Зарядний пристрій акумулятора з двостороннім передаванням енергії

Андрій В. Гарницький; Євгеній Володимирович Вербицький

doi:10.20535/2523-4455.mea.214061

Т. 26 · № 1 · 2021 кві 29, 2021 Електронні системи та сигнали

Зарядний пристрій акумулятора з двостороннім передаванням енергії

АГ

Андрій В. Гарницький Відповідальний Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

ЄВ

Євгеній Володимирович Вербицький Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

Сторінки214061-1 - 214061-6 Опублікованокві 29, 2021

PDF

ТОМ 26 · № 1 · 2021 Переглянути випуск

Анотація

У статті проаналізовано умови збільшення ефективності використання акумуляторів електромобілів, зокрема в рамках концепції V2G (Vehicle to Grid) як накопичувача для організації автономних систем електроживлення. Показано, що це можливо лише за умови простої інтеграції акумуляторів у систему, гнучкості роботи та широкого діапазону режимів, що повинні забезпечуватись уніфікованими пристроями заряду-розряду. Зроблено огляд можливих топологій для зарядного пристрою з двонаправленим передаванням енергії та обрано мостовий перетворювач з м’якою комутацією транзисторів при нульовій напрузі, що має високий ККД, гальванічну розв’язку та можливість корекції форми струму. Проаналізовано режими роботи перетворювача та порівняно його коефіцієнт корисної дії з аналогічним перетворювачем з жорсткою комутацією транзисторів і показано, що коефіцієнт корисної дії запропонованої топології перетворювача на 10-15 % вищий в діапазоні потужності 20-200 Вт, що разом з можливістю формування синусоїдальної форми струму з THD ≈ 20 % та двостороннім передаванням енергії свідчить про доцільність його використання як модульного зарядного пристрою із чергуванням фаз в рамках концепції V2G.

Ключові слова

#зарядний пристрій електромобіля #концепція Vehicle to Grid #мостовий перетворювач з м’якою комутацією транзисторів

Посилання

S. Han and Sh. Han, "Economic feasibility of V2G frequency regulation in consideration of battery wear," Energies, no. 6, pp. 748-765, 2013, DOI: https://doi.org/10.3390/en6020748
P. B. Andersen, O. J. Olesen, G. Poilasne, B. Chri, "The Nikola project intelligent electric vehicle integration," in IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe 2014, 2014, DOI: https://doi.org/10.1109/ISGTEurope.2014.7028765
Nissan Motor Co. (2013) Nissan Leaf can now power the office. [Online], URL: http://blog.alliance-renaultnissan.com/blog/nissan-leafs-can-now-power-office-wellhome
Y. Zhou and X. Li, "Vehicle to Grid Technology:A Review," in 34th Chinese Control Conference, 2015, pp. 9031–9036, DOI: https://doi.org/10.1109/chicc.2015.7261068
S. Shariﬀ, D. Iqbal, M. Alam, and F. Ahmad, "A State of the Art Review of Electric Vehicle to Grid (V2G) technology," in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 561, 2019, DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/561/1/012103
J. Zhang, J. S. Lai, R. Y. Kim, and W. Yu, "High-power density design of a soft-switching high-power bidirectional dc–dc converter," IEEE Transactions on power electronics, vol. 22, no. 4, pp. 1145-1153, 2007, DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2007.900462
G. S. Zinoviev, Power Electronics. Textbook for undergraduate students. Fifth edition. Moscow: Jurajt, 2012.
Y. O. Denisov, S. A. Stepenko, A. N. Gorodny, and A. O. Kravchenko, "Input current parameters analysis for PFC based on quasi-resonant and conventional boost converters," in 2014 IEEE 34th International Scientific Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), 2014, pp. 393-397. DOI: https://doi.org/10.1109/ELNANO.2014.6873446
Cree Inc, "Silicon Carbide Power MOSFET" C3M0065090D datasheet, 2019, URL: https://www.wolfspeed.com/media/downloads/176/C3M0065090D.pdf
F. Jauch and J Biela, "Combined Phase-Shift and Frequency Modulation of a Dual-Active-Bridge AC–DC Converter With PFC," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 31, issue 12, pp. 8387 - 8397, 2016, DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2016.2515850
A. Blinov, I. Verbytskyi, D. Zinchenko, D. Vinnikov, and I. Galkin, "Modular Battery Charger for Light Electric Vehicles," Energies, vol. 13, no. 4, p. 774, 2020, DOI: https://doi.org/10.3390/en13040774
I. Verbytskyi, O. Bondarenko, and D. Vinnikov, "Multicell-type current regulator based on Cuk converter for resistance welding," in 2017 IEEE 58th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), Riga, 2017, pp. 1-6, DOI: https://doi.org/10.1109/RTUCON.2017.8124844

Наступна у випуску Математична модель наносенсора на основі оптичного пінцета

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Квазістатична ідентифікація структури затінення сонячних панелей за методом векторів кардинальних чисел

PhD, доц. Олена Олегівна Абакумова, д-р техн. наук, проф. Валерій Якович Жуйков, Микола О. Лук'янов

У статті розглянуто проблему ідентифікації структури затінення сонячних панелей. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю швидкої та адекватної реконфігурації…

#Сонячні панелі #Фотоелектрична поверхня #Моделювання структури тіней #Квазістатична ідентифікація

с. 362283.1-362283.7

10.20535/2523-4455.mea.362283

Комплексний метод виділення неінвазивного сигналу фетальної електрокардіограми та класифікації серцевих аритмій

