o cuando se encuen e en el cap´ı ulo ?? en caso de no es a p e iamen e
amilia izado con ellos, dado que es un ema con apenas con ex ualizaci´on en
cap´ı ulos an e io es.
G an pa e de los pa ´ame os de inidos es ´an ecogidos po la no ma IEC61071.
Es os se han di idido en es g upos, dependiendo de su na u aleza, pa a una
b´usqueda m´as sencilla po pa e del lec o :
•Pa ´ame os esis i os.
•Pa ´ame os elacionados con la po encia.
•Pa ´ame os elacionados con la empe a u a.
Es e o den de lec u a, adem´as, ayuda a una mejo comp ensi´on. Los pa ´ame os
esis i os pe mi en en ende las din´amicas el´ec icas que suceden den o de la F-
Cap, las p´e didas son la consecuencia de es as din´amicas el´ec icas y, po ´ul imo,
es as p´e didas inciden ´ısicamen e en el F-Cap a iando su empe a u a.
274 Pa ame izaci´on de un condensado de pel´ıcula
B.1 Pa ´ame os esis i os
A. Resis encia en se ie, Rs.
Es e pa ´ame o hace e e encia a la suma de odas las esis encias ohmicas
en se ie exis en es den o del condensado : cables, egle as de conexi´on,
capa me alizada pul e izada y elec odo ( e igu a ??) [? ? ].
Rins
C
RsESL
(a) Ci cui o ex endido.
CESR ESL
(b) Ci cui o simpli icado.
Figu a B.1: Ci cui o equi alen e en se ie del condensado .
B. Resis encia de aislamien o, Rins.
Es e pa ´ame o hace e e encia a la esis encia de aislamien o en e las
placas conduc o as del condensado ( e igu a ??) y exp esa la elaci´on
en e la ensi´on nominal VDC y la co ien e de ugas ileak [? ? ]:
Raisl =VDC
ileak
(B.1)
Es e alo suele se dado, o bien en MΩ (con alo es ´ıpicos del o den de
0.1 GΩ) o bien exp esado seg´un la cons an e de iempo de desca ga (pa a
condensado es con capacidades >0.33 µF) [?]:
τ=RinsC (B.2)
donde C es la capacidad nominal del condensado .
C. Resis encia se ie equi alen e, ESR.
La ESR o esis encia e ec i a/equi alen e en se ie, es una equi alencia ma-
em´a ica que a´una odas las p´e didas esis i as del condensado como una
esis encia conec ada en se ie con el condensado ( e igu a ??) [?]. Al
ep esen a la o alidad de la po encia ac i a en el condensado , la ESR es
un pa ´ame o muy ´u il pa a es ima la disipaci´on a a ´es de la ecuaci´on
de Joule. Al desp ecia se la eac ancia induc i a es e pa ´ame o se de ine
como:
B.1 Pa ´ame os esis i os 275
ESR = an δ
2π C =Rs+ an δD
2π C ,(B.3)
donde an δes el ac o de disipaci´on o al, an δDes el ca ac e ´ıs ico del
diel´ec ico usado en cada condensado , Cla capacidad y la ecuencia de
uncionamien o.
La ESR (del o den de unos mΩ, po lo gene al) es dada po el ab ican-
e, gene almen e, a una empe a u a base y ecuencias de e minadas. En
algunos casos (como p.e. los condensado es ce ´amicos), la ESR depende
ambi´en de la ensi´on de pola izaci´on. En odas las ecnolog´ıas de conden-
sado hay ambi´en un ac o de en ejecimien o de e minado po el iempo
de uncionamien o, la co ien e y la empe a u a que a ec a a la ESR.
Aunque el concep o de la ESR es ealmen e ´alido solo pa a c´alculos de
disipaci´on de po encia a una ecuencia y empe a u a espec´ı icas, la ESR
puede se azonablemen e cons an e en un ango de ecuencia y empe a-
u a. Gene almen e, la ESR comienza a ele a se po encima de 100 kHz [?
], lo cual hace que se eduzca la co ien e pe mi ida a a ´es del condensa-
do . Asimismo, pa a algunos ipos de condensado es, la ESR aumen a con
la empe a u a. Teniendo odo es o en cuen a, en gene al, hay que ene
especial a enci´on al modeliza un condensado eal como un condensado
ideal en se ie con una ESR ija.
D. Au oinduc ancia, Ls.
La au oinduc ancia de un condensado suele se desp eciable compa ado
con las induc ancias pa ´asi as apo adas po las conexiones. Al o al de
ellas se las denomina como induc ancia equi alen e en se ie ESL.
La ESL es una equi alencia ma em´a ica que a´una odas las p´e didas induc-
i as del condensado debidas al campo magn´e ico c eado po la co ien e
en los e minales y de anados del ci cui o de condensado . Es po ello que
es ´a de e minada po la es uc u a del de anado, dise˜no geom´e ico y lon-
gi ud y g oso de las ´ıas de con ac o. Es e pa ´ame o suele ene un alo
muy bajo (del o den de unos pocos nH) y po lo an o la ecuencia de
esonancia suele se co espondien emen e ele ada.
E. Reac ancia capaci i a, XC.
La eac ancia capaci i a es la oposici´on de un condensado al paso de co-
ien e al e na. Es in e samen e p opo cional a la ecuencia y a la capaci-
dad.

276 Pa ame izaci´on de un condensado de pel´ıcula
Eje
imagina io
Eje
eal
|Z|
ESR
ωLs
1/ωC - ωLs
1/ωC
δ
an δ = ESR
1/ωC - ωLs
Figu a B.2: Impedancia o al de un condensado (ω= 2π ) [? ].
XC=1
2π C (B.4)
F. Reac ancia induc i a, XL.
La eac ancia induc i a es la oposici´on de un induc o al paso de co ien e
al e na. Es di ec amen e p opo cional a la ecuencia y a la sel -induc ance
Ls.
XL= 2π Ls(B.5)
G. Impedancia, Z.
La impedancia Z ep esen a la oposici´on o al al lujo de co ien e y es
an o de na u aleza esis i a como eac i a. Po lo an o, es de pa icula
impo ancia en el il ado AC y de izado de co ien e.
La impedancia o al del condensado iene dada po la suma ec o ial de
la ESR y la impedancia eac i a o al del disposi i o ( e igu a ??):
|ZL|=sESR2+1
Cω −Lsω2
,(B.6)
donde ω= 2π .
B.1 Pa ´ame os esis i os 277
La impedancia es muy dependien e de la ecuencia, y la ecuencia en la
que la impedancia alcanza su alo m´ınimo es aquella en la que XCyXL
son iguales, haciendo ce o la impedancia eac i a. Esa ecuencia se conoce
como ecuencia esonan e .
H. Fac o de disipaci´on, an δ.
El ac o de disipaci´on an δes una combinaci´on del componen e pa alelo
an δp, el componen e en se ie an δsy el componen e diel´ec ico an δD:
an δ = an δD+ an δP+ an δS,(B.7)
donde
an δP=Raisl2π C (B.8)
y
an δS=Rs2π C (B.9)
El an δDes una ca ac e ´ıs ica dependien e del diel´ec ico usado en cada
condensado . Es una medida de las p´e didas asociadas con el diel´ec ico,
es deci , la ene g´ıa despe diciada pa a pola iza y epola iza el diel´ec ico
en dos di ecciones opues as pa a los sucesi os semiciclos de la ensi´on AC.
De e mina el au ocalen amien o a bajas ecuencias.
El an δPdepende de la esis encia del aislamien o Raisl (??). Debido a los
alo es ex emadamen e al os de Raisl, es e componen e es insigni ican e en
odo el ango de ecuencias, incluso en ecuencias muy bajas (≪1 kHz),
po lo que an δP iende a se desp eciado.
El an δSes ´a de e minado po la Rs. Es e componen e aumen a ´apida-
men e con la ecuencia has a con e i se en el dominan e en la cu a de
an δpa a al as ecuencias.
Desp eciando an δPy desa ollando la exp esi´on (??), an δpuede de ini se
ambi´en como:
an δ = an δD+ an δS= an δD+Rs2π C =ESR
XC
(B.10)
Po lo an o, se deduce que el an δes ambi´en la elaci´on en e la po encia
ac i a (es deci , la disipaci´on de po encia) y la po encia eac i a. Tan o
278 Pa ame izaci´on de un condensado de pel´ıcula
ESR como an δson impo an es po que dic an la disipaci´on de po encia
de un condensado , y po lo an o, su au ocalen amien o [?].
B.2 Pa ´ame os elacionados con la po encia
A. P´e didas m´aximas, Pmax.
Es e pa ´ame o hace e e encia a la m´axima disipaci´on de po encia pe mi-
ida pa a el uncionamien o del condensado .
Pmax =∆Ths−amb
Z hhs−amb
(B.11)
donde ∆Ths−amb es el g adien e de empe a u as en e el ambien e y el
pun o m´as calien e, y Z hhs−amb es la impedancia ´e mica. En la subsecci´on
?? se dispone de m´as in o maci´on sob e es os pa ´ame os.
B. P´e didas o ales, PT o .
Las p´e didas o ales de po encia p oducidas en un condensado se compo-
nen de Pohm, las p´e didas diel´ec icas PDy las p´e didas del aislan e Pais.
Habi ualmen e, debido a la di icul ad de es ima el an δD eal pa a PDy
a que en compa aci´on Pais es desp eciable, PT o se simpli ica como Pohm.
C. P´e didas ´ohmicas, Pohm.
Es as p´e didas hacen e e encia a las p oducidas en los conduc o es del dis-
posi i o. Po ejemplo, en un F-Cap hay es pa es p incipales donde es as
p´e didas se encuen an: en el elec odo, en la capa de me al pul e izado y
an o en las egle as de conexi´on as´ı como en los e minales.
Es as p´e didas ienen una dependencia media/baja de la ecuencia, pe o a
al as ecuencias (po encima de 10 kHz) ac o es como el skin-e ec ienen
un ue e impac o en su aumen o [?].
Es e ipo de p´e didas no se dis ibuyen homog´eneamen e den o del con-
densado , son m´as al as ce ca de las egle as in e nas de conexi´on en los
ex emos de la bobina que en el cen o de los bobinados.
Pohm =I2
msRs(B.12)
D. P´e didas AC diel´ec icas, PD.
B.3 Pa ´ame os elacionados con la empe a u a 279
Es e pa ´ame o hace e e encia a las p´e didas de i adas del an δDdel
diel´ec ico usado. Se dis ibuyen homog´eneamen e den o del olumen de
diel´ec ico del condensado y son p opo cionales a la VAC de uncionamien o
y a la Xcdel condensado ( e expe si´on (??)), dependiendo en g an medida
de la ecuencia. Es muy impo an e asegu a se de que el condensado no
unciona a la del ci cui o.
PD=V2
ms2π C an δD(B.13)
E. P´e didas DC diel´ec icas o p´e didas del aislan e, Pins.
Es e pa ´ame o hace e e encia a las p´e didas de i adas de la ileak en el
diel´ec ico. Es as p´e didas se dis ibuyen homog´eneamen e den o del olu-
men de diel´ec ico del condensado y dependen en g an medida de la ensi´on
con inua y de la empe a u a.
Pais =VDCileak (B.14)
B.3 Pa ´ame os elacionados con la empe a u a
A. Rango de empe a u a de uncionamien o, Tmin yTmax.
Es e pa ´ame o de e mina el ango de empe a u a m´ınima y m´axima en la
que puede abaja el condensado . La empe a u a indicada hace e e en-
cia a la supe icie o ca casa (case) del condensado , y no a la empe a u a
ambien e ( e igu a ??). En condensado es de pel´ıcula el ango de empe-
a u a a ´ıa, sob e odo, en unci´on del diel´ec ico empleado.
La Tmin hace e e encia a la empe a u a m´as baja del diel´ec ico a la que
se puede ene giza el condensado , mien as que Tmax es la m´axima empe-
a u a pe mi ida en el condensado du an e su no mal uncionamien o [?].
Cuando se supe a la Tmax pe mi ida, el an δc ece y, po lo an o, ambi´en
el au ocalen amien o, pudiendo de i a en una ba ena ´e mica ( he mal
unaway) (de e io o del diel´ec ico y up u a del condensado ). Hay que
ene cuidado con que el condensado no es ´e al ededo de un oco de calo ,
ya que es o puede p o oca que ´es e enga que abaja po encima de su
Tmax, de i ando en su up u a.
