Batería reconfigurable para cargar vehículos eléctricos de 48 V en infraestructura de alta tensión
Autores: Haller, Stefan; Alam, Muhammad Farhan; Bertilsson, Kent
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Batería reconfigurable para cargar vehículos eléctricos de 48 V en infraestructura de alta tensión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Emergente
48 V
Vehículos eléctricos
Seguridad del sistema
Carga rápida
Batería reconfigurable.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
48 V está emergiendo como un nivel de voltaje alternativo seguro al tacto para vehículos eléctricos (EVs). Usar un tren de transmisión de baja en lugar de alta tensión reduce los esfuerzos de aislamiento, elimina el riesgo de descarga eléctrica y, por lo tanto, aumenta la seguridad del sistema. Al contrario, la carga rápida de una batería de 48 V requeriría corrientes muy altas y es incompatible con la infraestructura de carga de vehículos eléctricos de alta tensión ampliamente establecida. En lugar de emplear convertidores de energía adicionales a bordo para la carga rápida, se presenta el concepto de una batería reconfigurable. Se diseña un sistema prototipo a pequeña escala que consta de ocho módulos de batería de fosfato de hierro y litio de 48 V. En configuración en serie, pueden cargarse a 460 V con hasta 25 A. En configuración paralela de 48 V, la corriente de descarga máxima es de hasta 800 A. El sistema de reconfiguración basado en MOSFET también opera como un equilibrador de carga de módulo durante la carga de alta tensión. El costo adicional para el sistema de reconfiguración se estima en un 3% para un EV de tamaño completo a escala. Debido a las resistencias adicionales del interruptor de reconfiguración, la simulación de un vehículo eléctrico de 48 V y 75 kW en el Procedimiento de Prueba Armonizado Mundial para Vehículos Ligeros mostró una reducción del rendimiento del 0.24%.
Descripción
48 V está emergiendo como un nivel de voltaje alternativo seguro al tacto para vehículos eléctricos (EVs). Usar un tren de transmisión de baja en lugar de alta tensión reduce los esfuerzos de aislamiento, elimina el riesgo de descarga eléctrica y, por lo tanto, aumenta la seguridad del sistema. Al contrario, la carga rápida de una batería de 48 V requeriría corrientes muy altas y es incompatible con la infraestructura de carga de vehículos eléctricos de alta tensión ampliamente establecida. En lugar de emplear convertidores de energía adicionales a bordo para la carga rápida, se presenta el concepto de una batería reconfigurable. Se diseña un sistema prototipo a pequeña escala que consta de ocho módulos de batería de fosfato de hierro y litio de 48 V. En configuración en serie, pueden cargarse a 460 V con hasta 25 A. En configuración paralela de 48 V, la corriente de descarga máxima es de hasta 800 A. El sistema de reconfiguración basado en MOSFET también opera como un equilibrador de carga de módulo durante la carga de alta tensión. El costo adicional para el sistema de reconfiguración se estima en un 3% para un EV de tamaño completo a escala. Debido a las resistencias adicionales del interruptor de reconfiguración, la simulación de un vehículo eléctrico de 48 V y 75 kW en el Procedimiento de Prueba Armonizado Mundial para Vehículos Ligeros mostró una reducción del rendimiento del 0.24%.