Cargador de batería basado en un convertidor resonante para baterías de alta potencia LiFePO
Autores: Brañas, Christian; Viera, Juan C.; Azcondo, Francisco J.; Casanueva, Rosario; Gonzalez, Manuela; Díaz, Francisco J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Cargador de batería basado en un convertidor resonante para baterías de alta potencia LiFePO
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Cargador de batería
Convertidor resonante multiphase
Batería de iones de litio LiFePO
Corriente de carga
Salud de la batería
Eficiencia
Licencia
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Consultas: 47
Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un nuevo cargador de baterías, basado en un convertidor resonante de múltiples fases, para una batería de iones de litio de alta capacidad de 48 V LiFePO. Las baterías LiFePO son unas de las más utilizadas hoy en día y ofrecen alta eficiencia energética, alto rendimiento de seguridad, muy buen comportamiento a temperaturas y una larga vida útil. Un control preciso de la corriente de carga es necesario para preservar la salud de la batería. El diseño del cargador se presenta en una estrecha correlación con un modelo de batería basado en datos experimentales obtenidos en el laboratorio. Con el objetivo de reducir las pérdidas de conducción, se lleva a cabo el análisis general de la etapa del inversor obtenido de la conexión en paralelo de inversores resonantes de clase D. El estudio proporciona criterios para la selección adecuada de los transistores y diodos, así como el valor de la tensión de enlace CC. También se evalúa el efecto de la inductancia de fuga del transformador en el circuito resonante, y se propone una solución de diseño para cancelarlo. La etapa de salida se basa en un rectificador de corriente doble de múltiples devanados. El convertidor está diseñado para operar en operación en lazo abierto como una fuente de corriente dependiente del voltaje de entrada, pero en operación en lazo cerrado, se comporta como una fuente de voltaje con una limitación máxima inherente de corriente de salida, lo que proporciona una alta confiabilidad durante todo el proceso de carga. La curva de eficiencia del cargador propuesto exhibe una amplia zona plana que incluye condiciones de carga ligera.
Descripción
Se presenta un nuevo cargador de baterías, basado en un convertidor resonante de múltiples fases, para una batería de iones de litio de alta capacidad de 48 V LiFePO. Las baterías LiFePO son unas de las más utilizadas hoy en día y ofrecen alta eficiencia energética, alto rendimiento de seguridad, muy buen comportamiento a temperaturas y una larga vida útil. Un control preciso de la corriente de carga es necesario para preservar la salud de la batería. El diseño del cargador se presenta en una estrecha correlación con un modelo de batería basado en datos experimentales obtenidos en el laboratorio. Con el objetivo de reducir las pérdidas de conducción, se lleva a cabo el análisis general de la etapa del inversor obtenido de la conexión en paralelo de inversores resonantes de clase D. El estudio proporciona criterios para la selección adecuada de los transistores y diodos, así como el valor de la tensión de enlace CC. También se evalúa el efecto de la inductancia de fuga del transformador en el circuito resonante, y se propone una solución de diseño para cancelarlo. La etapa de salida se basa en un rectificador de corriente doble de múltiples devanados. El convertidor está diseñado para operar en operación en lazo abierto como una fuente de corriente dependiente del voltaje de entrada, pero en operación en lazo cerrado, se comporta como una fuente de voltaje con una limitación máxima inherente de corriente de salida, lo que proporciona una alta confiabilidad durante todo el proceso de carga. La curva de eficiencia del cargador propuesto exhibe una amplia zona plana que incluye condiciones de carga ligera.