B. Tempe a u a nominal, T .
Den o del mencionado ango de empe a u as (Tmin −Tmax), hay una em-
pe a u a nominal T de inida como la empe a u a ambien e m´axima a la
286 BIBLIOGRAF´
IA
ions,” IEEE T ansac ions on Indus y Applica ions, ol. 53, no3, p´aginas
1948–1957, 2017.
[33] A. El-Re aie e al., “Compa ison o ac ion mo o s ha educe o elimina e
a e-ea h ma e ials,” IET Elec ical Sys ems in T anspo a ion, ol. 7, no3,
p´aginas 207–214, 2017.
[34] S. Mezani, T. Hami i, L. Belgue as, T. Lubin, M. Rashed y C. Ge ada,
“Magne ically Gea ed Induc ion Machines,” IEEE T ansac ions on Mag-
ne ics, ol. 51, no11, p´aginas 1–4, 2015.
[35] E. E. Mon al o-O iz, S. N. Fos e , J. G. Cin on-Ri e a y E. G. S angas,
“Compa ison be ween a spoke- ype PMSM and a PMASynRM using e i e
magne s,” en In e na ional Elec ic Machines D i es Con e ence (IEMDC),
p´aginas 1080–1087, 2013.
[36] A. Chiba, M. Takeno, N. Hoshi, M. Takemo o, S. Ogasawa a y M. A. Rah-
man, “Conside a ion o Numbe o Se ies Tu ns in Swi ched-Reluc ance
T ac ion Mo o Compe i i e o HEV IPMSM,” IEEE T ansac ions on In-
dus y Applica ions, ol. 48, no6, p´aginas 2333–2340, 2012.
[37] S. Mo imo o, S. Ooi, Y. Inoue y M. Sanada, “Expe imen al E alua ion
o a Ra e-Ea h-F ee PMASynRM Wi h Fe i e Magne s o Au omo i e
Applica ions,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec onics, ol. 61, no10,
p´aginas 5749–5756, 2014.
[38] K. Chiba, S. Chino, M. Takemo o y S. Ogasawa a, “Fundamen al Analy-
sis o a Fe i e Pe manen Magne Axial Gap Mo o wi h Co eless Ro o
S uc u e,” IEEJ Jou nal o Indus y Applica ions, ol. 3, no1, p´aginas
47–54, 2014.
[39] M. Oba a, S. Mo imo o, M. Sanada y Y. Inoue, “Pe o mance o
PMASynRM Wi h Fe i e Magne s o EV/HEV Applica ions Conside ing
P oduc i i y,” IEEE T ansac ions on Indus y Applica ions, ol. 50, no4,
p´aginas 2427–2435, 2014.
[40] G. Pelleg ino, A. Vaga i, B. Boazzo y P. Guglielmi, “Compa ison o In-
duc ion and PM Synch onous Mo o D i es o EV Applica ion Including
Design Examples,” IEEE T ansac ions on Indus y Applica ions, ol. 48,
no6, p´aginas 2322–2332, 2012.
[41] K. Kiyo a, H. Sugimo o y A. Chiba, “Compa ison o ene gy consump ion o
SRM and IPMSM in au omo i e d i ing schedules,” en Ene gy Con e sion
Cong ess and Exposi ion (ECCE), p´aginas 853–860, 2012.
[42] K. Kiyo a, T. Kakishima y A. Chiba, “Compa ison o Tes Resul and

BIBLIOGRAF´
IA 287
Design S age P edic ion o Swi ched Reluc ance Mo o Compe i i e Wi h
60-kW Ra e-Ea h PM Mo o ,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec o-
nics, ol. 61, no10, p´aginas 5712–5721, 2014.
[43] S. S ipe ic, D. Za ko y M. Ko acic, “Op imised design o pe manen mag-
ne assis ed synch onous eluc ance mo o se ies using combined analy i-
cal– ini e elemen analysis based app oach,” IET Elec ic Powe Applica-
ions, ol. 10, no5, p´aginas 330–338, 2016.
[44] L. Maha jan e al., “Comp ehensi e Repo on Design and De elopmen o
a 100 kW DSSRM,” IEEE T ansac ions on T anspo a ion Elec i ica ion,
ol. 4, no4, p´aginas 835–856, 2018.
[45] M. Belhadi, G. K ebs, C. Ma chand, H. Hannoun y X. Mininge , “E alua-
ion o axial SRM o elec ic ehicle applica ion,” Elec ic Powe Sys ems
Resea ch, ol. 148, p´aginas 155–161, 2017.
[46] G. J. Li, X. Ma, G. Jewell y Z. Q. Zhu, “No el Modula Swi ched Reluc ance
Machines o Pe o mance Imp o emen ,” IEEE T ansac ions on Ene gy
Con e sion, ol. 33, no3, p´aginas 1255–1265, 2018.
[47] W. Ding, S. Yang, Y. Hu, S. Li, T. Wang y Z. Yin, “Design Conside a ion
and E alua ion o a 12/8 High-To que Modula -S a o Hyb id Exci a ion
Swi ched Reluc ance Machine o EV Applica ions,” IEEE T ansac ions on
Indus ial Elec onics, ol. 64, no12, p´aginas 9221–9232, 2017.
[48] O. Ellabban y H. Abu-Rub, “Swi ched eluc ance mo o con e e opolo-
gies: A e iew,” en IEEE In e na ional Con e ence on Indus ial Technology
(ICIT), p´aginas 840–846, 2014.
[49] U. Choi, F. Blaabje g y K. Lee, “S udy and Handling Me hods o Po-
we IGBT Module Failu es in Powe Elec onic Con e e Sys ems,” IEEE
T ansac ions on Powe Elec onics, ol. 30, no5, p´aginas 2517–2533, 2015.
[50] H. Wang y F. Blaabje g, “Reliabili y o Capaci o s o DC-Link Applica-
ions in Powe Elec onic Con e e s-An O e iew,” IEEE T ansac ions on
Indus y Applica ions, ol. 50, no5, p´aginas 3569–3578, 2014.
[51] J. S. Ho y S. G. G eenbaum, “Polyme Capaci o Dielec ics o High Tem-
pe a u e Applica ions,” ACS Applied Ma e ials & In e aces, ol. 10, no35,
p´aginas 29 189–29 218, 2018.
[52] “Film Capaci o s - Gene al echnical in o ma ion,” TDK, Tech. Rep., 2018.
[53] “Applica ion No es - Powe Elec onic Capaci o s,” EPCOS, Tech. Rep.,
2010.
288 BIBLIOGRAF´
IA
[54] H. Wang, P. Da a , H. Wang, D. Kuma , F. Za e y F. Blaabje g, “Li e ime
Es ima ion o DC-Link Capaci o s in Adjus able Speed D i es Unde G id
Vol age Unbalances,” IEEE T ansac ions on Powe Elec onics, ol. 34,
no5, p´aginas 4064–4078, 2019.
[55] “Film Capaci o s,” Vishay, Tech. Rep., 2017.
[56] T. A. Bu ess e al., “E alua ion o he 2008 Lexus LS 600H Hyb id Syne gy
D i e Sys em,” Oak Ridge Na ional Labo a o y, Tech. Rep., 2009.
[57] D. Cabezuelo, J. And eu, I. Ko aba ia, E. Iba a y I. M. de Aleg ia,
“Powe Modules o Elec ic Vehicles SRM Con e e ,” en In e na ional
Exhibi ion and Con e ence o Powe Elec onics, In elligen Mo ion, Re-
newable Ene gy and Ene gy Managemen (PCIM), p´aginas 1–7, 2018.
[58] M. S eibl, R. Ka mazin y R. Moos, “Ma e ials and applica ions o polyme
ilms o powe capaci o s wi h special espec o nanocomposi es,” IEEE
T ansac ions on Dielec ics and Elec ical Insula ion, ol. 25, no6, p´aginas
2429–2442, 2018.
[59] D. Q. Tan, “Re iew o Polyme -Based Nanodielec ic Explo a ion and
Film Scale-Up o Ad anced Capaci o s,” Ad anced Func ional Ma e ials,
ol. 30, no18, p´aginas 1–23, 2019.
[60] J.-R. Riba, C. Lopez-To es, L. Rome al y A. Ga cia, “Ra e-ea h- ee p o-
pulsion mo o s o elec ic ehicles: A echnology e iew,” Renewable and
Sus ainable Ene gy Re iews, ol. 57, p´aginas 367–379, 2016.
[61] L. Kuma y S. Jain, “Elec ic p opulsion sys em o elec ic ehicula ech-
nology: A e iew,” Renewable and Sus ainable Ene gy Re iews, ol. 29,
p´aginas 924–940, 2014.
[62] “Elec ic Vehicle Wo ld Sales Da abase: Global EV Sa-
les o 2018 Final Resul s.” h p://www.e - olumes.com/coun y/
o al-wo ld-plug-in- ehicle- olumes/
[63] I. L´opez, E. Iba a, A. Ma allana, J. And eu y I. Ko aba ia, “Nex gene-
a ion elec ic d i es o HEV/EV p opulsion sys ems: Technology, ends
and challenges,” Renewable and Sus ainable Ene gy Re iews, ol. 114, p´agi-
nas 1–23, 2019.
[64] “A echnical summa y o Eu o 6/VI ehicle emission s anda ds,” The In-
e na ional Council on Clean T anspo a ion, Tech. Rep., 2016.
[65] “Global High-Pe o mance Elec ic Vehicle Ma ke 2017-2021,” Techna io,
Tech. Rep., 2017.
BIBLIOGRAF´
IA 289
[66] “Ho izon 2020, The EU amewo k p og amme o esea ch and
inno a ion.” h ps://ec.eu opa.eu/p og ammes/ho izon2020/en
[67] “Eu opean Commission, Ho izon 2020 Wo k P og amme 2016-2017: Sma ,
g een and in eg a ed anspo ,” Eu opean Commission, Tech. Rep., 2016-
2017.
[68] “Uni ed S a es Council o Au omo i e Resea ch - Da abase.” h ps:
//www.usca .o g/gues /index.php
[69] “Ene gy E iciency & Renewable Ene gy, Mul i-Yea P og am Plan 2011-
2015: Vehicle TechnologiesP og am,” O ice o Ene gy E iciency & Rene-
wable Ene gy, Tech. Rep., 2010.
[70] “EV E e ywhe e g and challenge bluep in ,” U.S. Depa men o Ene gy,
Tech. Rep., 2013.
[71] “U.S Depa men o Ene gy, O e iew o he DOE VTO Elec ic D i e
Technologies R&D P og am,” U.S Depa men o Ene gy: Ene gy E iciency
and enewable ene gy, Tech. Rep., 2016.
[72] “Uni ed na ions economical and social commission o Asia and he
Paci ic.” h ps://www.unescap.o g/
[73] A. Ma allanda, “Con ibu ions o he design o powe modules o elec-
ic and hyb id ehicles: ends, design aspec s and simula ion echniques,”
Tesis Doc o al, Uni e si y o he Basque Coun y (UPV/EHU), 2020.
[74] D. Cabezuelo, J. And eu, I. Ko aba ia, I. M. de Aleg ´ıa y E. Robles,
“Powe ain sys ems o elec ic, hyb id and uel-cell ehicles: S a e o he
echnology,” en In e na ional Symposium on Indus ial Elec onics (ISIE),
p´aginas 1445–1450, 2017.
[75] “Swi ched/Synch onous Reluc ance Magne - ee Mo o s o Elec ic Vehi-
cles, VENUS,” Comisi´on Eu opea, Tech. Rep., 2016.
[76] “Ad anced Reluc ance Mo o s o Elec ic Vehicle Applica ion, ARMEVA,”
Comisi´on Eu opea, Tech. Rep., 2016.
[77] P. Cai oli, L. Mazza y Z. Pan, “Indus ial elec ical machine,” U.S. Pa en
20 180 351 438, 2018.
[78] C. Lin, S. Zhong y J. Xu, “Elec ical appa a us and me hods o o ming an
elec ical machine and an elec ical appa a us,” U.S. Pa en 20 200 021 175,
2020.
290 BIBLIOGRAF´
IA
[79] G. Sh es ha y C.-E. Tschida, “Elec ical machine wi h liquid cooling,” U.S.
