Conversor CC-CC unidirecional isolado para o carregamento rápido de veículos elétricos

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dc.contributor.advisorRibeiro, Jean Marcos de Souza [UNESP]
dc.contributor.authorBenites Quispe, Jhon Brajhan Benites
dc.date.accessioned2024-05-29T14:33:12Z
dc.date.available2024-05-29T14:33:12Z
dc.date.issued2024-03-09
dc.description.abstractNeste trabalho, apresenta-se o estudo de um conversor CC-CC unidirecional, isolado em alta frequência destinado para aplicação como carregador rápido de veículos elétricos, sendo possível sua operação com diferentes níveis de tensão e corrente de saída. Este conversor corresponde a um sistema de conversão modular do tipo entrada-paralela saída-paralela com dois módulos de potência. A estrutura de potência proposta para um módulo consiste em dois conversores, utilizando uma única ponte de MOSFET SiC na confiuração em ponte completa, e conectando os enrolamentos primários dos transformadores em paralelo. Adicionalmente, circuitos simples de grampeamento com derivação central no enrolamento secundário do transformador são adicionados aos retifiadores de saída. Da mesma forma, um circuito de reconfiuração de saída baseado em relé é implementado. A transferência de potência da entrada para a saída é realizada usando a estratégia de modulação por deslocamento de fase. Os princípios de operação são apresentados e analisados, derivando-se os principais parâmetros elétricos, esforços elétricos, procedimentos de projeto e um modelo dinâmico em pequenos sinais. Além disso, um esquema de controle multi-malhas para o processo de recarga de veículos elétricos é proposto. Finalmente, um protótipo comercial de um módulo de potência de 10 kW é projetado e construído, sendo realizados os ensaios experimentais com tensão de entrada de 900 V, tensão de saída de 0 V a 800 V, e frequência de chaveamento de 100 kHz, obtendo-se um rendimento máximo de 96,69 % e uma densidade de potência de 0,485 W/cm3.pt
dc.description.abstractThis paper presents the study of a Unidirectional High-Fequency Isolated DC-DC converter for use as an EV fast charger, which can be operated as a DC voltage and DC current supplier. This converter corresponds to a parallel-input parallel-output type modular conversion system with two power modules. The proposed power structure for one module consists of two fullbridge converters, using a single SiC MOSFET bridge and connecting the primary windings of the transformers in parallel. In addition, simple clamping circuits with a central tap in the secondary winding of the transformer are added to the output rectifiers. Likewise, a relay-based output reconfiguration circuit is implemented. The transfer of power from the input side to the output side is carried out using the phase shift modulation strategy. The principles of operation are presented and analyzed, deriving the main electrical parameters, electrical stresses, design procedures and a small-signal dynamic model. In addition, a multi-mesh control scheme for the EV recharging process is proposed. Finally, a commercial prototype of a 10 kW power module was designed and built, and experimental tests were carried out with an input voltage of 900 V, an output voltage of 0 V to 800 V, and a switching frequency of 100 kHz, obtaining a maximum efficiency of 96.69 % and a power density of 0.485 W/cm3.en
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 23/2018
dc.identifier.citationBENITES QUISPE, Jhon Brajhan. Conversor CC-CC unidirecional isolado para o carregamento rápido de veículos elétricos. 2024. 112 f. Tese (Doutorado em Automação) - Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista - UNESP, 2024.
dc.identifier.latteshttp://lattes.cnpq.br/4444594896762688
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0737-2221
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11449/255796
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso aberto
dc.subjectConversor CC-CCpt
dc.subjectVeículo elétricopt
dc.subjectRecarga rápidapt
dc.subjectModularidadept
dc.subjectMOSFET SiCpt
dc.subjectDeslocamento de fasept
dc.subjectDC-DC converteren
dc.subjectElectric vehicleen
dc.subjectFast chargingen
dc.subjectModularityen
dc.subjectPhaseshifteden
dc.titleConversor CC-CC unidirecional isolado para o carregamento rápido de veículos elétricos
dc.title.alternativeIsolated unidirectional DC-DC converter for fast charging of electric vehiclesen
dc.typeTese de doutorado
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Engenharia, Ilha Solteirapt
unesp.embargoOnline
unesp.examinationboard.typeBanca pública
unesp.graduateProgramEngenharia Elétrica - FEIS 33004099080P0
unesp.knowledgeAreaAutomação
unesp.researchAreaEletrônica de Potência

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