Transformador electrónico redutor para aplicações distribuídas de tensão contínua

Abstract

Nos últimos anos, tem havido um aumento de veículos elétricos devido a uma questão ambiental e a um interesse nesta nova tecnologia. Esta dissertação propõe uma arquitetura de conversão de energia com a implementação de um posto de carregamento rápido para baterias, como as dos veículos elétricos. Esta arquitetura é baseada nos Transformadores de Eletrónica de Potência (TEP). Inicialmente, irá ser realizado o estado de arte, e, através da literatura analisada relativamente aos TEP’s, serão escolhidas as soluções mais adequadas para esta arquitetura. Após escolhida a ideia para o caso de estudo, e, posteriormente, a verificação do estudo elétrico e matemático, este sistema será simulado de modo a consolidar o sistema teórico. Nestas simulações, irá se avaliar os diferentes modos de carregamento das baterias, carregamento em modo tensão constante, carregamento em modo corrente constante e carregamento em modo corrente constante e tensão constante. Também se irá escolher o melhor método e mais eficaz de carregamento das baterias. Verificar-se-á a fiabilidade deste sistema, fazendo-se simulações com desequilíbrios no modelo, como por exemplo, carregar o sistema com as baterias em desiquilíbrio, ou seja, cada bateria tem um estado de carga diferente das outras, e causar uma falha num IGBT de uma das pontes do conversor DC-DC unidirecional isolado ou do retificador multinível, a duas configurações são utilizadas em alguns modelos do transformador eletrónico de potência. Por fim, irão ser tiradas conclusões e serão dadas recomendações de trablhos futuros para melhoramento desta dissertação.

In recent years, there has been an increase in electric vehicles due to an environmentalissue and an interest in this new technology.This dissertation proposes an architecture of energy conversion with the implementation of a fast charging station for batteries, such as those of electric vehicles.This architecture is based on the Power Electronic Transformers (PET). Initially, the state of art will be realized, and, through the analyzed literature regarding the PET's, will be chosen the most appropriate solutions for this architecture.After choosing the idea for the case study, and later the verification of the electrical and mathematical study, this system will be simulated to consolidate the theoretical system.In these simulations, we will evaluate the different modes of charging the batteries, charging in constant voltage mode, charging in constant current mode and charging in constant current mode and constant voltage. You will also choose the best and most effective method of charging the batteries. The reliability of this system will be verified by simulations with imbalances in the model, such as loading the system with unbalanced batteries, ie each battery has a different state of charge than others, and cause an IGBT to fail from one of the isolated single-way DC-DC converter or multi-level rectifier, two configurations are used on some models of the power transformer. Finally, conclusions will be drawn and future work recommendations will be given to improve this dissertation.