Pa en 20 200 021 169, 2018.
[80] S. Zhong, B. D., C. E. Tschida, D. T emelling y L. Malinowski, “Polyme
indus ial elec ical machine,” U.S. Pa en 20 200 204 032, 2020.
[81] J.-L. Mille e al., “Swi ched eluc ance mo o powe es ima ion compen-
sa ion o a iable DC-link ol age,” U.S. Pa en 9 941 831, 2018.
[82] J. F iedlung, P.-T. Schmid , V. A guelles, S. Desigan, E. Duhe ic y T. Na-
kashi, “Powe in e e wi h balanced powe low o mul iple elec ical ma-
chines,” U.S. Pa en 20 180 206 357, 2017.
[83] J. Do o hy, C.-A. Kauk, R.-G. Auch, C.-E. Nino-Ba on y R.-T. Ad a, “ End
pla e o o o s o swi ched eluc ance mo o s,” U.S. Pa en 20 180 294 684,
2017.
[84] B.-D. Ku as, S.-C. Lande s, S. Son h y A. Sha ma, “P opulsion con ol sys-
em wi h ca ying agg essi enness o esponse,” U.S. Pa en 20 190 176 826,
2018.
[85] A. Khalil, C.-E. Nino-Ba on, C. B ewe , J. Wai y Y. Bha ia, “Op imized
swi ched eluc ance phase cu en con ol in a con inuois conduc ion mode,”
U.S. Pa en 10 476 421, 2019.
[86] A. Khalil, J. Wai, J. Ge des, J. Tho ne y A. Saad, “In e e Topology,”
U.S. Pa en 20 200 067 422, 2019.
[87] A. Khalil e al., “Swi ched eluc ance mo o con ol sys em,” U.S. Pa en
20 200 067 433, 2020.
[88] C.-E. Nino-Ba on, A. Khalil, J. Wai, J. Ge des, S. Son h y A. Saad, “Sys em
o con ol a o a y elec ic machine,” U.S. Pa en 10 666 182, 2020.
[89] S.-C. Lande s y S. Son h, “Mobile machines, elec ic d i e sys ems, and
me hods o es ing elec ic d i e sys ems,” U.S. Pa en 20 200 132 009,
2020.
[90] J. M. Baumann, R.-T. Ad a, T. J. Schlack y G. T. Aus in, “Cooling ssys em
o a o a y elec ic machine,” U.S. Pa en 20 200 072 244, 2020.
[91] A. J. Kiese e al., “Sys em o con olling he ope a ion o an elec ic
winch,” U.S. Pa en 20 200 189 890, 2020.
[92] J. Yamada, “Shi ange con olle ,” U.S. Pa en 20 180 283 545, 2018.
[93] T. Ishikawa, M. Nashiki y Y. I ou, “Swi ched eluc ance mo o ,” U.S. Pa-
en 20 080 278 010, 2008.
BIBLIOGRAF´
IA 291
[94] M. Nashiki, T. Ishikawa y Y. I ou, “Reluc ance mo o wi h imp o ed s a o
s uc u e,” U.S. Pa en 8 847 522B2, 2009.
[95] T. Ishikawa, M. Nashiki y Y. I ou, “Swi ched eluc ance mo o ,” U.S. Pa-
en 7 781 931B2, 2007.
[96] S. Kamio, “Shi ange con ol de ice,” U.S. Pa en 20 200 198 639, 2020.
[97] N.-J. Hi sch, “Con ol uni o inde sink appliances auce ha ing an inde -
sink auce base and an abo e sink auce heah,” U.S. Pa en 20 180 313 068,
2017.
[98] J. O ozco y A. Spongeime , “Plug-in hyb id ehicle wi h in eg a ed cha ge
ope a ing elec ic engine u bocha ge ,” U.S. Pa en 20 180 334 042, 2018.
[99] F. Leona di, H.-H. Huang, J.-L. Mille y M.-W. Degne , “Diagnos ic s a-
egy o an elec ic mo o using senso less con ol and a posi ion senso ,”
U.S. Pa en 6 750 626, 2004.
[100] L.-D. Elie, T.-J. Po e , R.-F. No ak, J.-W. Ja anson, J.-A. Wallace y M.-
M. Azzouz, “P og ammable doo powe assis ,” U.S. Pa en 20 190 063 138,
2019.
[101] V. Hause , U. Gussen y C. Gus en, “Me hod o ope a ing a hyb id elec ic
mo o ehicle,” Ge many Pa en 102 018 212 887, 2020.
[102] S. Gopalak ishnan, L. Hao, C.-S. Namudu i, P.-S. Lomba do, C.-J. Ald ich,
J.-R. andLee y N.-S. Shildo e, “S a e o an in e nal combus ion engine,”
U.S. Pa en 20 190 338 743, 2018.
[103] S. Gopalak ishnan e al., “Me hod and appa a us o con olled s opping
o in e nal combus ion engine,” U.S. Pa en 20 190 338 742, 2019.
[104] A. M. Omekanda, C.-S. Namudu i, S. Gopalak ishnan y T.-W. Nehl,
“S a e including a swi ched eluc ance elec ic mo o ,” U.S. Pa en
20 190 326 842, 2019.
[105] B.-A. Welchko y B.-S. Gagas, “Me hod and appa a us o con olling a
cascaded in e e ci cui and elec ic machine,” U.S. Pa en 20 200 021 226,
2019.
[106] S. Gopalak ishnan, A. M. Omekanda, T.-W. Nehl, C.-S. Namudu i y
L. Hao, “Me hod and appa a us o con olling a swi ched eluc ance elec-
ic mo o ,” U.S. Pa en 20 190 356 257, 2019.
[107] M. S. Islam, S. Mi , T. Sebas ian y I. Husain, “Senso less con ol o swi ched
eluc ance elec ic machines,” U.S. Pa en 20 040 189 240, 2004.

292 BIBLIOGRAF´
IA
[108] ——, “Iden i ica ion o pa ame e s o swi ched eluc ance elec ic machi-
nes,” U.S. Pa en 20 040 189 239, 2006.
[109] A. Fa emi y D. F. Lah , “Pa ial-load phase deac i a ion o polyphase elec-
ic machine,” U.S. Pa en 20 200 162 005, 2020.
[110] D. Kuma y V.-K. Somani, “No el mo o d i e a chi ec u e o a iable
equency al e na ing cu en loads,” U.S. Pa en 20 190 348 924, 2018.
[111] R. Himmelmann, “Unmanned unde unde ehicle p opulsion sys em inclu-
ding a DC bus,” U.S. Pa en 20 180 370 606, 2018.
[112] J.-F. Gie as y L.-A. Riba o , “Kine ic ene gy s o age wi h a swi ched e-
luc ance machine,” U.S. Pa en 20 190 165 645, 2019.
[113] J.-F. Gie as y G.-I. Rozman, “Swi ched eluc ance elec ic machine inclu-
ding pole lux ba ie s,” U.S. Pa en 20 190 181 702, 2017.
[114] B.-I. Waw zyniak, V. Venugopalan y P.-M. Kshi saga , “Me hod and sys-
em o desdesign elec ical machines using ein o cemen lea ning,” U.S.
Pa en 20 190 332 725, 2019.
[115] Y. A imu a, D. Hoshino, T. Ohzu, S. Soma y Y. Tanaka, “Senso uni ,
mo o uni , and ehicle,” U.S. Pa en 20 190 293 502, 2019.
[116] T. Ohzu, Y. A imu a, N. Hoshi, S. Soma y Y. Tanaka, “Mo o uni and
ehicle,” U.S. Pa en 20 190 296 616, 2019.
[117] A. Puydin, “Vehicle d i e appa a us,” U.S. Pa en 20 190 393 755, 2019.
[118] H. Ozawa, “Swi ched eluc ance mo o and ehicle,” U.S. Pa en
20 200 036 274, 2018.
[119] S. Choi, “Mo o con ol s a egy o elec ic shi -by-wi e sys em,” U.S.
Pa en 20 190 178 373, 2018.
[120] S. Seokwan, “Shi by wi e sys em swi ched eluc ance mo o con ol de ice
and con ol me hod he eo ,” Sou h Ko ea Pa en 101 988 749, 2019.
[121] L.-S. Kwang, “Swi ched eluc ance mo o con ol ci cui and aul diagnos-
ic me hod using he same,” Sou h Ko ea Pa en 101 957 514, 2019.
[122] U.-J. Yong, “Sys em ha ing swi ched eluc ance mo o and ope a ing me -
hod he od,” Sou h Ko ea Pa en 101 916 795, 2018.
[123] K.-M. Cao, R.-H. Edmunds, S.-M. Maddox y D.-B. Woodwa d, “Comp es-
so and an s aging in hea ing, en ila ion, and ai condi ioning sys ems,”
U.S. Pa en 20 180 372 386, 2018.
BIBLIOGRAF´
IA 293
[124] J.-A. Kohle , P.-C. Ma ks, I.-M. Caspe y K. De lin, “Vapo comp ession
sye em,” U.S. Pa en 20 190 128 578, 2019.
[125] J.-T. Weine , “Hea ing, en ila ion, and ai condi ioning combus ion sup-
p ession sye em,” U.S. Pa en 20 190 170 382, 2019.
[126] M.-L. Heisey y P.-W. Snell, “Th us bea ing placemen o comp esso ,”
U.S. Pa en 20 190 203 730, 2019.
[127] A.-M. Boyd, “Sys em and me hods o zoning sys em se up,” U.S. Pa en
20 190 346 167, 2018.
[128] E.-D. Ray y R.-E. Cab e a, “O e -ben coil a angemen s o clima e ma-
nagemen sys ems,” U.S. Pa en 20 190 376 697, 2018.
[129] S.-A. Hanche , “Va iable speed mo o Sd i e wi h In eg a ed mo o hea-
ing sys ems and me hods,” U.S. Pa en 20 200 067 447, 2019.
[130] J.-L. McEl any, U.-K. Ramanujam, S. Sha ma y C.-A. T ammell, “H ac
sys ems ha ing ai - igh access doo s,” U.S. Pa en 20 190 330 917, 2018.
[131] P.-W. Snell, “Collec o o a comp esso ,” U.S. Pa en 20 200 003 467, 2018.
[132] A.-M. Seile y N.-O. Os ye, “Condense an con ol sys em,” U.S. Pa en
20 200 018 325, 2019.
[133] I. Jad ic y A.-W. Kane, “Va iable speed d i e o a HVAC&R sys em,”
U.S. Pa en 20 190 331 380, 2020.
[134] A.-M. Noo , J.-O. Ben z, S.-B. A chison, J.-W. Ue k i z y D.-H. Ca l on,
“H ac e ige an cha ging and elie ing sys ems and me hods,” U.S. Pa en
20 200 041 185, 2018.
[135] T. Kawaguchi, Y. Kamoshi a y K. Oshima, “Con ol sys em and wo k
machine,” U.S. Pa en 2018, 20180305899.
[136] W.-A. Do se , J.-B. Dillinge , M.-J. Ly en, M.-N. Ba , B.-M. Neilson y
D.-F. Owings, “Mining machine and ene gy, s o age sys em o same,” U.S.
Pa en 20 200 047 604, 2020.
[137] M. Yoshizawa, S. Miyamo o y Y. Ohku a, “Hyb id wo k ehicle and hyb id
wo k ehicle con ol me hod,” U.S. Pa en 20 190 031 014, 2019.
[138] K. Ki amu a, “Hyb id wo k machine and me hod o con olling au o-s op
o engine o he same,” U.S. Pa en 9 605 410, 2017.
294 BIBLIOGRAF´
IA
[139] K. Yamada, “Con ol de ice o o a ing elec ic machine, wo wo k machi-
ne and me hod o con olling o a ing elec ic machine,” WIPO Pa en
2 017 111 101, 2017.
[140] Y. Miyama, H. A i a y A. Daikoku, “Ro a y elec ic machine,” U.S. Pa en
20 180 175 707, 2018.
[141] Y. Miyama y A. A ias, “Ro a y elec ic machine,” U.S. Pa en
20 180 337 572, 2018.
[142] K. Uemu a y K. A isawa, “Hea pump appa a us, ai condi ione , and wa e
hea e ,” U.S. Pa en 20 190 178 254, 2019.
