Power electronic architecture of supply systems for electric vehicle charging

• Autorzy: Kaźmierkowski M. P. , Zymmer K.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.1254

Warianty tytułu

PL

Architektura energoelektronicznych systemów zasilania ładowarek pojazdów elektrycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper discusses the basic requirements and power electronics converters used in charging systems for electric vehicle battery charging stations. Architecture of power systems with AC bus and DC bus are characterized as well as centralized and distributed. Possible power combinations with local energy stores are described. It also presents a modern architecture based on cascade converters allowing the elimination of a medium voltage transformer. The considerations are illustrated by an exemplary four-level converter with 1.2 MW power developed and constructed at the Electrotechnical Institute (IEL) in Warsaw.

PL

W pracy omówiono podstawowe wymagania oraz układy energoelektroniczne stosowane w systemach zasilania stacji ładowania akumulatorów pojazdów elektrycznych. Scharakteryzowano systemy zasilania z szyną AC oraz szyną DC, a także architektury scentralizowane i rozproszone. Opisano możliwe kombinacje zasilania z lokalnymi magazynami energii. Przedstawiono także nowoczesną architekturę na bazie przekształtników kaskadowych pozwalających na eliminację transformatora średniego napięcia. Rozważania zilustrowano przykładowym przekształtnikiem czteropoziomowym o mocy 1,2 MW opracowanym i wykonanym w Instytucie Elektrotechniki w Warszawie.

Słowa kluczowe

EN

power electronics; electromobility; architecture of supply systems for EV charging

PL

energoelektronika; elektromobilność; systemy ładowania samochodów elektrycznych

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2018
• Tom: Z. 278
• Strony: 7--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Kaźmierkowski M. P.

• Electrotechnical Institute, M. Pożaryskiego 28, 04-703 Warsaw, Poland

autor

Zymmer K.

• Electrotechnical Institute, M. Pożaryskiego 28, 04-703 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Aggeler D. et al.: “Ultra-fast DC-charge infrastructures for EV-mobility and future smart grids,” in 2010 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT Europe), pp. 1–8, 2010.
• 2. Veneri O., Capasso C., Ferraro L., and A. Del Pizzo: “Performance analysis on a power architecture for EV ultra-fast charging stations,” in 2013 International Conference on Clean Electrical Power (ICCEP), pp. 183–188, 2013.
• 3. Kazmierkowski M. P., Krishnan R., Blaabjerg F.: Control in Power Electronics. Selected Problems, Academic Press, 2002.
• 4. Veneri O., Ferraro L., Capasso C., and Iannuzzi D.: “Charging infrastructures for EV: Overview of technologies and issues,” in 2012 Electrical Systems for Aircraft, Railway and Ship Propulsion, pp. 1–6, 2012.
• 5. Biernat K., Nita K., Wójtowicz S.: ”An Architecture of Microgrid Intended for Systems of Electric Car Smart Charging”, Proceedings of Electrical Institute, vol. 59, issue 260, pp. 171-183 (in Polish), 2012.
• 6. Malinowski M.: “Cascaded multilevel converters in recent research and applications,” Bull. Polish Acad. Sci. Tech. Sci., vol. 65, no. 5, pp. 567–578, 2017.
• 7. Vasiladiotis M., Bahrani B., Burger N., and Rufer A.: “Modular converter architecture for medium voltage ultra fast EV charging stations: Dual half-bridge-based isolation stage,” in 2014 International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 – ECCE ASIA), pp. 1386–1393, 2014.
• 8. Vasiladiotis M., Rufer A., and Beguin A.: “Modular converter architecture for medium voltage ultra fast EV charging stations: Global system considerations,” in 2012 IEEE International Electric Vehicle Conference, pp. 1–7, 2012.
• 9. Justo J. J., Mwasilu F., Lee J., and J.-W. Jung: “AC-microgrids versus DC-microgrids with distributed energy resources: A review,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 24, pp. 387–405, 2013.
• 10. Domino A., Zymmer K., and Parchomiuk M.: “Selected converter topologies for interfacing energy storages with power grid,” Bull. Polish Acad. Sci. Tech. Sci., vol. 65, no. 5, pp. 579–588, 2017.
• 11. Ciccarelli F., Del Pizzo A., and Iannuzzi D.: “An ultra-fast charging architecture based on modular multilevel converters integrated with energy storage buffers,” in 2013 Eighth International Conference and Exhibition on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER), pp. 1–6, 2013.
• 12. Parchomiuk M., Strzelecki R., Zymmer K., and Domino A.: “Modular power converter topologies for energy storage and electric power distribution systems,” in 2017 Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE), pp. 1–6, 2017.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).