Дмитро А. Шевчук, канд. техн. наук, доц. Наталія Георгіївна Іванушкіна

Стаття присвячена розробці комплексного методу виділення фетального електрокардіосигналу (ФЕКГ) з неінвазивних абдомінальних записів та подальшої автоматизованої…

#абдомінальні електрокардіограми #фетальна електрокардіограма #аритмія #сліпе розділення джерел

с. 356487.1-356487.11

10.20535/2523-4455.mea.356487

Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі

Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен

У цій статті розглядається критична проблема погіршення якості електроенергії в сучасних енергосистемах, спричинена поширенням нелінійних навантажень. Такі навантаження…

#фільтр-компенсаційний перетворювач #трифазна трипровідна мережа #якість електроенергії #повне гармонійне спотворення

с. 361138.1-361138.6

10.20535/2523-4455.mea.361138

Схожі статті

Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен, Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)
Mykola Fedorovych Zhovnir, Вимірювальний перетворювач кутових переміщень з використанням фазових набігань електричного поля поверхневих акустичних хвиль , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 5 (2017)
Andrii Volodymyrovych Osinsky, Andrii Volodymyrovych Diahiliev, Oleksandr Vasylovych Borysov, Nataliia Mykolaivna Liakhova, Marat Serhiiovych Onachenko, Nina Olehivna Sukhovii, Ihor Vitaliiovych Masol, Volodymyr Ivanovych Osinsky, Рекордна ефективність сонячних батарей на варізонних трінітрідах квантових енесторів-зоністорів , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 5 (2018)
Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov, Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Oleksandr Viktorovich Machulianskyi, Оптичні властивості наночастинок нікелю в системах зі статистично неоднорідною структурою , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Oleksandr Viktorovych Machulianskyi, Питома електрична поляризованість наночастинок міді в оптичному діапазоні спектру , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)
Kostiantyn S. Mazur, Alina O. Serheieva, Dmytro D. Tatarchuk, Yuri V. Didenko, Керовані частотноселективні структури НВЧ на основі неоднорідної мікросмужкової лінії передачі , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 4 (2018)
Oksana Yuriivna Kutova, Tetyana Yuriivna Obukhova, Mykhailo Hryhorovych Dusheiko, Bogdan Oleksiyovych Loboda, Tetyana Ivanivna Borodinova, Serhii Viktorovych Tkach, Сенсори на польових та фототранзисторах з металевими наночастинками та пористим кремнієм , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 5 (2018)
Liubomyr Mykolaiovych Korolevych, Natalia Maksimchuk, Oleksandr Vasyliovych Borysov, Вплив методів отримання тонких плівок оксиду церію на вольт-фарадні характеристики МДН-структур , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 3 (2019)
Ірина Брика, Наталія Юріївна Філіпова, Двостороння система попередження учасників дорожнього руху на базі мікроконтролера ESP32 , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)

1-10 з 254 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] S. Han and Sh. Han, "Economic feasibility of V2G frequency regulation in consideration of battery wear," Energies, no. 6, pp. 748-765, 2013, DOI: https://doi.org/10.3390/en6020748

[2] P. B. Andersen, O. J. Olesen, G. Poilasne, B. Chri, "The Nikola project intelligent electric vehicle integration," in IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe 2014, 2014, DOI: https://doi.org/10.1109/ISGTEurope.2014.7028765

[3] Nissan Motor Co. (2013) Nissan Leaf can now power the office. [Online], URL: http://blog.alliance-renaultnissan.com/blog/nissan-leafs-can-now-power-office-wellhome

[4] Y. Zhou and X. Li, "Vehicle to Grid Technology:A Review," in 34th Chinese Control Conference, 2015, pp. 9031–9036, DOI: https://doi.org/10.1109/chicc.2015.7261068

[5] S. Shariﬀ, D. Iqbal, M. Alam, and F. Ahmad, "A State of the Art Review of Electric Vehicle to Grid (V2G) technology," in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 561, 2019, DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/561/1/012103

[6] J. Zhang, J. S. Lai, R. Y. Kim, and W. Yu, "High-power density design of a soft-switching high-power bidirectional dc–dc converter," IEEE Transactions on power electronics, vol. 22, no. 4, pp. 1145-1153, 2007, DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2007.900462

[7] G. S. Zinoviev, Power Electronics. Textbook for undergraduate students. Fifth edition. Moscow: Jurajt, 2012.

[8] Y. O. Denisov, S. A. Stepenko, A. N. Gorodny, and A. O. Kravchenko, "Input current parameters analysis for PFC based on quasi-resonant and conventional boost converters," in 2014 IEEE 34th International Scientific Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), 2014, pp. 393-397. DOI: https://doi.org/10.1109/ELNANO.2014.6873446

[9] Cree Inc, "Silicon Carbide Power MOSFET" C3M0065090D datasheet, 2019, URL: https://www.wolfspeed.com/media/downloads/176/C3M0065090D.pdf

[10] F. Jauch and J Biela, "Combined Phase-Shift and Frequency Modulation of a Dual-Active-Bridge AC–DC Converter With PFC," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 31, issue 12, pp. 8387 - 8397, 2016, DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2016.2515850

[11] A. Blinov, I. Verbytskyi, D. Zinchenko, D. Vinnikov, and I. Galkin, "Modular Battery Charger for Light Electric Vehicles," Energies, vol. 13, no. 4, p. 774, 2020, DOI: https://doi.org/10.3390/en13040774

[12] I. Verbytskyi, O. Bondarenko, and D. Vinnikov, "Multicell-type current regulator based on Cuk converter for resistance welding," in 2017 IEEE 58th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), Riga, 2017, pp. 1-6, DOI: https://doi.org/10.1109/RTUCON.2017.8124844