[143] Y. Takano, K. Fukushima y T. Fukumu a, “Mo o sys em including eluc-
ance mo o ,” U.S. Pa en 20 200 059 188, 2017.
[144] ——, “Reluc ance mo o and mo o sys em including eluc ance mo o ,”
U.S. Pa en 20 200 059 137, 2017.
[145] P.-B. Shahi e al., “Sys em-speci ic in e ace module o mo o con ol
subassenbly o elec ic mo o ,” U.S. Pa en 20 190 173 408, 2019.
[146] M. Nakanishi, Y. Ishikawa, Y. Nakamu a y T. Okada, “Mo o ,” U.S. Pa en
20 190 238 024, 2019.
[147] S. Ramak ishna y E. F. H. Chong, “Swi ched eluc ance machine,” U.S.
Pa en 20 190 173 335, 2019.
[148] I. C. D. Ca e y A. C. New on, “Elec ical machine,” U.S. Pa en 6 729 140,
2004.
[149] A. Lambou ne, A. C. Smi h y J. B. Khan, “Elec ical machine winding
assembly and me hod o manu ac u e he eo ,” U.S. Pa en 20 200 098 492,
2020.
[150] G. E. Ha ey, P. A. Smee on y E. F. H. Chong, “Tu bomachine,” U.S.
Pa en 20 200 227 966, 2020.
[151] M. K ishnamu hy y T. C ea y, “Me hod o eliable con ol o high o o
pole si ched eluc ance,” U.S. Pa en 20 180 069 500, 2018.
[152] M. K ishnamu hy, M. Johns on, T. C ea y y P. Desai, “Mi o ing o high
o o pole swi ched eluc ance machines,” U.S. Pa en 20 180 301 967, 2018.
[153] T.-A. C ea y, M. K ishnamu hy, P. Desai, M. Johns on y T. Knodel, “Me -
hod and appa a us o quasi-senso less adap i e con ol o swi ched eluc-
ance mo o d i es,” U.S. Pa en 20 180 367 078, 2018.
BIBLIOGRAF´
IA 295
[154] P. Desai, E. Hu y M. Johns on, “Shaped s a o windings o a swi -
ched eluc ance machine and me hod o making he same,” U.S. Pa en
20 200 177 042, 2020.
[155] M. K ishnamu hy, T. C ea y, P. Desai y M. Johns on, “Low-noise, hogh
o o pole swi ched eluc ance mo o ,” U.S. Pa en 20 200 144 950, 2020.
[156] M. K ishnamu hy y T. C ea y, “Me hod o eliable con ol o high o o
pole swi ched eluc ance machine,” U.S. Pa en 20 200 076 344, 2020.
[157] J. Deguchi, T. Shiina y K. Yoshizue, “Con ol de ice o swi ched eluc ance
mo o ,” U.S. Pa en 20 180 152 130, 2018.
[158] T. Nishigaki, T. Suzuki y T. Suzuki, “Hyb id ehicle,” U.S. Pa en
20 180 149 103, 2018.
[159] J. Deguchi e al., “Con ol de ice o swi ched eluc ance mo o ,” U.S.
Pa en 20 180 102 722, 2018.
[160] T. Takeuchi, “Con ol de ice o hyb id ehicle,” U.S. Pa en 20 180 109 534,
2018.
[161] T. Hashimo o, “Vehicle and elec ic powe ansmission sys em,” U.S. Pa-
en 20 180 238 449, 2018.
[162] J. Deguchi e al., “Swi ched eluc ance mo o sys em, and me hod o con o-
lling swi ched eluc ance mo o sys em,” U.S. Pa en 20 180 309 401, 2018.
[163] J. Deguchi, H. Kubonoya y T. Fujiyoshi, “Co olle o swi ched eluc ance
mo o ,” U.S. Pa en 20 190 158 009, 2019.
[164] T. Fujiyoshi, J. Deguchi y H. Kubonoya, “Elec ic ehicle,” U.S. Pa en
20 190 193 578, 2019.
[165] J. Deguchi, H. Kubonoya, T. Fujiyoshi y Y. Iwama, “Co olle o swi ched
eluc ance mo o ,” U.S. Pa en 20 190 267 924, 2019.
[166] K. Yoshizue, K. A akawa, J. Deguchi y K. Uemu a, “Swi ched eluc ance
mo o ,” U.S. Pa en 10 418 867, 2019.
[167] J. Deguchi, K. A akawa, K. Yoshizue, N. Hoshi, N. Nakayama y T. Iguchi,
“Swi ched eluc ance mo o ,” U.S. Pa en 9 515 596, 2016.
[168] T. Suzuki, A. Onoue, S. Ishikawa y K. Yamaguchi, “Vessel p opulsion sys-
em and essel including he same,” U.S. Pa en 20 190 382 090, 2019.
[169] T. Suzuki, R. Ma suo, S. Ishikawa y N. Hi aoka, “Ro a ing elec ical ma-
chine appa a us,” U.S. Pa en 20 200 031 446, 2020.
302 BIBLIOGRAF´
IA
[246] R. Moss, E. Tzimas, H. Ka a, P. Willis y J. Koo oshy, “C i ical Me als in
S a egic Ene gy Technologies,” JRC Ins i u e o Ene gy and T anspo ,
Oakdene Hollins L d, The Hague Cen e o S a egic S udies, Tech. Rep.,
2011.
[247] E. Commission, “20 c i ical aw ma e ials - majo challenge o EU
indus y,” 2014. h p://eu opa.eu/ apid/p ess- elease IP-14-599 es.h m
[248] F. Un-Noo , S. Padmanaban, L. Mihe -Popa, M. N. Mollah y E. Hossain, “A
Comp ehensi e S udy o Key Elec ic Vehicle (EV) Componen s, Technolo-
gies, Challenges, Impac s, and Fu u e Di ec ion o De elopmen ,” Ene gies,
ol. 10, p´aginas 1–71, 2017.
[249] A. M. Bazzi, Y. Liu y D. S. Fay, “Elec ic Machines and Ene gy S o age:
O e a Cen u y o Technologies in Elec ic and Hyb id Elec ic Vehicles,”
IEEE Elec i ica ion Magazine, ol. 6, no3, p´aginas 49–53, 2018.
[250] T. A. Bu ess e al., “Elua ion o he 2010 Toyo a P ius Hyb id Syne gy
D i e Sys em,” Oak Ridge Na ional Labo a o y, Tech. Rep., 2011.
[251] T. Bu ess, “Benchma king EV and HEV Technologies,” Oak Ridge Na io-
nal Labo a o y, Tech. Rep., 2016.
[252] M. De la Hoz, “Las Tie as Ra as: elemen os cla es del Siglo XXI,” Temas
de Biologia y Geologia del NOA, ol. 2, no2, p´aginas 39–47, 2012.
[253] N. A. Manche i, B. Sp eche , G. Bailey, J. Ge y A. Tukke , “E ec o Chine-
se policies on a e ea h supply chain esilience,” Resou ces, Conse a ion
and Recycling, ol. 142, p´aginas 101–112, 2019.
[254] Y. Ma suu a, M. Sagawa y D. Fujimu a, “P ocess o p oducing pe manen
magne ma e ials,” U.S. Pa en 4 597 938A, 1983.
[255] L. E dman, K. Be e, J. M. Me ino y D. Vel e, “Roadmap o he Subs i u-
ion o C i ical Raw Ma e ials in Elec ic Mo o s and D i es,” F aunho e
ISI, Tecnalia, Tech. Rep., 2015.
[256] V. Zep , J. Simmons, A. Relle , M. Ash ield y C. Rennie, “Ma e ials c i ical
o he ene gy indus y, An in oduc ion,” B i ish Pe oleum, Uni e si y o
Augsbu g, Tech. Rep., 2014.
[257] T. Aul , S. K ahn y A. C o , “Radiological Impac s and Regula ion o Ra e
Ea h Elemen s in Non-Nuclea Ene gy P oduc ion,” Ene gies, ol. 8, no3,
p´aginas 2066–2081, 2015.
[258] W. D. Judge, Z. W. Xiao y G. J. Kipo ous, The Mine als, Me als & Ma e-

BIBLIOGRAF´
IA 303
ials Se ies, cap´ı ulo Applica ion o Ra e Ea hs o Highe E iciencies in
Ene gy Con e sion, p´aginas 37–45. Sp inge , 2017.
[259] “Mine al Commodi y Suma ies 2015,” U.S. Geological Su ey, Tech. Rep.,
2015.
[260] K. Ki kpa ick, “Elec onics need a e ea hs,” Communica ions o he
ACM, Tech. Rep., 2019.
[261] B. S. Van Gosen, P. L. Ve planck y P. Emsbo, “Ra e Ea h Elemen Mine al
Deposi s in he Uni ed S a es,” U.S. Geological Su ey, Tech. Rep., 2019.
[262] L. Wang, P. Wang, C. W.-Q., Q.-Q. Wang y H.-S. Lu, “En i onmen al
impac s o scandium oxide p oduc ion om a e ea hs ailings o Bayan
Obo Mine,” Jou nal o Cleane P oduc ion, ol. 270, p´aginas 1–11, 2020.
[263] H.-R. Fan, K.-F. Yang, Y.-F. Hu, S. Liu y K.-Y. Wang, “The gian Bayan
Obo REE-Nb-Fe deposi , China: Con o e sy and o e genesis,” Geoscience
F on ie s, ol. 7, no3, p´aginas 335–344, 2016.
[264] X. Huang, H. Deng, C. Zheng y G. Cao, “Hyd ogeochemical signa u es
and e olu ion o g oundwa e impac ed by he Bayan Obo ailing pond
in no hwes China,” Science o The To al En i onmen , ol. 543, Pa A,
p´aginas 357–372, 2016.
[265] Q. Zheng, W. Wu y X. Bian, “In es iga ions on mine alogical cha ac e is ics
o a e ea h mine als in Bayan Obo ailings du ing he oas ing p ocess,”
Jou nal o Ra e Ea hs, ol. 35, no3, p´aginas 300–308, 2017.
[266] h p://poli ica.elpais.com/poli ica/2015/05/10/ac ualidad/1431279961
277518.h ml
[267] C. Cox y J. Kynicky, “The apid e olu ion o specula i e in es men in he
REE ma ke be o e, du ing, and a e he a e ea h c isis o 2010-2012,”
The Ex ac i e Indus ies and Socie y, ol. 5, no1, p´aginas 8–17, 2018.
[268] h p://www.elmundo.es/elmundo/2012/03/13/economia/1331663012.h ml
[269] J. P oelss, D. Schweize y V. Seile , “The economic impo ance o a e ea h
elemen s ola ili y o ecas s,” In e na ional Re iew o Financial Analysis,
p´aginas 1–17, 2019.
[270] M. V. Riesgo Ga c´ıa, A. K zemien, M. A. Manzanedo del Campo, C. Escan-
ciano Ga c´ıa-Mi anda y F. S´anchez Lashe as, “Ra e ea h elemen s p ice
o ecas ing by means o ansgenic ime se ies de eloped wi h ARIMA mo-
dels,” Resou ces Policy, ol. 59, p´aginas 95–102, 2018.
304 BIBLIOGRAF´
IA
[271] A. Sche k, “Tie as a as: su escasez e implicaciones bu s´a iles,” Obse a o-
io de Di ulgaci´on Financie a, Ins i u d´Es udis Finance s, no7, p´aginas
1–6, 2011.
[272] T. Finken, M. Hombi ze y K. Hameye , “S udy and compa ison o se e-
al pe manen -magne exci ed o o ypes ega ding hei applicabili y in
elec ic ehicles,” en Emobili y - Elec ical Powe T ain, p´aginas 1–7, 2010.
[273] W. C. Dues e hoe , M. W. Schulz y E. a. Cla ke, “De e mina ion o ins-
an aneous cu en s and ol ages by means o alpha, be a, and ze o com-
ponen s,” T ansac ions o he Ame ican Ins i u e o Elec ical Enginee s,
ol. 70, no2, p´aginas 1248–1255, 1951.
[274] R. H. Pa k, “Two- eac ion heo y o synch onous machines gene alized me -
hod o analysis-pa I,” T ansac ions o he Ame ican Ins i u e o Elec ical
Enginee s, ol. 48, no3, p´aginas 716–727, 1929.
