Maksymalizacja sprawności zestawu przekształtników AC/DC i DC/DC poprzez zmiany napięcia obwodu pośredniczącego

• Autorzy: Miśkiewicz Rafał , Trochimiuk Przemyslaw , Rąbkowski Jacek

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.05.10

Warianty tytułu

EN

Maximizing the efficiency of the AC/DC and DC/DC converters by changing the DC-link voltage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca omawia sposób sterowania zestawem przekształtników energoelektronicznych AC/DC i izolowanego DC/DC wchodzących w skład dwukierunkowego systemu ładowania pojazdów elektrycznych. Jego cechą jest sposób doboru napięcia obwodu pośredniczącego, który jest prowadzony, aby rezonansowy przekształtnik DC-DC pracował w najkorzystniejszym punkcie pracy. Artykuł jest ilustrowany wynikami badań laboratoryjnych modelu systemu ładowania o mocy 10 kW.

EN

The work discusses the control method for a system of AC/DC and DC/DC power converters that are part of a bidirectional EV charging system. Its feature is the method of selecting the voltage of the DC link, which is conducted in such a way that the resonant DC-DC converter works at the most favorable operating point. The article is illustrated with the results of laboratory tests of a 10 kW charging system model.

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 5
• Strony: 57--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miśkiewicz Rafał

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-7446-3441

autor

Trochimiuk Przemyslaw

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-6361-6070

autor

Rąbkowski Jacek

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-8857-3505

Bibliografia

• [1] Abu-Rub H., Malinowski M., Al-Haddad K., High-Power Drive Systems for Industrial Applications: Practical Examples, Power Electronics for Renewable Energy Systems, Transportation and Industrial Applications, pp. 695–726, 2014, doi: 10.1002/9781118755525.ch22.
• [2] Rivera S., et al., Charging Infrastructure and Grid Integration for Electromobility, Proc. IEEE, vol. 111, no. 4, pp. 371–396, 2023, doi: 10.1109/JPROC.2022.3216362.
• [3] Safayatullah M., Elrais M. T., Ghosh S., Rezaii R., Batarseh I., A Comprehensive Review of Power Converter Topologies and Control Methods for Electric Vehicle Fast Charging Applications, IEEE Access, vol. 10, pp. 40753–40793, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3166935.
• [4] Anderson J. A., Haider M., Bortis D., Kolar J. W., Kasper M., Deboy G., New Synergetic Control of a 20kW Isolated VIENNA Rectifier Front-End EV Battery Charger, 2019 20th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics (COMPEL), pp. 1–8, 2019, doi: 10.1109/COMPEL.2019.8769657.
• [5] Blinov A., Zinchenko D., Rąbkowski J., Wrona G., Vinnikov D., Quasi Single-Stage Three-Phase Filterless Converter for EV Charging Applications, IEEE Open J. Power Electron., vol. 3, pp. 51–60, 2022, doi: 10.1109/OJPEL.2021.3134460.
• [6] Rąbkowski J., et al., Advanced charging system with bipolar DC-link and energy storage, 2022 Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE), pp. 1–6, 2022, doi: 10.1109/PAEE56795.2022.9966572.
• [7] Harasimczuk M., Kalinowski K., Miskiewicz R., Kopacz R., Lasek B., Rabkowski J., Three-Level ANPC Converter as an Input Stage of an EV ChargingSystem with Bipolar DC Link, PCIM Europe 2022; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management, pp. 1–6, 2022, doi: 10.30420/565822256.
• [8] Trochimiuk P., Miskiewicz R., Rabkowski J., Naresh Kumar K., Petitsis D., Medium Voltage Series Resonant Dual-Active Bridge DC-DC Converter for EV Charging System with Bipolar DC-linkPrzemysław, PCIM Europe 2023; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management, pp. 1–9, 2023, doi: 10.30420/566091235.
• [9] Trochimiuk P., Miśkiewicz R., Rąbkowski J., Naresh Kumar K., Peftitsis D., Experimental evaluation of SiC-based medium voltage Series Resonant Dual-Active-Bridge three-level DC/DC converters for EV charging, 2023 IEEE 17th International Conference on Compatibility, Power Electronics, and Power Engineering (CPE-POWERENG), pp. 1–6, Jun. 2023.
• [10] Ma Q., Liu R., Tang C., Wang T., Sun J., LiFePO4 Battery Characteristic Analysis and Capacity Loss Prediction for Constant Current Cycling, 2019 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), pp. 1–5. 2019, doi: 10.1109/VPPC46532.2019.8952209.
• [11] Wang J., Sun Z., Wei X., Performance and characteristic research in LiFePO4 battery for electric vehicle applications, 2009 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, pp. 1657–1661, 2009, doi: 10.1109/VPPC.2009.5289664.
• [12] Abdullah Al-Karakchi A. A., Putrus G., Das R., Smart EV charging profiles to extend battery life, 2017 52nd International Universities Power Engineering Conference (UPEC), pp. 1–4, 2017, doi: 10.1109/UPEC.2017.8231961.
• [13] Chung H.-C., Charge and discharge profiles of repurposed LiFePO4 batteries based on the UL 1974 standard, Sci. Data, vol. 8, no. 1, p. 165, 2021.
• [14] Liu H., Jiang J., Luo W., A comparative analysis of the three level NPC and ANPC converter loss distribution, J. Electr. Syst., vol. 11, no. 3, pp. 271–280, 2015.
• [15] Li X., Bhat A. K. S., Analysis and Design of High-Frequency Isolated Dual-Bridge Series Resonant DC/DC Converter, IEEE Trans. Power Electron., vol. 25, no. 4, pp. 850–862, 2010, doi: 10.1109/TPEL.2009.2034662.
• [16] Kopacz R., Harasimczuk M., Lasek B., Miśkiewicz R., Rąbkowski J., All-SiC ANPC Submodule for an Advanced 1.5 kV EV Charging System under Various Modulation Methods, Energies, vol. 14, no. 17, p. 5580, Sep. 2021, doi: 10.3390/en14175580.
• [17] Onsemi, “NTH4L040N120SC1 datasheet,” 2022. https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/nth4l040n120sc1-d.pdf

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).