Hybrid Systems, Optimal Control and Hybrid Vehicles Theory, Methods and Applications – Thomas J. Böhme, Benjamin Frank – 1st Edition

Este texto aborda una de las áreas más avanzadas y emergentes en el campo de la ingeniería automotriz y de sistemas: la integración de vehículos híbridos en un marco de sistemas híbridos (discretos + continuos) y su control óptimo. Está especialmente orientado a estudiantes universitarios de posgrado en ingeniería automotriz, mecatrónica, eléctrica, control de sistemas, así como a jóvenes investigadores o ingenieros de industria que desean comprender cómo modelar, analizar y controlar vehículos híbridos desde la perspectiva moderna de ingeniería de sistemas. La obra arranca planteando que los vehículos híbridos no pueden ya modelarse simplemente como vehículos convencionales más un motor eléctrico: requieren un enfoque sistémico en el que la dinámica contínua del motor, la batería, la electrónica se combina con lógicas discretas (cambios de modo, decisiones de conmutación, estrategias de gestión energética). Böhme y Frank introducen el concepto de “sistemas híbridos” en el ámbito automotriz: aquellos que combinan variables continuas (corrientes, voltajes, velocidades, estados de carga) con variables discretas (modos de operación, decisiones de conmutación, estados de transmisión) para modelar vehículos híbridos de forma precisa,

A continuación, el texto detalla la teoría matemática del control óptimo aplicada a estos sistemas híbridos: desde programación no lineal, el principio del mínimo, la ecuación de Hamilton-Jacobi-Bellman, hasta métodos numéricos directos e indirectos, programación dinámica, discretización, integración de esquemas. Esta parte ofrece al lector universitario una base rigurosa para entender qué significa “control óptimo” en el contexto de propulsión híbrida, y cómo las decisiones discretas influyen en el resultado (por ejemplo, cuándo cambiar de modo motor térmico a motor eléctrico, cuándo regenerar, cuándo desconectar el motor térmico) y cómo estas decisiones afectan al consumo de combustible, emisiones y dinámica del vehículo. La tercera sección del libro se dedica al modelado de vehículos híbridos como “sistemas cambiantes” (switched systems) y a la implementación práctica de esas ideas: cómo representar un vehículo híbrido (o eléctrico con respaldo) como un sistema que cambia de modo, cómo incluir la lógica de control, cómo afrontar los retos de hardware y software, y cómo aplicar estos modelos en calibración real de trenes motrices. Posteriormente, se presentan aplicaciones reales: calibración avanzada del vehículo, gestión predictiva de energía en tiempo real, diseño óptimo de configuraciones de tren motriz híbrido.

Esto resulta especialmente útil para estudiantes que prefieren ver la conexión entre teoría y práctica, diagnóstico de trenes motrices, estrategia de optimización de vehículo. El estilo de la obra es técnico-académico, con un nivel adecuado para estudiantes de posgrado o ingenieros que ya tienen una base en control, matemáticas, sistemas dinámicos, y desean aplicarla a la movilidad híbrida. A la vez, las aplicaciones y estudios de caso permiten que el estudiante vea el impacto de estas técnicas en el mundo real del automóvil. En definitiva, es una obra contemporánea que conecta control óptimo, sistemas híbridos y movilidad sostenible, y representa un recurso valioso para quienes desean especializarse en control de tren motriz híbrido o electrificado.