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

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Benites Quispe, Jhon Brajhan Benites [UNESP]
• Orientador(a): Ribeiro, Jean Marcos de Souza [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Conversor CC-CC; Veículo elétrico; Recarga rápida; Modularidade; MOSFET SiC; Deslocamento de fase
• Palavras-chave em Inglês: DC-DC converter; Electric vehicle; Fast charging; Modularity; Phaseshifted
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/255796; https://orcid.org/0000-0003-0737-2221

Neste 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.