[275] K. T. Chau, C. C. Chan y C. Liu, “O e iew o Pe manen -Magne B ush-
less D i es o Elec ic and Hyb id Elec ic Vehicles,” IEEE T ansac ions
on Indus ial Elec onics, ol. 55, no6, p´aginas 2246–2257, 2008.
[276] J. Ka unen, S. Kallio, P. Pel oniemi, P. Sil en oinen y O. Py honen, “Dual
h ee-phase pe manen magne synch onous machine supplied by wo inde-
penden ol age sou ce in e e s,” en In e na ional Symposium on Powe
Elec onics Powe Elec onics, Elec ical D i es, Au oma ion and Mo ion,
p´aginas 741–747, 2012.
[277] J. Wang, X. Yuan y K. A allah, “Design Op imiza ion o a Su ace-Moun ed
Pe manen -Magne Mo o Wi h Concen a ed Windings o Elec ic Vehi-
cle Applica ions,” IEEE T ansac ions on Vehicula Technology, ol. 62,
no3, p´aginas 1053–1064, 2013.
[278] D. Fodo ean, “S udy o a High-Speed Mo o iza ion Wi h Imp o ed Pe o -
mances Dedica ed o an Elec ic Vehicle,” IEEE T ansac ions on Magne-
ics, ol. 50, no2, p´aginas 921–924, 2014.
[279] A. M. Andwa i, A. Pesi idis, S. Rajoo, R. Ma inez-Bo as y V. Es ahanian,
“A e iew o Ba e y Elec ic Vehicle echnology and eadiness le els,”
Renewable and Sus ainable Ene gy Re iews, ol. 78, p´aginas 414–430, 2017.
[280] K. Zhang, G. J. Li, Q. Z. Zhu y G. W. Jewell, “In es iga ion on Con ibu-
ion o Induc ance Ha monics o To que P oduc ion in Mul iphase Doubly
Salien Synch onous Reluc ance Machines,” IEEE T ansac ions on Magne-
ics, ol. 55, no4, p´aginas 1–10, 2019.
[281] C. Liu, H. Y. Chung y S. Y. Lin, “On he Elec omagne ic S eel Selec ions
BIBLIOGRAF´
IA 305
and Pe o mance Impac Assessmen s o Synch onous Reluc ance Mo o s,”
IEEE T ansac ions on Indus y Applica ions, ol. 53, no3, p´aginas 2569–
2577, 2017.
[282] F.-N. Ju ca, R. In e y C. Ma is, “Op imal o o design o no el ou e o o
eluc ance synch onous machine,” Elec ical Enginee ing, ol. 102, p´aginas
107–116, 2019.
[283] E. T ancho, E. Iba a, A. A ias, I. Ko aba ia y P. P ie o, “A p ac ical
app oach o HFI based senso less con ol o PM-assis ed synch onous e-
luc ance machines applied o EVs and HEVs,” en Annual Con e ence o he
IEEE Indus ial Elec onics Socie y (IECON), p´aginas 1735–1740, 2017.
[284] P. B. Reddy, K. G ace y A. El-Re aie, “Concep ual design o slee e o o
synch onous eluc ance mo o o ac ion applica ions,” en In e na ional
Elec ic Machines D i es Con e ence (IEMDC), p´aginas 195–201, 2015.
[285] R. W obel y B. Mec ow, “Addi i e Manu ac u ing in Cons uc ion o Elec-
ical Machines – A Re iew,” en IEEE Wo kshop on Elec ical Machines
Design, Con ol and Diagnosis (WEMDCD), ol. 1, p´aginas 15–22, 2019.
[286] Rica do, “Rica do de elops nex -gene a ion elec ic ehi-
cle mo o .” h ps:// ica do.com/news-and-media/p ess- eleases/
ica do-de elops-nex -gene a ion-elec ic- ehicle
[287] X. Liu, Y. Li, Z. Liu, T. Ling y Z. Luo, “Analysis and design o a high
powe densi y pe manen magne -assis ed synch onous eluc ance machine
wi h low-cos e i e magne s o EVs/HEVs,” The in e na ional jou nal
o compu a ion and ma hema ics in elec ical and elec onic enginee ing,
ol. 35, no6, p´aginas 1949–1964, 2016.
[288] E. T ancho e al., “PM-Assis ed Synch onous Reluc ance Machine Flux
Weakening Con ol o EV and HEV Applica ions,” IEEE T ansac ions on
Indus ial Elec onics, ol. 65, no4, p´aginas 2986–2995, 2017.
[289] C. T. Liu e al., “On he Design and Cons uc ion Assessmen s o
a Pe manen -Magne -Assis ed Synch onous Reluc ance Mo o ,” IEEE
T ansac ions on Magne ics, ol. 53, no11, p´aginas 1–4, 2017.
[290] Y. Li, H. Yang, H. Lin, S. Fang y W. Wang, “A No el Magne -Axis-
Shi ed Hyb id Pe manen Magne Machine o Elec ic Vehicle Applica-
ions,” Ene gies, ol. 12, no4, p´aginas 1–13, 2019.
[291] H. Huang, Y. S. Hu, Y. Xiao y H. Lyu, “Resea ch o Pa ame e s and An i-
demagne iza ion o Ra e-Ea h-Less Pe manen Magne -Assis ed Synch o-
306 BIBLIOGRAF´
IA
nous Reluc ance Mo o ,” IEEE T ansac ions on Magne ics, ol. 51, no11,
p´aginas 1–4, 2015.
[292] H. C. Liu, I. G. Kim, Y. J. Oh, J. Lee y S. C. Go, “Design o Pe manen
Magne -Assis ed Synch onous Reluc ance Mo o o Maximized Back-EMF
and To que Ripple Reduc ion,” IEEE T ansac ions on Magne ics, ol. 53,
no6, p´aginas 1–4, 2017.
[293] K. Kondo, S. Kusase, T. Maekawa y K. Hanada, “A New PM-Assis ed
Synch onous Reluc ance Mo o Wi h Th ee-Dimensional T ench Ai Gap,”
IEEE T ansac ions on Indus y Applica ions, ol. 50, no4, p´aginas 2485–
2492, 2014.
[294] S. S. R. Bon hu, A. A a a y S. Choi, “Compa isons o Ra e-Ea h and
Ra e-Ea h-F ee Ex e nal Ro o Pe manen Magne Assis ed Synch onous
Reluc ance Mo o s,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec onics, ol. 64,
no12, p´aginas 9729–9738, 2017.
[295] M. Kimiabeigi e al., “High-Pe o mance Low-Cos Elec ic Mo o o Elec-
ic Vehicles Using Fe i e Magne s,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec-
onics, ol. 63, no1, p´aginas 113–122, 2016.
[296] J. Me we h, J. Halbedel y G. Schlangen, “Elec ical D i e Mo o o a
Vehicle,” U.S. Pa en 20 120 267 977A1, 2009.
[297] K. V. Singh, H. O. Bansal y D. Singh, “A comp ehensi e e iew on hy-
b id elec ic ehicles: a chi ec u es and componen s,” Jou nal o Mode n
T anspo a ion, ol. 27, no2, p´aginas 77–107, 2019.
[298] J. D. Widme , R. Ma in y M. Kimiabeigi, “Elec ic ehicle ac ion mo-
o s wi hou a e ea h magne s,” Sus ainable Ma e ials and Technologies,
ol. 3, p´aginas 7–13, 2015.
[299] N. Uzhego , A. Smi no , C. H. Pa k, J. H. Ahn, J. Heikkinen y J. Py honen,
“Design Aspec s o High-Speed Elec ical Machines Wi h Ac i e Magne ic
Bea ings o Comp esso Applica ions,” IEEE T ansac ions on Indus ial
Elec onics, ol. 64, no11, p´aginas 8427–8436, 2017.
[300] A. Smi no , N. Uzhego , T. Sillanpaa, J. Py honen y O. Py honen, “High-
Speed Elec ical Machine wi h Ac i e Magne ic Bea ing Sys em Op imiza-
ion,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec onics, ol. 64, no12, p´aginas
9876–9885, 2017.
[301] N. Zabihi, I. Lopez, E. T ancho, E. Iba a y A. Pe˜na, “Swi ched Reluc ance
Machines o Elec ic Vehicles: S a e o he A ,” en Semina io Anual de
BIBLIOGRAF´
IA 307
Au om´a ica, Elec ´onica Indus ial e Ins umen aci´on (SAAEI), p´aginas
1–6, 2016.
[302] E. W. Fai all, B. Bilgin y A. Emadi, “S a e-o - he-a high-speed swi ched
eluc ance machines,” en In e na ional Elec ic Machines D i es Con e en-
ce (IEMDC), p´aginas 1621–1627, 2015.
[303] X. Guo, R. Zhong, M. Zhang, D. Ding y W. Sun, “Resonance Reduc ion
by Op imal Swi ch Angle Selec ion in Swi ched Reluc ance Mo o ,” IEEE
T ansac ions on Indus ial Elec onics, ol. 67, no3, p´aginas 1867–1877,
2019.
[304] C. H. Lee, J. L. Ki ley y M. Angle, “Swi ched Reluc ance Mo o D i es o
Hyb id Elec ic Vehicles,” en Swi ched Reluc ance Mo o . InTech, 2017.
[305] M. Ko kosz, P. Bogusz y J. P okop, “Complex Pe o mance Analysis and
Compa a i e S udy o Ve y High-Speed Swi ched Reluc ance Mo o s,”
IEEE T ansac ions on Magne ics, ol. 55, no8, p´aginas 1–14, 2019.
[306] C. Gong, “Design and Con ol o Ul a-High Speed Swi ched Reluc ance
Machines o e 1 Million pm,” Tesis Doc o al, Geo gia Ins i u e o Tech-
nology, 2019.
[307] C. Gong, S. Li y T. Habe le , “High-S eng h Ro o Design o Ul a-High
Speed Swi ched Reluc ance Machines,” IEEE T ansac ions on Indus y Ap-
plica ions, ol. 56, no2, p´aginas 1432–1442, 2020.
[308] N. Rao, S. G. V. K ishna y G. V. N. Kuma , “A No el Technique o
Con olling Speed and Posi ion o Bea ingless Swi ched Reluc ance Mo o
Employing Senso less Sliding Mode Obse e ,” A abian Jou nal o Science
and Enginee ing, ol. 43, p´aginas 4327–4346, 2017.
[309] C. Gong, S. Li, T. Habe le , J. A. Res epo y B. Sode holm, “Di ec Po-
si ion Con ol o Ul a-High Speed Swi ched Reluc ance Machines Based
on Low-Cos Non-In usi e Re lec i e Senso s,” IEEE T ansac ions on In-
dus y Applica ions, ol. 55, no1, p´aginas 480–489, 2018.
[310] J. Lyu, K. Zhou y H. Rong, “Design and con ol o a 48/36 swi ched e-
luc ance mo o o high pe o mance di ec -d i e applica ions,” en IEEE
Indus y Applica ions Socie y Annual Mee ing, p´aginas 1–8, 2017.
[311] Z. Omac e al., “Design, analysis, and con ol o in-wheel swi ched eluc-
ance mo o o elec ic ehicles,” Elec ical Enginee ing, 2017.
[312] E. Oksuz epe, “In-Wheel Swi ched Reluc ance Mo o Design o Elec ic
Vehicles by Using a Pa e o-Based Mul iobjec i e Di e en ial E olu ion Al-

308 BIBLIOGRAF´
IA
go i hm,” IEEE T ansac ions on Vehicula Technology, ol. 66, no6, p´agi-
nas 4706–4715, 2017.
[313] B. Lenzo, G. Filippis, A. So nio i, P. G ube y K. Sannen, “Unde s ee cha-
ac e is ics o ene gy-e icien ully elec ic ehicles wi h mul iple mo o s,”
en In e na ional Ba e y, Hyb id and Fuel Cell Elec ic Vehicle Symposium
(EVS), p´aginas 1–9, 2016.
[314] Y. Zhu, C. Zhao, J. Zhang y Z. Gong, “Vib a ion con ol o elec ic ehicles
wi h in-wheel swi ched eluc ance mo o d i e sys em,” IEEE Access, ol. 8,
p´aginas 7205–7216, 2020.
[315] ——, “Vib a ion Con ol o Elec ic Vehicles Wi h In-Wheel Swi ched
Reluc ance Mo o D i e Sys em,” IEEE Access, ol. 8, p´aginas 7205–7216,
2020.
