Defensa de la tesis de Saulo López Fregoso

Esta tesis se centra en el control robusto de los electrolizadores alcalinos de a bordo con el fin de mejorar el rendimiento y reducir el impacto ambiental de los motores de combustión interna de encendido por chispa.

Realizada como parte de una colaboración industrial, esta investigación tiene como objetivo superar las limitaciones de los actuales sistemas de hidrógeno a bordo, en particular la falta de control de bucle cerrado y su sensibilidad a los riesgos operativos.

La tesis se centra en el control robusto de los electrolizadores alcalinos a bordo para mejorar el rendimiento y reducir el impacto ambiental de los motores de combustión interna de encendido por chispa.

El estudio presenta un marco metodológico completo, desde la modelización teórica hasta la validación experimental.

En primer lugar, se ha desarrollado un modelo de "caja gris" orientado al control para capturar la dinámica electroquímica y térmica acoplada del sistema. Basándose en esta representación, se han diseñado dos arquitecturas de control robustas, Active Disturbance Rejection Control (ADRC) y Disturbance Observer Based Control (DOBC), para proporcionar un seguimiento preciso de la corriente y el rechazo de perturbaciones.

En primer lugar, se ha desarrollado un modelo de control de caja gris para capturar la dinámica electroquímica y térmica acoplada del sistema.

En segundo lugar, una contribución importante de este trabajo radica en el desarrollo de un banco de pruebas dedicado, mejorado para permitir la inyección de gas por separado y la monitorización completa de la señal. Esta configuración experimental ha permitido un mapeo preciso entre los puntos de funcionamiento del motor (RPM / apertura del acelerador) y el caudal óptimo de inyección de hidrógeno, sirviendo como referencia para el bucle de control.

Control de la inyección de hidrógeno.

Por último, la validación en tiempo real demostró que las estrategias de bucle cerrado propuestas superan significativamente a los métodos tradicionales de bucle abierto. El sistema estabilizó con éxito la producción de hidrógeno durante los regímenes transitorios, lo que condujo a una mejora sustancial del rendimiento medioambiental del motor. Los resultados mostraron una reducción de las emisiones de NOx de 50 a 200 ppm y una disminución constante de los hidrocarburos no quemados (HC) en una cantidad equivalente, lo que demuestra la eficacia de estas estrategias, la viabilidad de la producción de hidrógeno a bordo rigurosamente controlada para la descarbonización del sector de la automoción.

Control de la producción de hidrógeno a bordo.

Reporteros:

• Sra. Lydie NOUVELIÈRE, Professeur des Universités, Laboratoire LASPI, Télécom Saint-Etienne, Université Jean Monnet, Francia
• Sr. Guillaume COLIN, Profesor universitario, PRISME/ECM-Polytech Orléans, Francia

Examinadores:

• Sr. Abdelhamid RABHI, Professeur des Universités, Laboratoire MIS - UFR des sciences, Université de Picardie Jules Verne, France

Supervisor de la tesis:

• Sr. Jimmy LAUBER, profesor universitario, Université Polytechnique Hauts-de-France, INSA Hauts-de-France , Francia

Co-Encadrante:

• Sr. Denis BERDJAG, profesor titular, Universidad Politécnica de Hauts-de-France, Francia
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