Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehicles

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mendes, André Pereira
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/83318
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
id RCAP_52dd89d8cac3a4e407e0c7a64c0bc251
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/83318
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehiclesSistema de transferência de energia sem fios para carregamento contínuo de veículos elétricosVEWPTtopologiaslongosegmentadoEVWPTtopologieslongsegmentedDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaO veículo de combustão interna é, ainda hoje, a opção preferida na mobilidade automóvel. No entanto, com os crescentes incentivos à redução do uso dos combustíveis fósseis e a aposta em energias renováveis, levaram ao aparecimento de outros tipos de veículos. Nesse sentido, o veículo eléctrico (VE) apresenta-se como uma alternativa viável que combina alto rendimento e boa performance. A energia armazenada nas baterias é necessária para o funcionamento do VE e precisa de ser carregada periódicamente. Por outro lado, o carregamento requer que o utilizador intervenha no processo, o que implica, entre outros problemas, o eventual esquecimento de efetuar o carregamento do VE. Surge então a necessidade de arranjar formas rápidas, eficientes e cómodas para o carregamento das baterias do VE.Assim, neste trabalho é proposto um sistema de transferência de energia sem fios para carregamento de veículos eléctricos de forma dinâmica, isto é, enquanto o veículo se movimenta. Este sistema baseia-se nas leis de Ampère e Faraday e tem um funcionamento semelhante ao de um transformador, apesar de os entreferros serem bastante maiores. Por forma a transferir energia suficiente para um veículo em movimento diferentes variáveis devem ser tidas em conta. Neste trabalho dá-se especial atenção à estrutura de acoplamento, em particular às diferentes geometrias usadas tanto no primário como no secundário.Fundamentalmente o estudo passa por uma comparação detalhada das geometrias que apresentem viabilidade para WPT em movimento, com a análise dos parâmetros que influenciam a transferência de energia, como sejam o factor de acoplamento e a indutância mútua. Estes estudos foram feitos com auxílio de um software de elementos finitos que permite a análise magnética e elétrica do sistema. As simulações foram feitas em regime estacionário e transitório, em que três diferentes tipos de movimento foram estudados referentes aos eixos x, y e z. O principal objectivo é avaliar a tolerância a desalinhamentos das estruturas consideradas bem como a influência da velocidade dos veículos na transferência de energia.The internal combustion vehicle is, still today, the preferred option for automobile mobility. However, the increasing incentives towards the reduction of fossil fuel consumption and the investment in renewable energies lead to the outbreak of other types of vehicles. In that sense, the electric vehicle (EV) presents itself as a viable alternative that combines high efficiency and good performance.The battery's electric charge is necessary for the vehicle operation and needs to be charged periodically as the car moves. On the other hand, charging requires the user to intervene in the process, which implies, among other problems, the possibility to forget to charge the EV. The need arises to find quick, efficient and convenient ways to charge batteries of EVs. \medbreakThus, in this work a dynamic wireless power transfer system (WPT) for continuous charging of electric vehicles on the road is proposed. This system is based on the laws of Ampère and Faraday and operates in a similar manner to the transformer, although with larger air gaps. In order to transfer sufficient energy to a moving vehicle several variables must be taken into account. In this work, special attention is paid to the magnetic coupling structures, in particular to the different geometries used in both the primary and secondary.Essentially, the study involves a detailed comparison of the geometries that present feasibility for dynamic WPT, with the analysis of the parameters that influence the transfer of energy, such as coupling factor and mutual inductance. These studies were made with the aid of a finite element software that allows a magnetic and electrical analysis of the system. The simulations were done in a steady state and transient state environment, in which three different types of movement were considered along the x, y and z axis. The main goal is to evaluate the tolerance to misalignments of the chosen structures as well as the influence of vehicle speed in the energy transfer.2017-10-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/83318http://hdl.handle.net/10316/83318TID:202120953engMendes, André Pereirainfo: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:RCAAP2019-06-02T14:42:40Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/83318Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:05:05.399359Repositório 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 Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehicles
Sistema de transferência de energia sem fios para carregamento contínuo de veículos elétricos
title Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehicles
spellingShingle Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehicles
Mendes, André Pereira
VE
WPT
topologias
longo
segmentado
EV
WPT
topologies
long
segmented
title_short Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehicles
title_full Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehicles
title_fullStr Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehicles
title_full_unstemmed Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehicles
title_sort Wireless power transfer system for continuous charging of electric vehicles
author Mendes, André Pereira
author_facet Mendes, André Pereira
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Mendes, André Pereira
dc.subject.por.fl_str_mv VE
WPT
topologias
longo
segmentado
EV
WPT
topologies
long
segmented
topic VE
WPT
topologias
longo
segmentado
EV
WPT
topologies
long
segmented
description Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-10-10
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 http://hdl.handle.net/10316/83318
http://hdl.handle.net/10316/83318
TID:202120953
url http://hdl.handle.net/10316/83318
identifier_str_mv TID:202120953
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
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_ 1799133942208528384