3. RESUMEN
Este proyecto describe el proceso de diseño y simulación de un cargador de batería para
vehículos eléctricos.
El cuerpo del trabajo se divide en dos partes. En primer lugar, el desarrollo del diseño del
convertidor, que en este caso se encontraría formado por una estructura de rectificador
trifásico controlado y un convertidor CC/CC reductor o también conocido como buck. En
segundo lugar, se elabora e implementa una estructura de lazos de control. El sistema de
control del convertidor se ha realizado mediante el software de modelizado y simulación
de sistemas por elementos finitos (MATLAB®/Simulink®).
CAPÍTULOS DE INTERÉS Y APARTADOS
- 2. Entorno
2.3 almacenaje de carga para vehículos eléctricos
- 3. Modelización del sistema
3.1 Requisitos
3.2 Modelado del cargador
3.3 Modelado de la batería
4.
5. 2.3.5. Tipos de cargadores Los cargadores empleados pueden dividirse en
dos grandes grupos en función de cómo gestionan el flujo de energía entre el
vehículo y la red, mostrado en la Figura 2.19.- Topología general flujo de
energía unidireccional/bidireccional. Figura 2.19.
La carga unidireccional es el primer paso lógico en la composición de un
cargador para un vehículo eléctrico por la limitación en el hardware
necesario, la simplificación de conexiones y la tendencia para reducir la
degradación de la batería.
6. 3.1. Requisitos
El equipo de carga ha de poder alimentar el sistema de baterías hasta
una tensión máxima de 403 VDC. Para realizar una carga de forma
efectiva y segura, debido a que las baterías utilizadas están formadas
por iones de litio, es necesario aplicar un modo de carga conocido por
CC-CV. Las especificaciones de la batería empleada limitan la carga a
un máximo de dos veces la capacidad de la batería (2C), es decir, la
corriente máxima que se podrá aplicar a ésta será de 125 A.
7. 3.2. Modelado del cargador
3.2.1. Descripción y elección de la estructura del cargador
La carga de una batería de Litio-ion se caracteriza por dos etapas principales. En
primer lugar, se encuentra la carga a corriente constante (CC) y en segundo lugar la
carga a tensión constante. En la Figura 3.3 se puede observar como en la primera fase
de carga el equipo suministra una corriente constante a la batería hasta alcanzar un
valor predeterminado de tensión, habitualmente 4,1V/elem., llegado ese punto la
corriente desciende proporcionalmente hasta aproximarse al 100% de la capacidad de
la batería, y siempre manteniendo la tensión constante. Por tanto, la etapa de salida
del cargador ha de ser capaz de operar como fuente de corriente y tensión. También
puede trabajar suministrando voltaje con limitación dinámica de corriente.
8. El cargador rápido diseñado en la presente memoria, se ha realizado siguiendo el modelo
explicado en (Modeling and Control of a 50KW Electric Vehicle Fast Charger, 2010) (10). Se
compone de la etapa de entrada, donde se encuentra el puente rectificador trifásico con tres
filtros activos de potencia monofásicos (APF), y la etapa de salida, compuesta por doce
convertidores buck DC-DC divididos en dos grupos de seis. El cargador trabaja administrando
un voltaje con un control dinámico de corriente limitada. La tensión de entrada a la que opera el
equipo es de 400V trifásicos permitiendo recargar las baterías de litio-ion en un rango de
tensiones entre 230 – 430V a una corriente de entre 0 – 125A. La potencia que es capaz de
desarrollar el dispositivo es de 50kW
9. CARGADOR DE
BATERÍAS DE PLOMO-
ÁCIDO DE 48 VOLTIOS
• ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
• Autores: GUANOLUISA TACO MILTON
ORLANDO; PAZMIÑO ESTRELLA
DANIEL CARLOS
• Director: MSc. PABLO RIVERA ARGOTI
• Convocatoria: Abril del 2008
10.
11.
12.
13.
14.
15. ESTUDIO Y DESARROLLO
DEL CIRCUITO DE
CONTROL Y
POTENCIA DEL
CONVERTIDOR DE UNA
BICICLETA
ELÉCTRICA
• ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
• Autor: D. ÓSCAR MOLINERO RUIZ
• TUTOR: D. CARMELO LOBO DE LA
SERNA
• CURSO: 2013-2014
16. Resumen
El objetivo de este proyecto es diseñar un convertidor de corriente
continua en continua (Figura 1), para poder implementarle en una
bicicleta eléctrica de modo que se encargue de adecuar la tensión
entregada por la batería al motor, dependiendo de las exigencias de
este último en cada caso.
Se ha realizado el circuito de control necesario para generar las señales
requeridas por los transistores del convertidor para que funcione
correctamente. Para ello finalmente se ha implementado un procesador
digital de señales (DSP), el cual se ha programado correctamente para
que lleve a cabo las funciones requeridas.
