Validación experimental de un convertidor de potencia bidireccional de cc a cc de varios niveles para la carga de baterías de vehículos eléctricos en condiciones normales y de fallo
Autores: Monteiro, Vitor; Oliveira, Catia F.; Afonso, Joao L.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Validación experimental de un convertidor de potencia bidireccional de cc a cc de varios niveles para la carga de baterías de vehículos eléctricos en condiciones normales y de fallo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Conversor de potencia
Carga de batería de vehículo eléctrico
Multietapa bidireccional
Cc-cc
Validación experimental
Condiciones de falla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional para la carga de baterías de vehículos eléctricos (VE). El principio de funcionamiento del convertidor de potencia fue presentado, analizado y validado experimentalmente bajo condiciones normales y de falla. La topología estudiada fue integrada en una red dc bipolar a través del enlace dc dividido del convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional. Considerando las fallas que pueden ocurrir en la red dc bipolar, es decir, en cada cable de la red dc bipolar (positivo, negativo y neutro), se verificó experimentalmente que el convertidor de potencia dc-dc asegura que el proceso de carga de la batería de VE continúe, independientemente de la ocurrencia o ausencia de fallas de circuito abierto. A la luz de este hecho, los algoritmos de control propuestos y la topología presentada fueron validados a través de un conjunto de resultados de simulación y experimentales considerables, analizando los distintos estados de los semiconductores de potencia, que componen el convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional, para distintas condiciones de operación. El prototipo de laboratorio desarrollado del convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional para la carga de baterías de VE, que se implementó para obtener los resultados experimentales, se describe en detalle en este documento. La validación experimental se realizó para las principales condiciones de falla diferentes en la red dc bipolar en términos de fallas de circuito abierto y, además, considerando las operaciones en estado estacionario y en estado transitorio del convertidor de potencia dc-dc. El análisis experimental demostró que incluso en presencia de fallas en los cables positivo, negativo o neutro de la red dc bipolar, el convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional garantiza la correcta operación de carga de la batería de VE.
Descripción
Este documento presenta un convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional para la carga de baterías de vehículos eléctricos (VE). El principio de funcionamiento del convertidor de potencia fue presentado, analizado y validado experimentalmente bajo condiciones normales y de falla. La topología estudiada fue integrada en una red dc bipolar a través del enlace dc dividido del convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional. Considerando las fallas que pueden ocurrir en la red dc bipolar, es decir, en cada cable de la red dc bipolar (positivo, negativo y neutro), se verificó experimentalmente que el convertidor de potencia dc-dc asegura que el proceso de carga de la batería de VE continúe, independientemente de la ocurrencia o ausencia de fallas de circuito abierto. A la luz de este hecho, los algoritmos de control propuestos y la topología presentada fueron validados a través de un conjunto de resultados de simulación y experimentales considerables, analizando los distintos estados de los semiconductores de potencia, que componen el convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional, para distintas condiciones de operación. El prototipo de laboratorio desarrollado del convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional para la carga de baterías de VE, que se implementó para obtener los resultados experimentales, se describe en detalle en este documento. La validación experimental se realizó para las principales condiciones de falla diferentes en la red dc bipolar en términos de fallas de circuito abierto y, además, considerando las operaciones en estado estacionario y en estado transitorio del convertidor de potencia dc-dc. El análisis experimental demostró que incluso en presencia de fallas en los cables positivo, negativo o neutro de la red dc bipolar, el convertidor de potencia dc-dc multietapa bidireccional garantiza la correcta operación de carga de la batería de VE.