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Authors
Abstract(s)
Due the increasing concerns about air pollution which contributes for the global warming
growth, there is a vast dissemination of Electric Vehicle (EV) worldwide, considering
that those vehicles are not polluting gases emitters and are pondered as clean
means of transportation.
With an increasing projection for those vehicles on next years, and due to the big
amount of EV unities spread around the globe, numerous researches have been studying
the utilization of those vehicles as a distributed energy storage system that, if connected
with the electric grid, can provide many services for the power system. Hence,
considering a promising future for EV and that the connection with the grid will be
essential, studies concerning the interconnection between the electric network and the
vehicles have been proved necessary.
Therefore, the main objective of this thesis consists of developing a control technique
for a Bidirectional DC-DC Converter (BDC), which is part of a bidirectional interface,
that is responsible for connecting an EV battery with the grid. The bidirectional
interface works with two operating modes, the Vehicle-to-Grid (V2G) mode -
which can provide ancillary services for the utility grid, as the power supply - and the
Grid-to-Vehicle (G2V) mode - which the main target is the battery charging process.
The system has been validated not only by computational simulations, with Mathlab
and Simulink softwares, but also experimentally, by using a realtime interface from
dSPACE. The latter is in charge of interconnecting the power structure and the control
algorithm developed on the Simulink environment. The experimental validation of the
system was succesfully achieved.
Devido às crescentes preocupações com a poluição do ar que contribui para o crescimento do aquecimento global, a disseminação dos veículos elétricos tem vindo a crescer por todo o mundo, por não emitirem gases poluentes, e sendo assim considerados como meios de transportes limpos. Com a projeção de crescimento destes veículos para os próximos anos, e graças à grande quantidade de unidades já em circulação, várias pesquisas estudam a utilização destes meios de transporte como unidades distribuídas de armazenamento de energia e que, quando ligados à rede elétrica podem fornecer vários serviços. Considerando então que o futuro é promissor para os veículos elétricos e que a integração dos mesmos com a rede será essencial, pesquisas quanto à interligação entre ambos tem-se mostrado necessárias. Com isso, o principal objetivo desta tese consiste em desenvolver uma técnica de controle para um conversor DC-DC bidirecional, que faz parte de uma interface bidirecional cujo o intuito é fazer a interligação entre a bateria de um veículo elétrico e a rede elétrica. O sistema conta com dois modos de funcionamento, o modo veículo para rede - (V2G) - que pode fornecer serviços auxiliares para a rede elétrica, como o fornecimento de potência, e o modo rede para o veículo - (G2V), cujo objetivo principal consiste no carregamento da bateria do veículo elétrico. A validação do sistema foi realizada computacionalmente com o auxílio dos programas MATLAB e Simulink e, em seguida, o sistema foi validado experimentalmente utilizando uma carta de controle em tempo real da dSPACE. Esta carta de controle é responsável por fazer a interligação entre a estrutura de potência e o controle desenvolvido em Simulink. A validação experimental do sistema foi realizada com sucesso.
Devido às crescentes preocupações com a poluição do ar que contribui para o crescimento do aquecimento global, a disseminação dos veículos elétricos tem vindo a crescer por todo o mundo, por não emitirem gases poluentes, e sendo assim considerados como meios de transportes limpos. Com a projeção de crescimento destes veículos para os próximos anos, e graças à grande quantidade de unidades já em circulação, várias pesquisas estudam a utilização destes meios de transporte como unidades distribuídas de armazenamento de energia e que, quando ligados à rede elétrica podem fornecer vários serviços. Considerando então que o futuro é promissor para os veículos elétricos e que a integração dos mesmos com a rede será essencial, pesquisas quanto à interligação entre ambos tem-se mostrado necessárias. Com isso, o principal objetivo desta tese consiste em desenvolver uma técnica de controle para um conversor DC-DC bidirecional, que faz parte de uma interface bidirecional cujo o intuito é fazer a interligação entre a bateria de um veículo elétrico e a rede elétrica. O sistema conta com dois modos de funcionamento, o modo veículo para rede - (V2G) - que pode fornecer serviços auxiliares para a rede elétrica, como o fornecimento de potência, e o modo rede para o veículo - (G2V), cujo objetivo principal consiste no carregamento da bateria do veículo elétrico. A validação do sistema foi realizada computacionalmente com o auxílio dos programas MATLAB e Simulink e, em seguida, o sistema foi validado experimentalmente utilizando uma carta de controle em tempo real da dSPACE. Esta carta de controle é responsável por fazer a interligação entre a estrutura de potência e o controle desenvolvido em Simulink. A validação experimental do sistema foi realizada com sucesso.
Description
Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Keywords
Bidirectional DC-DC converter Electric vehicle Vehicle-to-grid Gridto-to-vehicle