Convertidor bidireccional de potencia parcial con operación Vehicle-to-Grid para estaciones de carga semi-rápida

Abstract

El crecimiento de la popularidad de los vehículos eléctricos, ha despertado un gran interés en nuevas formas de gestión de la energía. Un ejemplo es la tecnología Vehicle-to-Grid, que permite el flujo bidireccional de potencia entre la red y la batería del vehículo eléctrico. Uno de los grandes retos con los que se enfrentan los cargadores de vehículo eléctrico son las pérdidas derivadas de la conversión de potencia. A raíz de esto, surge el concepto de convertidor de potencia parcial (PPC) que tiene como objetivo reducir la cantidad de potencia procesada por el convertidor dc-dc, cediendo una parte directamente a la carga. Esta tesis tiene como objetivo verificar si el convertidor de potencia parcial con configuración entrada-serie/salida-paralelo (ISOP) puede garantizar el flujo bidireccional de potencia. Para hacerlo, se realiza un análisis teórico del sistema, en el que se obtienen las ecuaciones y formas de onda que describen el circuito. Se realizan simulaciones del sistema para corroborar el estudio teórico. Y, por último, se comparan los resultados obtenidos con los del convertidor Dual Active Bridge (DAB), una de las topologías más usadas para cargadores bidireccionales actualmente. Los resultados obtenidos muestran que el PPC propuesto presenta eficiencias de carga 97.3 % y descarga 92.5 % más elevados que el convertidor DAB con 94.1 % para la carga y 79 % para la descarga. Respecto a la calidad de la energía el DAB presenta mejores resultados y, respecto al estrés de los componentes del sistema, el convertidor PPC al no procesar la totalidad de la potencia, presenta menos fatiga para los componentes que el DAB