[316] Y. Y. Wang, Y. N. Li, W. Sun y L. Zheng, “E ec o he unbalanced e ical
o ce o a swi ched eluc ance mo o on he s abili y and he com o o an
in-wheel mo o elec ic ehicle,” Jou nal o Au omobile Enginee ing, ol.
229, no12, p´aginas 1569–1584, 2015.
[317] X. Shao, F. Naghdy, H. Du y Y. Qin, “Coupling e ec be ween oad exci-
a ion and an in-wheel swi ched eluc ance mo o on ehicle ide com o
and ac i e suspension con ol,” Jou nal o Sound and Vib a ion, ol. 443,
p´aginas 683–702, 2018.
[318] Z. Li, L. Zheng, Y. Ren, Y. Li y Z. Xiong, “Mul i-objec i e op imiza ion
o ac i e suspension sys em in elec ic ehicle wi h In-Wheel-Mo o agains
he nega i e elec omechanical coupling e ec s,” Mechanical Sys ems and
Signal P ocessing, ol. 116, p´aginas 545–565, 2019.
[319] Z. Li y L. Zheng, “In eg a ed design o ac i e suspension pa ame e s o sol-
ing nega i e ib a ion e ec s o swi ched eluc ance-in-wheel mo o elec i-
cal ehicles based on mul i-objec i e pa icle swa m op imiza ion,” Jou nal
o Vib a ion and Con ol, ol. 25, no3, p´aginas 1–16, 2018.
[320] B. Xu, C. Xiang, Y. Qin, P. Ding y M. Dong, “Semi-ac i e ib a ion con ol
o in-wheel swi ched eluc ance mo o d i en elec ic ehicle wi h dyna-
mic ib a ion abso bing s uc u es: Concep and Valida ion,” IEEE Access,
ol. 6, p´aginas 60 274–60 285, 2018.
[321] Y. Qin, C. He, X. Shao, H. Du, C. Xiang y M. Dong, “Vib a ion mi iga ion
o in-wheel swi ched eluc ance mo o d i en elec ic ehicle wi h dynamic
ib a ion abso bing s uc u es,” Jou nal o Sound and Vib a ion, ol. 419,
p´aginas 249–267, 2018.
BIBLIOGRAF´
IA 309
[322] J. Zhu, K. W. E. Cheng, X. Xue y Y. Zou, “Design o a New Enhanced To -
que In-Wheel Swi ched Reluc ance Mo o Wi h Di ided Tee h o Elec ic
Vehicles,” IEEE T ansac ions on Magne ics, ol. 53, no11, p´aginas 1–4,
2017.
[323] S. R. Mousa i-Aghdam, M. R. Feyzi, N. Bianchi y M. Mo andin, “De-
sign and Analysis o a No el High-To que S a o -Segmen ed SRM,” IEEE
T ansac ions on Indus ial Elec onics, ol. 63, no3, p´aginas 1458–1466,
2016.
[324] Y. Huang, F. Huang, Y. Yuan, F. Yang y K. Xie, “Design and Analysis o
a No el Bea ingless Segmen ed Swi ched Reluc ance Mo o ,” IEEE Access,
ol. 7, p´aginas 94 342–94 349, 2019.
[325] H. Eskanda i y M. Mi salim, “An Imp o ed 9/12 Two-Phase E-Co e Swi -
ched Reluc ance Machine,” IEEE T ansac ions on Ene gy Con e sion,
ol. 28, no4, p´aginas 951–958, 2013.
[326] W. Ding, Y. Hu, H. Fu y Q. Chen, “Analysis and e alua ion o modula
E-shaped s a o swi ched eluc ance machines employing segmen ed and
con en ional o o opologies,” IET Elec ic Powe Applica ions, ol. 10,
no9, p´aginas 939–951, 2016.
[327] X. Sun, Y. Shen, S. Wangm, G. Lei, Z. Yang y S. Han, “Co e Losses Analy-
sis o a No el 16/10 Segmen ed Ro o Swi ched Reluc ance BSG Mo o
o HEVs Using Nonlinea Lumped Pa ame e Equi alen Ci cui Model,”
IEEE/ASME T ansac ions on Mecha onics, ol. 23, no2, p´aginas 747–757,
2018.
[328] R. Vandana y B. G. Fe nandes, “Design Me hodology o High-Pe o mance
Segmen ed Ro o Swi ched Reluc ance Mo o s,” IEEE T ansac ions on
Ene gy Con e sion, ol. 30, no1, p´aginas 11–21, 2015.
[329] W. Sun, Q. Li, K. Liu y L. Li, “Design and analysis o a no el o o -
segmen ed axial- ield swi ched eluc ance machine,” CES T ansac ions on
Elec ical Machines and Sys ems, ol. 1, no3, p´aginas 238–245, 2017.
[330] W. Ding, H. Fu y C. Hu, “Cha ac e is ics Assessmen and Compa a i e
S udy o a Segmen ed-S a o Pe manen -Magne Hyb id-Exci a ion SRM
D i e Wi h High-To que Capabili y,” IEEE T ansac ions on Powe Elec-
onics, ol. 33, no1, p´aginas 482–500, 2018.
[331] P. And ada, B. Blanqu´e, E. Ma ´ınez y M. To en , “A No el Type o
Hyb id Reluc ance Mo o D i e,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec-
onics, ol. 61, no8, p´aginas 4337–4345, 2014.
310 BIBLIOGRAF´
IA
[332] H. Hwang, S. Bae y C. Lee, “Analysis and Design o a Hyb id Ra e-Ea h-
F ee Pe manen Magne Reluc ance Machine by F ozen Pe meabili y Me -
hod,” IEEE T ansac ions on Magne ics, ol. 52, no7, p´aginas 1–4, 2016.
[333] J. Kwon y B. Kwon, “High e iciency dual ou pu s a o -PM machine o he
wo-mode ope a ion o washing machines,” IEEE T ansac ions on Ene gy
Con e sion, ol. 33, no4, p´aginas 2050–2059, 2018.
[334] S. Ullah, S. McDonald, R. Ma in, M. Bena ous y G. A kinson, “A pe -
manen magne assis , segmen ed o o , swi ched eluc ance d i e o aul
ole an ae ospace applica ions,” IEEE T ansac ions on Indus y Applica-
ions, ol. 55, no1, p´aginas 298–305, 2018.
[335] W. Ding, S. Yang y Y. Hu, “Pe o mance Imp o emen o Segmen ed-
S a o Hyb id-Exci a ion SRM D i es Using an Imp o ed Asymme ic
Hal -B idge Con e e ,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec onics,
ol. 66, no2, p´aginas 898–909, 2019.
[336] W. Ding y S. Li, “Maximum Ra io o To que o Coppe Loss Con ol o
Hyb id Exci ed Flux-Swi ching Machine in Whole Speed Range,” IEEE
T ansac ions on Indus ial Elec onics, ol. 66, no2, p´aginas 932–943, 2019.
[337] W. Ding, G. Liu y P. Li, “A Hyb id Con ol S a egy o Hyb id-Exci a ion
Swi ched Reluc ance Mo o o To que Ripple Reduc ion and Cons an
Powe Ex ension,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec onics, ol. 67,
no1, p´aginas 38–48, 2020.
[338] M. Masoumi y M. Mi salim, “E-Co e Hyb id Reluc ance Mo o Wi h Pe -
manen Magne s Inside S a o Common Poles,” IEEE T ansac ions on
Ene gy Con e sion, ol. 33, no2, p´aginas 826–833, 2018.
[339] D. Jiang, B. Bilgin y A. Emadi, “Th ee-Phase 24/16 Swi ched Reluc ance
Machine o a Hyb id Elec ic Powe ain,” IEEE T ansac ions on T ans-
po a ion Elec i ica ion, ol. 3, no1, p´aginas 76–85, 2017.
[340] F. Qi, A. S ippich, I. Rale , A. Klein-Hessling y R. De Doncke , “Model
P edic i e Con ol o a Swi ched Reluc ance Machine o Gua an eed O e -
load To que,” IEEE T ansac ions on Indus y Applica ions, ol. 55, no2,
p´aginas 1321–1331, 2018.
[341] H. Cheng, L. Wang, L. Xu, X. Ge y S. Yang, “An In eg a ed Elec i ied
Powe ain Topology wi h SRG and SRM o Plug-In Hyb id Elec ical
Vehicle,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec onics, p´aginas 278–286,
2019.
BIBLIOGRAF´
IA 311
[342] Q. Sun, J. Wu, C. Gan, J. Si, J. Guo y Y. Hu, “Cascaded mul ipo con e -
e o s m-based hyb id elec ical ehicle applica ions,” IEEE T ansac ions
on Powe Elec onics, ol. 34, no12, p´aginas 11 940–11 951, 2019.
[343] J. D. Widme , “Segmen al o o swi ched eluc ance machines o use in
au omo i e ac ion,” Tesis Doc o al, Newcas le Uni e si y, 2013.
[344] A. EL-Re aie, “Towa d a Sus ainable Mo e Elec i ied Fu u e: The Role
o Elec ical Machines and D i es,” IEEE Elec i ica ion Magazine, ol. 7,
no1, p´aginas 49–59, 2019.
[345] E. Elhomdy, G. Li, J. Liu, S. Bukha i y W.-P. Cao, “Design and Expe i-
men al Ve i ica ion o a 72/48 Swi ched Reluc ance Mo o o Low-Speed
Di ec -D i e Mining Applica ions,” Ene gies, ol. 11, no1, p´aginas 1–21,
2018.
[346] D. S. Mihic, M. V. Te zic y S. N. Vukosa ic, “A New Nonlinea Analy ical
Model o he SRM Wi h Included Mul iphase Coupling,” IEEE T ansac-
ions on Ene gy Con e sion, ol. 32, no4, p´aginas 1322–1334, 2017.
[347] R. K ishnan, Swi ched Reluc ance Mo o D i es: Modeling, Simula ion,
Analysis, Design, and Applica ions. CRC P ess, 2001.
[348] J. A. Melkebeek, Elec ical Machines and D i es, cap´ı ulo Swi ched Re-
luc ance Machines, p´aginas 537–550. Sp inge In e na ional Publishing,
2018.
[349] R. De Doncke , D. W. J. Pulle y A. Vel man, Ad anced Elec ical D i es,
cap´ı ulo Swi ched Reluc ance D i e Sys ems, p´aginas 361–437. Sp inge
Ne he lands, 2011.
[350] R. Rocca, F. G. Capponi, S. Papadopoulos, G. De-Dona o, M. Rashed
y M. Galea, “Op imal Ad ance Angle o Aided Maximum-Speed-Node
Design o Swi ched Reluc ance Machines,” IEEE T ansac ions on Ene gy
Con e sion, ol. 35, no2, p´aginas 775–785, 2020.
[351] M. F. Hsieh e al., “A egene a i e b aking sys em o swi ched eluc an-
ce machine applied o elec ic ehicles,” en In e na ional Con e ence on
Elec ical Machines and Sys ems (ICEMS), p´aginas 1–6, 2016.
[352] Y. Zhu, H. Wu y J. Zhang, “Regene a i e B aking Con ol S a egy o
Elec ic Vehicles Based on Op imiza ion o Swi ched Reluc ance Gene a o
D i e Sys em,” IEEE Access, ol. 8, p´aginas 76 671–76 682, 2020.
[353] F. Yi, W. Cai y B. Fahimi, “Seamless ansi ion con ol be ween mo o ing
and gene a ing modes o a bidi ec ional mul i-po powe con e e used
318 BIBLIOGRAF´
IA
[415] I. A anzabal, O. O˜nede a, I. Ma inez-de Aleg ´ıa y D. Cabezuelo, “S a us
and ad ances in Elec ic Vehicle’s powe modules packaging echnologies,”
en In e na ional Exhibi ion and Con e ence o Powe Elec onics, In elli-
gen Mo ion, Renewable Ene gy and Ene gy Managemen (PCIM), 2016.
[416] I. A anzabal, A. Ma allana, O. O˜nede a, I. Ma inez-de Aleg ´ıa y D. Ca-
bezuelo, “Es ado ac ual y a ances en las ecnolog´ıas de ensamblado de los
m´odulos de po encia asociados al eh´ıculo el´ec ico,” en Semina io Anual
de Au om´a ica, Elec ´onica Indus ial e Ins umen aci´on (SAAEI), p´aginas
1–6, 2016.
