Diseño y evaluación de un convertidor DC-DC resonante LLC en semipuente para un cargador embarcado de 3,6 kW en un vehículo eléctrico

Abstract

[ES] El presente trabajo de fin de máster trata el diseño de convertidores resonantes, en concreto de topología LLC, para cargadores de baterías embarcados en vehículos eléctricos. Además es un requisito necesario para superar el plan de estudios del máster universitario en ingeniería de sistemas electrónicos (MUISE) y obtener el título. Este estudio se desarrolla durante el pleno crecimiento de la electrónica de potencia que se aplica tanto a energías renovables, cada vez más eficientes y abarcando más mercado energético, como a la movilidad sostenible, que cada vez demanda mayor eficiencia y densidad de potencia. Actualmente, tras la problemática de las emisiones de gases contaminantes en la combustión de los motores térmicos, se ha planteado como alternativa el uso de vehículos híbridos y eléctricos que faciliten la deslocalización de la contaminación de las grandes urbes. Si bien es cierto que existen algunas marcas ya consolidadas en el sector de la automoción como Toyota (modelos híbridos) o Tesla (modelos eléctricos), el verdadero auge del vehículo eléctrico tiene lugar actualmente, cuando todas las marcas del mercado del automóvil se están electrificando con motivo de la entrada en vigor de las estrictas leyes de emisiones. Las piezas más interesantes del vehículo eléctrico desde el punto de vista de la electrónica de potencia son las que forman el tren de potencia (Power Train); sistema que se encarga de generar la fuerza motriz que mueve el vehículo y está formado por el motor trifásico, el inversor de tracción que controla el motor, la batería y el cargador embarcado. Los cargadores embarcados están formados principalmente por un inversor, generalmente un corrector de factor de potencia (PFC) trifásico o monofásico y un convertidor DC-DC unidos por un bus de enlace DC. El DC-DC está formado por un inversor controlado y un rectificador no controlado. En el presente trabajo se desarrolla el diseño de esta última etapa DC-DC con una topología LLC resonante en semipuente para un cargador embarcado de 3.6 kW.