Investigation of the efficiency spectrum of power converter for Extended Range Electric Vehicle based on laboratory bench tests

• Autorzy: Krawczyk P. , Kopczyński A.

Warianty tytułu

PL

Wyznaczenie obszarów sprawności przekształtnika energoelektronicznego działającego we współpracy z urządzeniem rozszerzającym zasięg pojazdu elektrycznego na podstawie badań stanowiskowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, authors outlined procedure of test scenarios for investigation of AC-DC power converter used in laboratory test bench simulating range extension of electric vehicle. Extended Range Electric Vehicle (EREV) power train converter provides electric energy from generator to the battery. Not only it must delivered power with specified momentary output voltage and current, but it must do so efficiently. Only properly matched input and output parameters of power converter, for given power source and battery, could provide high efficiency of operation. This is very important for vehicle operation, since one of the main goals is to reduce losses and obtain overall high efficiency. Here are presented structures of vehicle power train and laboratory test stand as well as test setup and testing procedure of electric energy converter.

PL

W artykule omówiono procedurę wyznaczania obszarów sprawności przekształtnika energoelektronicznego AC-DC na podstawie wyników otrzymanych z badań stanowiskowych. Przekształtniki energoelektroniczne w napędach pojazdów elektrycznych i hybrydowych zapewniają możliwość poprawnej współpracy maszyn elektrycznych i magazynów energii elektrycznej. Przekształtnik pracujący z wysoką sprawnością przyczynia się do zminimalizowania strat w układzie napędowym. W układzie stanowiska laboratoryjnego z generatorem liniowym, ma on za zadanie sterowaniem ładowania baterii akumulatorów. Poznanie charakterystyki sprawności przekształtnika umożliwia dobór parametrów pracy generatora i parametrów roboczych baterii. W celu zbadania sprawności przekształtnika zbudowano stanowisko pomiarowe. Wykorzystano w nim regulowane źródło napięcia trójfazowego. Jako obciążenie elektryczne zastosowano układ rezystorów suwakowych. Dało to możliwość sprawnej zmiany parametrów wejściowych i wyjściowych napięć i prądów przekształtnika w szerokim zakresie wartości. W pracy zaprezentowano przykładowy schemat układu napędowego oraz reprezentatywnego stanowiska laboratoryjnego. Wyjaśniono procedurę pomiarową oraz sposób wyznaczania map sprawności układu wyposażonego w przekształtnik energoelektroniczny. Wyniki otrzymano w postaci macierzy sprawności, gdzie jej wymiarami są napięcie wejściowe, napięcie wyjściowe i prąd wyjściowy. Wizualizacja graficzna wyników pozwala na dobór parametrów pracy przekształtnika w takich obszarach, aby zapewnić niskie straty.

Słowa kluczowe

EN

power converter; efficiency estimation; bench test; range extender

PL

przekształtnik energoelektroniczny; oszacowanie sprawności; badania stanowiskowe; urządzenie rozszerzające zasięg

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 5/109
• Strony: 31--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Krawczyk P.

• Institute of Heavy Machinery Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Kopczyński A.

• Institute of Heavy Machinery Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Dhand A., Pullen K.: Simulation based study of battery electric vehicle performance in real world cycles, International Journal of Electric and Hybrid Electric Vehicles, 5(4), pp. 327-343, Jan. 2013.
• [2] Waller M., Williams E., Matteson S., Trabold T.: Current and theoretical maximum well-to-wheels energy efficiency of options to power vehicles with natural gas, Applied Energy, 127, pp. 55-64, 2014.
• [3] Besselink I., Oorschot P., Meinders E., Nijmeijer H.: Design of an efficient, low weight battery electric vehicle based on a VW Lupo 3L, EVS 25, Shenzhen, China, Nov. 5-9, 2010.
• [4] Helms H., Pehnt M., Liebich A.: Electric vehicle and plug-in hybrid energy efficiency and life cycle emissions, 18th International Symposium Transport and Air Pollution, Dübendorf, Switzerland, 18-19 May, 2010.
• [5] Virsik R., Heron A.: Free piston linear generator in comparison to other range-extender technologies, EVS 27, Barcelona, Spain, 17-20 Nov., 2013.
• [6] Szumanowski A.: The Energy-Power Requirements for HEV Power Trains Modeling and Control, in Hybrid Electric Power Train Engineering and Technology: Modeling, Control, and Simulation, ch. 2, pp. 49-72, IGI Global, Hershey PA, 2013.
• [7] Muehlbauer K.: Analysis of power losses in AC/DC-converter for electric vehicle drive, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, Chicago, 6-9 Sept. 2011.
• [8] Hegazy O., van Mierlo J., Lataire P.: Design and control of bidirectional DC/AC and DC/DC converters for plug-in hybrid electric vehicles, International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives, Malaga, Spain, 11-13 May 2011.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).