[417] S. Xu, H. Chen, F. Dong y J. Yang, “Reliabili y Analysis on Powe Con e -
e o Swi ched Reluc ance Machine Sys em Unde Di e en Con ol S a-
egies,” IEEE T ansac ions on Indus ial Elec onics, ol. 66, no8, p´aginas
6570–6580, 2019.
[418] C. Gan, J. Wu, Y. Hu, S. Yang, W. Cao y J. M. Gue e o, “New In eg a-
ed Mul ile el Con e e o Swi ched Reluc ance Mo o D i es in Plug-in
Hyb id Elec ic Vehicles Wi h Flexible Ene gy Con e sion,” IEEE T ansac-
ions on Powe Elec onics, ol. 32, no5, p´aginas 3754–3766, 2017.
[419] Y. Soze , I. Husain y D. A. To ey, “Guidance in Selec ing Ad anced Con-
ol Techniques o Swi ched Reluc ance Machine D i es in Eme ging Appli-
ca ions,” IEEE T ansac ions on Indus y Applica ions, ol. 51, no6, p´aginas
4505–4514, 2015.
[420] R. Mikail, I. Husain, Y. Soze , M. S. Islam y T. Sebas ian, “A Fixed Swi -
ching F equency P edic i e Cu en Con ol Me hod o Swi ched Reluc an-
ce Machines,” IEEE T ansac ions on Indus y Applica ions, ol. 50, no6,
p´aginas 3717–3726, 2014.
[421] H. Cai, H. Wang, M. Li, S. Shen, Y. Feng y J. Zheng, “To que Ripple
Reduc ion o Swi ched Reluc ance Mo o wi h Op imized PWM Con ol
S a egy,” Ene gies, ol. 11, no11, p´aginas 1–27, 2018.
[422] J.-J. Wang, “Ha monic Spec a Shaping o Swi ched Reluc ance Mo o
wi h Asymme ic-Ca ie Random PWM,” Jou nal o Con ol, Au oma ion
and Elec ical Sys ems, ol. 28, no6, p´aginas 737–747, 2017.
[423] P. Bobe y Z. Fe ko a, “Compa ison o an O -Line Op imized Fi ing Angle
Modula ion and To que Sha ing Func ions o Swi ched Reluc ance Mo o
Con ol,” Ene gies, ol. 13, p´aginas 1–13, 2020.
[424] X. Rain, M. Hilai e y A. A ias, “Swi ched eluc ance machines con ol wi h

BIBLIOGRAF´
IA 319
a minimized sampling equency,” Ene gy Con e sion and Managemen ,
ol. 86, p´aginas 701–708, 2014.
[425] C. Labiod, K. S ai i, B. Mahdad y M. E. H. Benbouzid, “A no el con-
ol echnique o o que ipple minimiza ion in swi ched eluc ance mo o
h ough des uc i e in e e ence,” Elec ical Enginee ing, ol. 100, p´aginas
481–490, 2017.
[426] P. K. Reddy, D. Ronanki y P. Pe umal, “E iciency imp o emen and
o que ipple minimisa ion o ou -phase swi ched eluc ance mo o d i e
using new di ec o que con ol s a egy,” IET Elec ic Powe Applica ions,
ol. 14, no1, p´aginas 52–61, 2020.
[427] N. Yan, X. Cao y Z. Q. Deng, “Di ec To que Con ol o Swi ched Reluc-
ance Mo o o Ob ain High To que-Ampe e Ra io,” IEEE T ansac ions
on Indus ial Elec onics, ol. 66, no7, p´aginas 5144–5152, 2018.
[428] C. Shang, A. Xu, L. Huang y J. Chen, “Flux linkage op imiza ion o di ec
o que con ol o swi ched eluc ance mo o based on model p edic i e con-
ol,” IEEJ T ansac ions on Elec ical and Elec onic Enginee ing, ol. 14,
no7, p´aginas 1105–1113, 2019.
[429] M. Chaple, S. B. Bodkhe y P. Daiga ane, “Fou phase (8/6) SRM wi h
DTC o minimiza ion o o que ipple,” In e na ional Jou nal o Elec ical
Enginee ing & Educa ion, p´aginas 1–14, 2019.
[430] S. Yao y W. Zhang, “A Simple S a egy o Pa ame e s Iden i ica ion o
SRM Di ec Ins an aneous To que Con ol,” IEEE T ansac ions on Powe
Elec onics, ol. 33, no4, p´aginas 3622–3630, 2018.
[431] S. Wang, Z. Hu y X. Cui, “Resea ch on No el Di ec Ins an aneous To que
Con ol S a egy o Swi ched Reluc ance Mo o ,” IEEE Access, ol. 8,
p´aginas 66 910–66 916, 2020.
[432] D. Nguyen e al., “E iciency Imp o emen by he In e mi en Con ol o
Swi ched Reluc ance Machine in Au omo i e Applica ion,” IEEE T ansac-
ions on Indus y Applica ions, ol. 55, no4, p´aginas 4167–4182, 2019.
[433] H. Cheng, H. Chen y Z. Yang, “A e age o que con ol o swi ched eluc an-
ce machine d i es o elec ic ehicles,” IET Elec ic Powe Applica ions,
ol. 9, no7, p´aginas 459–468, 2015.
[434] M. U. Jamil, W. Kongp awechnon y N. Chayopi ak, “A e age To que Con-
ol o a Swi ched Reluc ance Mo o D i e o Ligh Elec ic Vehicle Ap-
plica ion,” IFAC, ol. 50, no1, p´aginas 11 535–11 540, 2017.
320 BIBLIOGRAF´
IA
[435] D. Ma csa y M. Kuczmann, “Design and con ol o o que ipple educ ion
o a 3-phase swi ched eluc ance mo o ,” Compu e s & Ma hema ics wi h
Applica ions, ol. 74, no1, p´aginas 89–95, 2017.
[436] X. D. Xue, K. W. E. Cheng y N. C. Cheung, “E alua ion o o que sha-
ing unc ions o o que ipple minimiza ion o swi ched eluc ance mo o
d i es in elec ic ehicles,” en Aus alasian Uni e si ies Powe Enginee ing
Con e ence (AUPEC), p´aginas 1–6, 2008.
[437] A. C. Pop, V. Pe us, C. S. Ma is, V. Iancu y J. Gyselinck, “Compa a i e
s udy o di e en o que sha ing unc ions o losses minimiza ion in Swi -
ched Reluc ance Mo o s used in elec ic ehicles p opulsion,” en In e na-
ional Con e ence on Op imiza ion o Elec ical and Elec onic Equipmen ,
p´aginas 356–365, 2012.
[438] S. Ra ael, P. J. San os y A. J. Pi es, “An adap i e PID speed con olle
o an 8/6 swi ched eluc ance machine,” en In e na ional Con e ence on
Powe Enginee ing, Ene gy and Elec ical D i es, p´aginas 1147–1150, 2013.
[439] M. Di anda i, B. Rezaie y E. Ami i, “Robus Speed Con ol o Swi ched
Reluc ance Mo o D i e Based on Full O de Te minal Sliding Mode Con-
ol,” en Applied Powe Elec onics Con e ence and Exposi ion (APEC),
p´aginas 2423–2428, 2020.
[440] H. N. Huang, K. W. Hu y C. M. Liaw, “Swi ch-mode ec i ie ed swi ched-
eluc ance mo o d i e wi h dynamic commu a ion shi ing using DC-link
cu en ,” Elec ic Powe Applica ions, ol. 11, no4, p´aginas 640–652, 2017.
[441] L. Sen hil Mu ugan y P. Ma u hupandi, “Senso less speed con ol o 6/4-
pole swi ched eluc ance mo o wi h ANFIS and uzzy-PID-based hyb id
obse e ,” Elec ical Enginee ing, ol. 102, p´aginas 831–844, 2020.
[442] A. Azad u, S. Masoudi, R. Ghanizadeh y P. Alemi, “New adap i e uzzy
sliding mode scheme o speed con ol o linea swi ched eluc ance mo o ,”
IET Elec ic Powe Applica ions, ol. 13, no8, p´aginas 1141–1149, 2019.
[443] C.-H. Lin y K.-T. Chang, “Swi ched eluc ance mo o ci cui d i e sys-
em using adap i e nonlinea backs epping con ol wi h mended ecu en
Romano ski polynomials neu al ne wo k and mended pa icle swa m op i-
miza ion,” In e na ional Jou nal o Nume ical Modelling: Elec onic Ne -
wo ks, De ices and Fields, ol. 32, no5, p´aginas 1–24, 2019.
[444] K. M. A un, A. Unnik ishnan y U. Nai , “Fuzzy Sliding Mode Con ol o
a Swi ched Reluc ance Mo o ,” P ocedia Technology, ol. 25, p´aginas 735–
742, 2016.
BIBLIOGRAF´
IA 321
[445] E. Rahmanian, H. Akba i y G. H. Sheisi, “Maximum Powe Poin T acking
in G id Connec ed Wind Plan by Using In elligen Con olle and Swi ched
Reluc ance Gene a o ,” IEEE T ansac ions on Sus ainable Ene gy, ol. 8,
no3, p´aginas 1313–1320, 2017.
[446] S.-Y. Wang, F.-Y. Liu y J.-H. Chou, “Adap i e TSK uzzy sliding mode
con ol design o swi ched eluc ance mo o DTC d i e sys ems wi h o -
que senso less s a egy,” Applied So Compu ing, ol. 66, p´aginas 278–291,
2018.
[447] S. Masoudi, M. R. Sol anpou y H. Abdollahi, “Adap i e uzzy con ol
me hod o a linea swi ched eluc ance mo o ,” IET Elec ic Powe Ap-
plica ions, ol. 12, no9, p´aginas 1328–1336, 2018.
[448] M. Di anda i, B. Rezaie y A.-R. Noei, “Speed con ol o swi ched eluc ance
mo o ia uzzy as e minal sliding-mode con ol,” Compu e s & Elec ical
Enginee ing, ol. 80, p´aginas 1–16, 2019.
[449] C. Li, G. Wang, Y. Li y A. Xu, “Robus adap i e neu al ne wo k con ol
o swi ched eluc ance mo o d i es,” Au oma ika, ol. 59, no1, p´aginas
24–34, 2018.
[450] M. Pola , E. Oksuz epe y H. Ku um, “Swi ched eluc ance mo o con ol
wi hou posi ion senso by using da a ob ained om ini e elemen me hod
in a i icial neu al ne wo k,” Elec ical Enginee ing, ol. 98, no1, p´aginas
43–54, 2016.
[451] J.-F. Xiao y Q.-M. Xiao, “Con ol o Swi ched Reluc ance Mo o s based on
Imp o ed BP Neu al Ne wo ks,” Recen Ad ances in Elec ical & Elec onic
Enginee ing, ol. 11, no2, p´aginas 97–102, 2018.
[452] L. Cunhe, W. Guo eng, L. Yan y X. Aide, “Di ec adap i e neu al ne -
wo k con ol o swi ched eluc ance mo o s wi h inpu sa u a ion,” IEEJ
T ansac ions on Elec ical and Elec onic Enginee ing, ol. 13, no12, p´agi-
nas 1804–1814, 2018.
[453] A. Rajend an y S. Padma, “H-in ini y obus con ol echnique o con o-
lling he speed o swi ched eluc ance mo o ,” F on ie s o Elec ical and
Elec onic Enginee ing, ol. 7, no3, p´aginas 337–346, 2012.
[454] M. Boukhni e , A. Chaibe , N. Ouddah y E. Monmasson, “Speed obus
design o swi ched eluc ance mo o o elec ic ehicle sys em,” Ad ances
in Mechanical Enginee ing, ol. 9, no11, p´aginas 1–14, 2017.
[455] G. Riga os, P. Siano y S. Ademi, “Nonlinea H-in ini y con ol o swi ched
eluc ance machines,” Nonlinea Enginee ing, ol. 9, p´aginas 14–27, 2019.
322 BIBLIOGRAF´
IA
[456] Y. Hu, C. Gan, Q. Sun, P. Li, J. Wu y H. Wen, “Modula T i-po High-
Powe Con e e o SRM based Plug-in Hyb id Elec ical T ucks,” IEEE
T ansac ions on Powe Elec onics, no99, p´aginas 1–11, 2017.
