Universitat Rovira i Virgili
Vidal Idiarte, Enric
Calvente Calvo, Francisco Javier
2019-06-12
111 p.
Universitat Rovira i Virgili. Departament d'Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica
En aquesta tesi es proposa l'ús d'un convertidor Buck-Boost no inversor situat entre les bateries i l'inversor per regular el bus de contínua del sistema de tracció d'un vehicle elèctric (VE). El convertidor es basa en el Buck-Boost versàtil que ha demostrat un comportament excel·lent en aplicacions de baixa potència i commutació dura en diferents sistemes basats en piles d'hidrogen. A partir d'aquí, ampliar l'ús del convertidor per aplicacions de més alta tensió com les del VE és un repte que s'aborda en aquest treball. L'ús d'un convertidor reductor/elevador d'alta eficiència en el sistema de tracció d'un VE, com és el cas del convertidor versàtil, pot millorar l'eficiència del conjunt per a un rang més ampli de velocitat del motor elèctric que inclou cicles de conducció urbans i en autovia mentre permet la funció tant en tracció com en regeneració (fre regeneratiu). El sistema de control del convertidor consisteix en un llaç extern de tensió i un llaç intern de corrent programats amb el controlador digital de senyal (DSC) TMS320F28377S. Les anàlisis teòriques han estat validades a través de simulacions i proves experimentals realitzades en un prototip construït per a treballar a 400 V i 1,6 kW.
En esta tesis se propone el diseño de un convertidor bidireccional no inversor buck-boost localizado entre la batería y el inversor para regular la tensión dc del sistema de tracción de un vehículo eléctrico (VE). La topología del convertidor está basada en el convertidor versátil buck-boost, el cual para aplicaciones en baja tensión y conmutación dura ha mostrado un gran desempeño, principalmente en distintas topologías de sistemas con pilas de combustible. Por lo tanto, este trabajo se direcciona en el uso de este convertidor para aplicaciones de alta tensión, tal como el vehículo eléctrico. El uso de un convertidor elevador / reductor con alta eficiencia, como en el caso del convertidor versátil, en el sistema de tracción de un VE puede mejorar la eficiencia de todo el sistema para una amplia gama de velocidades del motor eléctrico que comprende las zonas urbanas permitiendo la operación en condiciones de motorización y regeneración (frenos regenerativos). El control propuesto para el convertidor corresponde a un controlador en cascada de retroalimentación con un lazo externo de tensión y un control digital de corriente interno que utiliza el controlador de señal digital (DSC) TMS320F28377S. Los análisis teóricos se han validado mediante simulaciones y pruebas experimentales realizadas en un prototipo construido de 400 V y 1.6 kW.
In this thesis a bidirectional noninverting buck-boost converter located between a battery pack and the inverter to regulate the dc bus in electric vehicle (EV) powertrain is proposed. The converter is based on the versatile buck-boost converter, which in low voltage and hard-switching applications has shown a great performance in different topologies of fuel cell systems. Therefore, extending the use of the converter to higher voltage applications such as the EV is a challenge that is addressed in this work. The use of a high-efficiency step-up/step-down converter, as in the case of the versatile converter, in an EV powertrain can improve the whole system efficiency for an extent range of electric motor speeds which comprises urban and highway driving cycles while allowing the operation under motoring and regeneration (regenerative brake) conditions. The proposed converter control corresponds to an outer voltage feedback loop and an inner current programmed controller using the digital signal controller (DSC) TMS320F28377S. The theoretical analyses have been validated by means of simulations and experimental tests performed on a 400-V 1.6-kW purpose built-prototype.
Convertidor buck-boost; Inductor acoblat; Vehicle elèctric; Convertidor buck-boost; Inductor acoplado; Vehículo eléctrico; Buck-boost converter; Coupled inductor; Electric Vehicle
62 - Engineering; 621.3 Electrical engineering
Enginyeria i arquitectura
ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
