Υλοποίηση μετατροπέα Dual Active Bridge για σταθμό ταχείας φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων

Κοντοδίνας, Ελευθέριος; Kontodinas, Eleftherios

dc.contributor.author	Κοντοδίνας, Ελευθέριος	el
dc.contributor.author	Kontodinas, Eleftherios	en
dc.date.accessioned	2021-10-22T08:26:12Z
dc.date.available	2021-10-22T08:26:12Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53987
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21685
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ηλεκτρικά οχήματα	el
dc.subject	Ταχυφορτιστής	el
dc.subject	Σταθμός φόρτισης	el
dc.subject	Υψίσυχνος μετασχηματιστής	el
dc.subject	Μετατροπέας DC/DC	el
dc.subject	Πεπερασμένα στοιχεία	el
dc.subject	Μικροεπεξεργαστής	el
dc.subject	Έλεγχος	el
dc.subject	Ημιαγωγοί	el
dc.subject	Electric vehicles	en
dc.subject	Fast charging	en
dc.subject	Vehicle charging station	en
dc.subject	High-frequency transformer	en
dc.subject	Dc/dc converter	en
dc.subject	Dual active bridge	en
dc.subject	Finite element analysis	en
dc.subject	Microcontroller	en
dc.subject	PCB	en
dc.subject	Semiconductors	en
dc.title	Υλοποίηση μετατροπέα Dual Active Bridge για σταθμό ταχείας φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ηλεκτρονική ισχύος	el
heal.classification	Power electronics	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-07-16
heal.abstract	Στο κοντινό μέλλον τα ηλεκτρικά οχήματα στους δρόμους θα πολλαπλασιαστούν και η απαίτηση για την ταυτόχρονη φόρτιση τους από το δίκτυο θα είναι αναπόφευκτη. Κάτι τέτοιο δημιουργεί σημαντικές απαιτήσεις ηλεκτρικής ισχύος, την οποία δεν μπορεί να παρέχει άμεσα το υπάρχον δίκτυο, και η ευστάθεια του δικτύου θα είναι δύσκολο να διατηρηθεί. Παράλληλα η ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (Α.Π.Ε.) απαιτεί την προσεκτική σχεδίαση λύσεων για την αποθήκευση ενέργειας ώστε να γίνει η μετάβαση στην καθαρότερες μορφές ενέργεια. Μια συμφέρουσα λύση που εξετάζουμε στην παρούσα διπλωματική είναι η δημιουργία μικροδικτύου συνεχούς ρεύματος (DC Microgrid) που θα υποστηρίζει την αποθήκευση ενέργειας σε μπαταρίες, και την ταχεία φόρτιση σε τοπικό επίπεδο μέσω της αποθηκευμένης ενέργειας, χωρίς να επιβαρύνει το δίκτυο. Επιπλέον επεκτάσεις αυτού του συστήματος λόγω της ικανότητας αποθήκευσης ενέργειας είναι η επιστροφή ενέργεια προς το δίκτυο όποτε υπάρχει πλεόνασμα ενέργειας ή αυξημένη ζήτηση στο δίκτυο. Θέτοντας ως αντικείμενο μελέτης τον συνολικό σταθμό φόρτισης με DC μικροδίκτυο, στην παρούσα διπλωματική εστιάζουμε στην υλοποίηση των μετατροπέων που θα απαρτίζουν το σύστημα. Η διερεύνηση γίνεται για έναν μετατροπέα ο οποίος στην μία πλευρά του θα έχει μπαταρία, είτε του αυτοκινήτου, είτε την τοπική του σταθμού, και από την άλλη πλευρά τον DC δίαυλο του μικροδικτύου. Επομένως μελετάμε τον μετατροπέα που θα χρησιμεύει και για την σύνδεση με τα οχήματα του σταθμού, αλλά και για την σύνδεση με την τοπική μπαταρία. Για την αναλυτικότερη μελέτη και για την αντιμετώπιση πιθανών προβλημάτων που προκύπτουν με την υλοποίηση ενός τέτοιου συστήματος ταχείας φόρτισης και αποθήκευσης ενέργειας, στο Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών & Ηλεκτρονικών Ισχύος της σχολής υλοποιήσαμε έναν DC/DC μετατροπέα Dual Active Bridge. Για την δημιουργία του εργαστηριακού μετατροπέα σχεδιάστηκε και αναλύθηκε σε τρισδιάστατο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων (3D FEM) ο υψίσυχνος μετασχηματιστής. Επιλέχθηκαν κατάλληλα ημιαγωγικά στοιχεία και σχεδιάστηκε η πλακέτα (PCB) του μετατροπέα. Ακόμη υλοποιήθηκε ο έλεγχος σε μικροεπεξεργαστή (MCU) και κατασκευή του μετατροπέα στο εργαστήριο.	el
heal.abstract	In the near future the number of electric vehicles on the roads will grow therefore the requirement for their simultaneous charging from the grid will be inevitable. At the same time, the development of renewable energy sources (RES) requires the careful design of solutions for energy storage in order to make the transition to clean energy sources. An advantageous solution that is considered in this thesis is the implementation of a DC Microgrid that will support energy storage in batteries, to enable fast charging using the local energy storage, without burdening the network. An additional extension of this system due to the energy storage capacity is the possibility to feed energy to the grid whenever there is a surplus of energy or increased demand in the grid. Suggesting a charging station architecture comprising of a DC microgrid, the present thesis we focuses on the implementation of the power converters that will be the building block of the system. The investigation is done for a converter that on one side will have a battery, either of the car or the local station, and on the other side the DC bus of the microgrid. Therefore that study focuses on a DC/DC converter that can be used for the connection between the vehicles and the station, but also for the connection of the DC Bus to the local battery. For a more detailed study and to deal with potential problems that arise with the implementation of such a system, we implemented a Dual Active Bridge DC/DC converter in the Laboratory of Electrical Machines & Power Electronics of the school. To create the laboratory prototype, the high-frequency transformer was designed and analyzed in a 3D finite element program (3D FEM). Suitable semiconductor components were selected and the converter board (PCB) was designed. The control of the converter was implemented in a microprocessor (MCU), and the final construction in the laboratory was also carried out.	en
heal.advisorName	Αντωνόπουλος, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Κλαδάς, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος. Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών και Ηλεκτρονικών Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	85 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false