[457] P. Nageswa a Rao, N. Manoj Kuma , S. Madmanaban, M. S. P. Suba h-
a y A. A. Chand, “A No el Senso less App oach o Speed and Displace-
men Con ol o Bea ingless Swi ched Reluc ance Mo o ,” Applied Sciences,
ol. 10, p´aginas 1–26, 2020.
[458] Q. Xiang, Y. Yuan, J. Yu y K. Chen, “Ro o Posi ion Sel -Sensing o SRM
Using PSO-RVM,” Ene gies, ol. 1, no66, p´aginas 1–71, 2018.
[459] C. Yan, W. Yu, X. Hainan, S. Siyuan, W. Chenhui y S. Liubin, “Resea ch
on Ro o Posi ion Model o Swi ched Reluc ance Mo o Using Neu al Ne -
wo k,” IEEE/ASME T ansac ions on Mecha onics, ol. 23, no6, p´aginas
2762–2773, 2018.
[460] P. So icka, ELECTRIMACS, ol. 1, cap´ı ulo Senso less Con ol S a egy
o Swi ched Reluc ance T ac ion D i e Based on High F equency Injec ion,
p´aginas 97–109. Sp inge , 2020.
[461] H. Liu, Z. Zhou, Y. Li, W. Wu, J. Jiang y E. Shi, Impedance Sou ce In e -
e s. Sp inge , 2020.
[462] H. We, W. Xiao, X. Wen y P. A ms ong, “Analysis and E alua ion o DC-
Link Capaci o s o High-Powe -Densi y Elec ic Vehicle D i e Sys ems,”
IEEE T ansac ions on Vehicula Technology, ol. 61, no7, p´aginas 2950–
2964, 2012.
[463] N. Valen ine, M. H. Aza ian y M. Pech , “Me allized ilm capaci o s used
o EMI il e ing: A eliabili y e iew,” Mic oelec onics Reliabili y, ol. 92,
p´aginas 123–135, 2019.
[464] N. P ei enbe ge , F. Milandou, M. Niemeye , T. Sugawa a y M. San-
ne , “High empe a u e dielec ic polye he imide ilm de elopmen ,” IEEE
T ansac ions on Dielec ics and Elec ical Insula ion, ol. 25, no1, p´aginas
120–126, 2018.
[465] “Applica ion Guide, Film Capaci o s,” CDE, Tech. Rep.
[466] Capaci o RFI PTC NTC. Siemens, 1984.
[467] “Film Capaci o s o - Indus ial Applica ions,” TDK, Tech. Rep., 2012.
[468] “Film Capaci o s - Powe Elec onic Capaci o s,” TDK, Tech. Rep., 2018.
BIBLIOGRAF´
IA 323
[469] W. Wang, K. Ma y F. Blaabje g, “Design o eliabili y o powe elec onic
sys ems,” en Annual Con e ence on IEEE Indus ial Elec onics Socie y
(IECON), p´aginas 33–44, 2012.
[470] H. Wang, “Capaci o s in Powe Elec onics Applica ions - Reliabili y and
Ci cui Design,” Tech. Rep., 2016.
[471] “Powe Film Capaci o Applica ion Guide,” CDE, Tech. Rep.
[472] A. Fa emi y L. Yang, “Cumula i e a igue damage and li e p edic ion heo-
ies: a su ey o he s a e o he a o homogeneous ma e ials,” In e na-
ional Jou nal o Fa igue, ol. 20, no1, p´aginas 9–34, 1998.
[473] S. S. Manson y G. R. Hal o d, “P ac ical implemen a ion o he double
linea damage ule and damage cu e app oach o ea ing cumula i e
a igue damage,” In e na ional Jou nal o F ac u e, ol. 17, no2, p´aginas
169–192, 1981.
[474] B. W. Williams, P inciples and Elemen s o Powe Elec onics: De ices,
D i e s, Applica ion and Passi e Componen s. Uni e si y o S a hclyde,
2006.
[475] J. Bao, K. Boyno , J. Paulides y E. Lomono a, “Usage o he Induc i e
Ene gy S o age in he Field Winding o D i ing he Va iable Reluc ance
Mo o ,” IEEE T ansac ions on Magne ics, ol. 52, no7, p´aginas 1–4, 2016.
[476] W. Cai y F. Yi, “An In eg a ed Mul ipo Powe Con e e Wi h Small
Capaci ance Requi emen o Swi ched Reluc ance Mo o D i e,” IEEE
T ansac ions on Powe Elec onics, ol. 31, no4, p´aginas 3016–3026, 2016.
[477] A. Klein-Hessling, B. Bu kha y R. W. De Doncke , “Ac i e sou ce cu en
il e ing o minimize he DC-link capaci o in swi ched eluc ance d i es,”
CPSS T ansac ions on Powe Elec onics and Applica ions, ol. 4, no1,
p´aginas 62–71, 2019.
[478] M. E. Haque, A. Chowdhu y y Y. Soze , “Powe Decoupling Technique o
Reducing DC-Link Capaci o o Swi ched Reluc ance Machine D i e,” en
Ene gy Con e sion Cong ess and Exposi ion (ECCE), p´aginas 1822–1826,
2019.
[479] T. Kusumi, K. Kobayashi, K. Ume ani y E. Hi aki, “Analy ical De i a ion
o Phase Cu en Wa e o m Elimina ing To que Ripple and Inpu Cu en
Ripple o Swi ched Reluc ance Mo o s unde Magne ically Sa u a ed Ope-
a ion,” en Ene gy Con e sion Cong ess and Exposi ion (ECCE), p´aginas
6540–6547, 2019.

324 BIBLIOGRAF´
IA
[480] Y. Fan y C. Wen, “Repe i i e con ol-based cu en ipple educ ion me -
hod wi h a mul i-po powe con e e o SRM d i e,” en T anspo a ion
Elec i ica ion Con e ence and Expo (ITEC), p´aginas 1–6, 2015.
[481] C. R. Neuhaus, N. H. Fuengwa odsakul y R. W. De Doncke , “Con ol
Scheme o Swi ched Reluc ance D i es Wi h Minimized DC-Link Capa-
ci ance,” IEEE T ansac ions on Powe Elec onics, ol. 23, no5, p´aginas
2557–2564, 2008.
[482] W. Suppha angsan y J. Wang, “Swi ching echnique o minimisa ion o
DC-link capaci ance in swi ched eluc ance machine d i es,” IET Elec ical
Sys ems in T anspo a ion, ol. 5, no4, p´aginas 185–193, 2015.
[483] B. Chai, J. Zhang y S. Wu, “Robus shi ing con ol o a mo o - ansmission
in eg a ed sys em conside ing an i-je king and speed egula ion o elec ic
ehicles,” IET In elligen T anspo Sys ems, ol. 13, no1, p´aginas 141–152,
2019.
[484] V.-S. Ve cham, K. P adeep y B. G. Fe nandes, “Swi ching s a egy o
imp o ing he li e ime o DC-link capaci o in a aul - ole an ac i e powe
decoupling Topology,” IET Powe Elec onics, ol. 11, no1, p´aginas 52–61,
2018.
[485] R. Pa a i, M. Za ghani y S. Kaboli, “RCD snubbe design ased on elia-
bili y conside a ion: a case s udy o he mal balancing in powe elec o-
nic con e e ,” Mic oelec onics Reliabili y, ol. 88-90, p´aginas 1311–1315,
2018.
[486] S. Xu, H. Chen y F. Dong, “Con e e -le el eliabili y p edic ion and analy-
sis in swi ched eluc ance mo o d i e,” IET Elec ic Powe Applica ions,
ol. 14, no3, p´aginas 500–511, 2020.
[487] A. Gup a, O. P akash-Yada , D. DeVo o y J. Majo , “A Re iew o De-
g ada ion Beha io and Modeling o Capaci o s,” en ASME In e na ional
Technical Con e ence and Exhibi ion on Packaging and In eg a ion o Elec-
onic and Pho onic Mic osys ems, 2018.
[488] A. Ma allana, E. Robles, E. Iba a, J. And eu, N. Delmon e y P. Co a,
“A me hodology o de e mine eliabili y issues in au omo i e SiC powe
modules combining iD and 3D he mal ssimula ion unde d i ing cycle
p o iles,” Mic oelec onics Reliabili y, ol. 102, p´aginas 1–9, 2019.
[489] D. Zhou, Y. Song, Y. Liu y F. Blaabje g, “Mission P o ile Based Relia-
bili y E alua ion o Capaci o Banks in Wind Powe Con e e s,” IEEE
T ansac ions on Powe Elec onics, ol. 34, no5, p´aginas 4665–4677, 2019.
BIBLIOGRAF´
IA 325
[490] B. Yao, X. Ge, H. Wang, H. Wang, D. Zhou y B. Gou, “Mul i imescale
Reliable E alua ion o DC-Link Capaci o Banks in Me o T ac ion D i e
Sys em,” IEEE T ansac ions on T anspo a ion Elec i ica ion, ol. 6, no1,
p´aginas 213–227, 2020.
[491] h ps://www.al ai .com/ lux/
[492] h ps://www.ansys.com/p oduc s/s uc u es/ansys-mechanical-en e p ise
[493] H. Wang, R. Zhu, H. Wang, M. Lise e y F. Blaabje g, “A The mal Mode-
ling Me hod Conside ing Ambien Tempe a u e Dynamics,” IEEE T ansac-
ions on Powe Elec onics, ol. 35, no1, p´aginas 6–9, 2020.
[494] J. Ko, D. Jin, W. Jang, C.-L. Myung, S. Kwon y S. Pa k, “Compa a i e In-
es iga ion o NOx emission cha ac e is ics om a Eu o 6-complian diesel
passange ca o e he NEDC and WLTC a a ious ambien empe a u-
es,” Applied Ene gy, ol. 187, p´aginas 652–662, 2017.
[495] E. T ancho e al., “Senso less con ol s a egy o ligh -du y EVs and e i-
ciency loss e alua ion o high equency injec ion unde s anda dized u ban
d i ing cycles,” Applied Ene gy, ol. 224, p´aginas 647–658, 2018.
[496] D. Cabezuelo, I. Ko aba ia, J. And eu, E. Iba a y J. I. Ga a e, “Topo-
log´ıas de con e ido SRM pa a aplicaci´on de EV: es ado de la ecnolog´ıa,”
en Semina io Anual de Au om´a ica, Elec ´onica Indus ial e Ins umen a-
ci´on (SAAEI), p´aginas 1–6, 2017.
[497] S. Rajagopal y S. S. Dash, “Implemen a ion o Low Cos Single Swi ch Ba-
sed Swi ched Reluc ance Mo o D i e,” Powe Elec onics and Renewable
Ene gy Sys ems, ol. 326, p´aginas 1077–1085, 2015.
[498] P. Ka i ha y B. Umamaheswa i, “R Dump Con e e wi hou DC Link
Capaci o o an 8/6 SRM: Expe imen al In es iga ion,” The Scien i ic
Wo ld Jou nal, ol. 2015, p´aginas 1–13, 2015.
[499] O. O˜nede a, A. Ma allana, I. A anzabal, D. Cabezuelo y I. Ko aba ia,
“Loss and s ess educ ion on VSI de ices o EVs using gene al discon i-
nuous PWM,” en Semina io Anual de Au om´a ica, Elec ´onica Indus ial
e Ins umen aci´on (SAAEI), p´aginas 1–6, 2016.
[500] M. Mohamadi, A. Rashidi, S. M. N. Saghaian y M. Eb ahimi, “A Swi ched
Reluc ance Mo o D i e Based On Quasi Z-Sou ce Con e e Wi h Vol age
Regula ion and Powe Fac o Co ec ion,” IEEE T ansac ions on Indus ial
Elec onics, ol. 65, no10, p´aginas 8330–8339, 2017.
[501] A. Ma allana, J. And eu, E. Planas, J. I. Ga a e y D. Cabezuelo, “Fun-
326 BIBLIOGRAF´
IA
damen os pa a la pa alelizapa a de IGBTs,” en Semina io Anual de Au-
om´a ica, Elec ´onica Indus ial e Ins umen aci´on (SAAEI), p´aginas 1–6,
2016.
[502] “Cu en Ra ings Applica ion No es,” SBE Inc., Tech. Rep., 2009.