Abstract
The gradual reduction in price of electric batteries contributes to their wider use in autonomous and centralized power supply systems as a backup source of electricity and increase the share of electric vehicles. In the paper the conditions for increasing the efficiency of electric vehicle batteries, in particular in the framework of the concept of V2G (Vehicle to Grid) as a drive for the organization of autonomous power supply systems are analyzed. It is shown that this is possible only with the simple integration of batteries into the system, flexibility, and a wide range of modes that have to be provided by unified charge-discharge devices. Such charging devices have to have such features: a wide range of input and output voltage parameters; correction of the input power factor; the ability to take the maximum power from renewable energy sources; high energy efficiency. A review of possible topologies for a charger with bidirectional power transmission and a bridge converter with soft switching of transistors at zero voltage, which has a high efficiency, galvanic isolation and the ability to correct the shape of the current. The modes of operation of the converter are analyzed and conditions of soft switching is obtained. It is shown that soft switching is valid for current that is not less than minimal one. Efficiency of the converter with soft commutation is compared with a similar converter with rigid commutation of transistors. It is shown that static losses in converter with soft commutation it higher than in the rigid one. So, the proposed converter should be used if the increase in static losses is compensated by the lack of dynamic losses. Additional feature of the converter is that the regulation of the output voltage of the converter with soft switching is carried out according to the law of frequency-pulse modulation with a constant pause duration, where the pause duration is determined by the period of resonant processes of the converter. The model of the converter in Matlab Simulink is built and it is shown that the efficiency of the proposed converter topology is 10-15% higher, which together with the possibility of sinusoidal current with THD ≈ 20% and two-way transmission energy indicates the feasibility of its use as a charger for electric vehicles under the concept of V2G. However, it should be noted that the use of LCL filter creates a phase shift between voltage and current and degrades the THD value. To improve the shape, it is possible to use specialized laws of modulation [or to use modular converters, which allow to obtain a continuous current shape and reduce the volume of the filter.
Highlights
Динамічні втрати Wдин у режимі з жорсткою комутацією залежать від ємності переходу стік-витік транзистора С і визначаються за формулою [7]: Рис. 4 Еквівалентні схеми перетворювача на інтервалах роботи
Keywords — electric car charger; concept Vehicle to Grid; bridge converter with transistor soft commutation
Summary
Для двонаправленого передавання енергії часто використовується неізольований напівмостовий перетворювач, принципова схема, якого зображена на Рис. 1 [6]. Для двонаправленого передавання енергії часто використовується неізольований напівмостовий перетворювач, принципова схема, якого зображена на Рис. Що конденсатори С2 і С3 переходу стік-витік транзисторів VT1 і VT2 та дросель L1 утворюють резонансний контур, що дозволяє м’яко комутувати транзистори, тим самим мінімізувавши динамічні втрати. 1. За потреби передавання енергії від акумуляторної батареї Vbat до джерела Vs комутуються транзистори. 1, акумуляторна батарея та джерело напруги під’єднується до зарядного пристрою через індуктивності L1 та L4 відповідно, що дозволяє задавати їхню форму струму і, як наслідок, забезпечувати необхідний зарядно-розрядний струм акумулятора та коригувати коефіцієнт потужності джерела. Функцію індуктивностей L2 і L3 зазвичай виконують індуктивності розсіювання первинної та вторинної обмотки трансформатора TV1, а ємностей С1-С8 – ємності переходів стік-витік транзисторів VT1-VT8. Для забезпечення можливості передавання енергії в джерело змінного струму мостовий перетворювач, під’єднаний до джерела, виконується на двопровідних ключах, що утворюються послідовним вмиканням двох транзисторів, Рис.
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
