Charakterystyki pracy dwukierunkowej przetwornicy DC/DC do pojazdów elektrycznych i architektura jej komunikacji w systemie operatora sieci elektroenergetycznej

• Autorzy: Fatyga K. , Mroczek B.

Warianty tytułu

EN

Characteristics of bidirectional DC/DC converter for electric vehicles and architecture of its communication in the power grid

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę pracy przetwornicy DC/DC z transformatorem wysokiej częstotliwości dla wybranych strategii sterowania. Przetwornica taka stanowi część układu ładowania pojazdów elektrycznych. Konieczne jest ograniczenie strat mocy podczas ładowania pojazdów jak również ograniczanie negatywnego wpływu spodziewanej dużej liczby układów ładowania na sieć elektroenergetyczną. Celem wykonania szczegółowych badań zbudowano prototypową przetwornicę DC/DC z układem sterowania zdolnym do komunikacji z urządzeniami operatora sieci dystrybucyjnej OSD. Uzyskane wyniki pozwalają na ocenę zasadności stosowania wybranego rozwiązania na szeroką skalę.

EN

This paper presents analysis of DC/DC converter with high frequency transformer for selected control strategies. Such converter is part of an electric vehicle charger. Because of high power being transferred during charging process it is imperative to provide highest efficiency possible. It is also important to reduce negative impact of a large number of chargers on electrical grid. To test operation of the device a prototype DC/DC converter was built, along with controller capable of communication with grid operator. Results allow for evaluation of legitimacy of proposed solution being used on a large scale.

Słowa kluczowe

PL

przetwornica DC/DC; transformator wysokiej częstotliwości; ładowanie pojazdów elektrycznych; operator sieci dystrybucyjnej; sterowanie fazowe; sterowanie częstotliwościowe

EN

DC/DC converter; high frequency transformer; electric vehicle charging; electrical grid operator; phase control; frequency control

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 3 (115)
• Strony: 83--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Fatyga K.

• Politechnika Lubelska

autor

Mroczek B.

• PGE Dystrybucja S.A.

Bibliografia

• [1] M. Piekarski, J. Drobnik, P. Rybiński "A load adaptive control approach for a zero-voltage-swi-tching DC/DC converter used for electric vehicles", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 3, str. 92 -97, 2014.
• [2] M. Yilmaz and P. T. Krein, "Review of Battery Charger Topologies, Charging Power Levels, and Infrastructure for Plug-In Electric and Hybrid Vehicles," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 28, no. 5, pp. 2151-2169, May 2013. DOI:10.1109/TPEL.2012.2212917.
• [3] K. Clement-Nyns, E. Haesen and J. Driesen, "The Impact of Charging Plug-In Hybrid Electric Vehicles on a Residential Distribution Grid," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 25, no. 1, pp. 371-380, Feb. 2010. DOI: 10.1109/TPWRS.2009.2036481.
• [4] W. Jarzyna, D. Zielinski, "The impact of converter's synchronization during FRT voltage recovery in two-phase short circuits", 2015 Selected Problems of Electrical Engineering and Electronics (WZEE), Kielce 2015, pages: 1 - 6, DOI: 10.1109/WZEE.2015.7394043.
• [5] Jarod C. Kelly, Jason S. MacDonald, Gregory A. Keoleian, Time-dependent plug-in hybrid electric vehicle charging based on national driving patterns and demographics, Applied Energy, Volume 94, 2012, Pages 395-405, ISSN 0306-2619.
• [6] K. Fatyga, D. Zieliński, "Comparison of main control strategies for DC/DC stage of bidirectional vehicle charger", 2017 International Symposium on Electrical Machines (SME), Naleczow Poland 2017, pages: 1 - 4, DOI:10.1109/ISEM.2017.7993585.
• [7] F. J. Nome and I. Barbi, "A ZVS clamping mode-current-fed push-pull DC-DC converter," Industrial Electronics, 1998. Proceedings. ISIE '98. IEEE International Symposium on, Pretoria, 1998, pp. 617-621 vol.2. DOI: 10.1109/ISIE.1998.711684.
• [8] S. Inoue and H. Akagi, "A Bidirectional DC–DC Converter for an Energy Storage System With Galvanic Isolation," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 22, no. 6, pp. 2299-2306, Nov. 2007. DOI: 10.1109/TPEL.2007.909248
• [9] F. Musavi, M. Craciun, D. S. Gautam, W. Eberle and W. G. Dunford, "An LLC Resonant DC–DC Converter for Wide Output Voltage Range Battery Charging Applications," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 28, no. 12, pp. 5437-5445, Dec. 2013. DOI: 10.1109/TPEL.2013.2241792.
• [10] K. Jin and X. Ruan, "Hybrid Full-Bridge Three-Level LLC ResonantConverter—A Novel DC–DC Converter Suitable for Fuel-Cell Power System," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 53, no. 5, pp. 1492-1503, Oct. 2006. DOI: 10.1109/TIE.2006.882020.

Uwagi

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