Simulación en MATLAB – SIMULINK de un cargador de baterías de dos etapas basado en un rectificador Boost y un convertidor resonante para aplicaciones en industria de automoción

Autor: Quijije Barreto, Juan Carlos
Přispěvatelé: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Castilla Fernández, Miguel
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Recercat. Dipósit de la Recerca de Catalunya
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Popis: [CASTELLÀ] El importante avance en el desarrollo de tecnologías que reemplacen el uso energías fósiles por energías renovables ha obligado a la industria en el estudio y desarrollo de soluciones que se ajusten a estos cambios y las nuevas tendencias en el diseño y construcción de los diferentes equipos. En la industria de la automoción se ha visto un importante avance en la fabricación de vehículos eléctricos capaces de cumplir con las mismas prestaciones que los vehículos que emplean un motor de combustión interna (ICE), y el elemento fundamental de análisis es de cómo deberán estar constituidos para poder ser alimentados de energía eléctrica mediante un cargador de baterías que llevan implementados en todos sus modelos. Es por esta razón que el desarrollo de cargadores de baterías para vehículos eléctricos (EVs) se ha convertido en una necesidad inherente a la continua revolución en la industria de automoción, donde actualmente se presentan una gran variedad de tipos de cargadores con diferentes características en función de los tiempos de carga, tipo de red a la cual se conecta, tipo de cargador portátil (off – board) o dentro del vehículo (on – board), etc. Durante el desarrollo de este Trabajo de Fin de Máster, se ha desarrollado varias simulaciones para el cargador de baterías de dos etapas basado en un rectificador Boost con factor de potencia unitario (PFC) aplicando un control en modo deslizante con un lazo de control a la corriente de entrada y un control Feed – Forward al voltaje de salida y un convertidor resonante como segunda etapa utilizado en este tipo de aplicaciones debido a sus altas prestaciones al operar disminuir las pérdidas producidas con las frecuencias de conmutación de otros convertidores convencionales, empleando un control proporcional integral a la diferencia de la corriente de referencia y de salida que va en función de la frecuencia normalizada de operación en el convertidor. En ambos casos se han tomado como referencia parámetros y métodos de diseño de los elementos de cada convertidor con la finalidad de obtener resultados lo más cercanos a la realidad posibles y sirvan como un punto de referencia de futuros diseños de cargadores para EVs. Los resultados obtenidos en cada una de las simulaciones del cargador de baterías nos han permitido concluir que se han logrado el objetivo de realizar un seguimiento del voltaje, corriente y potencia de referencia que viene representada por la curva de carga de baterías empleadas en la industrial de automoción con una primera etapa de carga a corriente constante, una segunda etapa de carga a voltaje constante y finalmente una carga de mantenimiento con una baja corriente de referencia. [ANGLÈS] The important advance in the development of technologies that replace the use of fossil fuels with renewable energies has forced the industry to study and develop solutions that adjust to these changes and the new trends in the design and construction of the different equipment. In the automotive industry has seen an important advance in the manufacture of electric vehicles capable of meeting the same performance as vehicles that use an internal combustion engine (ICE), and the fundamental element of analysis is how they should be constituted to be able to be fed of electrical energy by means of a battery charger that they have implemented in all their models. It is for this reason that the development of battery chargers for electric vehicles (EVs) has become an inherent necessity of the continuous revolution in the automotive industry, where a wide variety of types of chargers with different characteristics are currently presented. of the charging times, type of network to which it is connected, type of portable charger (off - board) or inside the vehicle (on - board), etc. During the development of this Master End Work, several simulations have been developed for the two-stage battery charger based on a Boost rectifier with unit power factor correction (PFC) applying a sliding mode control with a control loop to the input current and a Feed - Forward control to the output voltage and a resonant converter as a second stage used in this type of applications due to its high performance when operating reduce the losses produced with the switching frequencies of other conventional converters, using a proportional integral control to the difference of the reference and output current that is a function of the normalized frequency of operation in the converter. In both cases parameters and methods of design of the elements of each converter have been taken as reference in order to obtain results as close to reality as possible and serve as a point of reference for future designs of loaders for EVs. The results obtained in each of the simulations of the battery charger allowed us to conclude that the objective of tracking the voltage, current and reference power represented by the charge curve of batteries used in the industrial automotive with a first stage of charge at constant current, a second stage of charge at constant voltage and finally a maintenance charge with a low reference current.
Databáze: OpenAIRE
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