Desenvolvimento de carregador rápido para veículos elétricos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: SIQUEIRA, Marcelo Granato
• Orientador(a): GONZATTI, Robson Bauwelz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica
• Departamento: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Eletrônica de potência; Veículos elétricos; Carregador de bateria; Conversores
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3865

O aumento da combustão de combustíveis fósseis para atender à crescente demanda de energia é uma das principais causas para o aumento da concentração de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera. Em uma tentativa de frear esta crescente poluição ambiental, a grande maioria das nações mundiais se comprometeu a reduzir as emissões de CO2 e outros gases de efeito estufa. Tendo isto em vista, a transição dos veículos a combustão para os elétricos (EVs) é vista por muitos autores como uma das evoluções mais promissoras para se reduzir as emissões de gases de efeito estufa e melhorar a qualidade do ar. No entanto o grande empecilho para a popularização deste tipo de veículo é o tempo necessário para recarregar suas baterias, durante uma viagem por exemplo. Dito todos estes paradigmas, esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um carregador rápido trifásico para bateria de veículos elétricos. Nominalmente este carregador é projetado para fornecer até 50 [kW] e 100 [A] nominal para a bateria. O primeiro estágio de carregamento consiste em um conversor CA/CC acoplado a um filtro LCL e conectado à rede elétrica em 220 [V] Fase-Fase. O segundo estágio é composto por um conversor CC/CC interleaved, este é conectado ao barramento CC em 500 [V]. O carregador é acoplado à bateria afim de validar o carregamento por meio do método de CC-CV (Corrente Constante - Tensão Constante). A operação do conversor e sua técnica de controle são validadas por meio de simulações no software Matlab, por meio da ferramenta Simulink. Em seguida, o carregador é construído utilizando o primeiro estágio CA/CC e seu funcionamento é demonstrado utilizando um banco de baterias. A estratégia de controle é implementada no DSP TMS320F28379D da Texas Instruments, por meio do software Code Composer. Foram obtidos resultados satisfatórios no controle de carregamento das baterias e, apesar de a implementação prática ser feita em escala reduzida, o sistema de controle pode ser facilmente utilizado em potências maiores, apenas com ajustes nos ganhos do controle. Destaca-se a importância de compensação dos dead-times que aparecem na parte prática.