Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation Mode

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Rui Emanuel Costa
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/46565
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Electrónica Industrial e Computadores (área de especialização em Electrónica de Potência)
id RCAP_40bdc4fd0e1bab5e609df0a87b5e68bf
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/46565
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation ModeVeículo elétricoConversor bidirecionalGrid-to-VehicleVehicle-to-GridVehicle-to-HomeElectric vehicleBidirectional converterVEEVG2VV2GV2HEngenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Electrónica Industrial e Computadores (área de especialização em Electrónica de Potência)Os Veículos Elétricos (VEs) são vistos no setor dos transportes como um dos meios mais promissores na luta pela sustentabilidade. Contudo, a integração dos VEs na rede elétrica acarreta novos desafios na gestão desta, principalmente, tendo em conta o carregamento das suas baterias, ou seja, a operação dos VEs no modo Grid-to-Vehicle (G2V). Em contrapartida aos desafios que acarreta a integração destes veículos na rede elétrica, surgem novos conceitos associados ao funcionamento dos VEs equipados com carregadores bidirecionais, que permitem a operação em outros modos, tais como Vehicle-to-Grid (V2G) e Vehicle-to-Home (V2H), que integram inúmeras vantagens. Neste sentido, esta dissertação de mestrado integrado teve como finalidade o desenvolvimento de um sistema de carregamento de baterias on-board bidirecional que permita o funcionamento dos VEs como uma fonte de tensão ininterrupta (UPS – Uninterruptible Power Supply), associado ao funcionamento do VE no modo de operação V2H. O sistema de carregamento de baterias utilizado é constituído por um sistema integrado de potência, do qual constam um conversor CA-CC bidirecional, responsável pela interface entre a rede elétrica e o barramento CC, um conversor CC-CC bidirecional, responsável pela interface entre o barramento CC e as baterias, e ainda elementos passivos inerentes aos respetivos conversores. Além do sistema integrado de potência existe ainda um sistema integrado de controlo, responsável pelo controlo do sistema de carregamento de baterias. Ao longo desta dissertação é apresentado um estudo breve sobre a história e evolução dos VEs, um enquadramento destes no setor dos transportes, e estão apresentadas as diferentes topologias de VEs existentes na atualidade, bem como os desafios e as oportunidades que resultam da integração destes na atual rede elétrica. Posteriormente, é apresentado um levantamento dos conversores que podem ser empregues em sistemas de carregamento de baterias para VEs e das técnicas de controlo que se podem implementar em conjunto com os referidos conversores. Por fim, de modo a avaliar o funcionamento do carregador de baterias nos modos G2V e V2H, são apresentadas as simulações computacionais realizadas com recurso à ferramenta de simulação PSIM, sendo os resultados de simulação validados posteriormente por resultados experimentais obtidos em ensaios realizados em bancada ao protótipo do sistema de carregamento de baterias desenvolvido.In the fight for sustainability, Electric Vehicles (EVs) are seen as one of the most effective tools in the transport sector. However, the integration of EVs into the electrical grid poses new challenges in its managing considering the charging of their batteries, i.e., the operation of EVs in the Grid-to-Vehicle (G2V) mode. In contrast to the challenges that entails these vehicles integration into the grid, there are new concepts associated with the operation of EVs equipped with bidirectional chargers, such as Vehicle-to-Grid (V2G) and Vehicle-to-Home (V2H), integrating numerous advantages. In this sense, this masters dissertation aims at the development of an on-board bidirectional battery charging system that allows operation of EVs as an Uninterruptible Power Supply (UPS), associated with the operation of EVs in V2H mode. The used battery charging system is constituted by an integrated power system, which contains a bidirectional AC-DC converter, responsible for the interface between the grid and the DC bus, a bidirectional DC-DC converter, responsible for the interface between the DC bus and the batteries, and passive components inherent to the respective converters. In addition to the integrated power system, there is also an integrated control system responsible for the battery charging system control. Throughout this dissertation a historical survey of EVs is carried out, it is explained how these vehicles fit in the transport sector, and are presented different EVs topologies, as well as the challenges and opportunities arising from the integration of EVs into the electrical power grid. Subsequently it is presented a survey of converters that can be employed in battery charging systems for EVs, as well as control techniques that can be implemented with these converters. Finally, in order to assess the operation of a battery charger in G2V and V2H modes, computer simulations are performed using the PSIM simulation tool, and the simulation results are further validated by experimental results obtained with a developed batteries charging system prototype.Afonso, João L.Universidade do MinhoFerreira, Rui Emanuel Costa2016-12-132016-12-13T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/46565por201710447info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:26:35Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/46565Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:21:02.451185Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation Mode
title Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation Mode
spellingShingle Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation Mode
Ferreira, Rui Emanuel Costa
Veículo elétrico
Conversor bidirecional
Grid-to-Vehicle
Vehicle-to-Grid
Vehicle-to-Home
Electric vehicle
Bidirectional converter
VE
EV
G2V
V2G
V2H
Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática
title_short Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation Mode
title_full Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation Mode
title_fullStr Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation Mode
title_full_unstemmed Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation Mode
title_sort Desenvolvimento de um carregador de baterias para veículos elétricos com operação como UPS-V2H-Vehicle-to-Home Operation Mode
author Ferreira, Rui Emanuel Costa
author_facet Ferreira, Rui Emanuel Costa
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Afonso, João L.
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Rui Emanuel Costa
dc.subject.por.fl_str_mv Veículo elétrico
Conversor bidirecional
Grid-to-Vehicle
Vehicle-to-Grid
Vehicle-to-Home
Electric vehicle
Bidirectional converter
VE
EV
G2V
V2G
V2H
Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática
topic Veículo elétrico
Conversor bidirecional
Grid-to-Vehicle
Vehicle-to-Grid
Vehicle-to-Home
Electric vehicle
Bidirectional converter
VE
EV
G2V
V2G
V2H
Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática
description Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Electrónica Industrial e Computadores (área de especialização em Electrónica de Potência)
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-12-13
2016-12-13T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1822/46565
url https://hdl.handle.net/1822/46565
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv 201710447
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799132675177447424

Registros relacionados