Thesis:

Convertidor de potencia parcial DC/DC elevador-reductor con alto rango de salida para aplicaciones en carga rápida de vehículos eléctricos

En este trabajo se presenta la comparación entre dos convertidores de potencia parcial en la etapa de conversión DC-DC para la carga rápida de un vehículo eléctrico. Al utilizar una estructura de un convertidor DC-DC reductor-elevador es posible operar en un amplio rango de voltajes de salida. Las alternativas consideradas pueden ser utilizadas para la carga de baterías en el rango de 400 V y 800 V. Debido a que los convertidores de potencia parcial solo procesan una parte de la potencia total suministrada hacia la carga, es posible obtener una alta eficiencia. Se realiza la comparación entre dos topologías de convertidores de potencia parcial elevador-reductor. La primera estructura considera interruptores de dos cuadrantes para obtener un voltaje bipolar, mientras que la segunda estructura utiliza un puente de unfolding para invertir la polaridad del voltaje parcial generado por el convertidor. Se obtiene que la primera solución con los interruptores de dos cuadrantes presenta una mejor eficiencia. Se evalúa la topología con mejor eficiencia para realizar el proceso de carga rápida de baterías de vehículos eléctricos en el rango de 400 V y 800 V. Se muestra que la solución propuesta es una alternativa atractiva para la carga rápida de vehículos eléctricos.

This thesis presents a comparison of buck-boost partial power converters for the DC-DC conversion stage of an electrical vehicle fast charging station. By using a DC-DC buck boost structure, the proposed fast charger can operate with wide output voltage range. The considered topologies can be used to charge either 400V or 800V batteries. Since the PCC only processes a fraction of the total power, high efficiency is obtained. Two different buck-boost PPC topologies are compared. First structure consider two-quadrant switches in order to obtain bipolar voltage, while the second structure uses an unfolding bridge to change the voltage polarity. Results show that the first solution with two-quadrant switches allows better efficiency. The proposed converter operation is then evaluated for fast charging applications for both 400V and 800V batteries, showing high efficiency, making the proposed solution very attractive for electric vehicle fast charging application.