Diseño, construcción y evaluación experimental de la etapa de potencia de un convertidor DC-DC 400V-12V para vehículos eléctricos basado en la topología LLC resonante

Abstract

[ES] En la actualidad los vehículos eléctricos están experimentando un gran auge debido a las legislaciones e incentivos que los gobiernos aplican con el objetivo de reducir las emisiones del parque automovilístico, así como por una mejora tecnológica de baterías y convertidores, entre otros. En este ámbito, se hace necesario disponer de convertidores de alta eficiencia para cargar las baterías de las que disponen, que son generalmente una de alta tensión encargada de los sistemas de tracción y una secundaria que alimenta el resto de sistemas del coche.

En este trabajo de fin de máster se propone llevar a cabo el diseño de la etapa de potencia de un convertidor DC-DC de 3.5 kW, con 400 V de entrada y 12 V de salida. El convertidor está destinado a la carga de las baterías de baja tensión cuando el vehículo está en circulación (DRIVING), función que en vehículos convencionales de combustión se realiza mediante un alternador y que, en este caso, se hará a partir de las baterías de tracción del vehículo presentes en los vehículos eléctricos e híbridos enchufables.

El convertidor está formado por un puente inversor y un tanque resonante LLC con el que se consigue mejorar la eficiencia gracias a la conmutación suave que se produce en los transistores del puente. Un transformador se encarga de proporcionar el aislamiento galvánico entre la entrada y la salida. Finalmente, se utilizará rectificación síncrona a la salida con el objetivo de reducir las pérdidas de conducción en esta etapa.

Una vez realizado el diseño, se llevará a cabo su montaje para comprobar de forma experimental que su funcionamiento es el esperado.