طراحی و شبیه سازی مبدل های الکترونیک قدرت با راندمان بالا برای سیستم های شارژ سریع خودروهای برقی

با گسترش روزافزون استفاده از خودروهای برقی، توسعه زیرساخت های شارژ سریع که همزمان دارای راندمان بالا و ابعاد کوچک باشند، به یکی از اولویت های اصلی در صنعت برق تبدیل شده است. این مقاله به طراحی و شبیه سازی یک مبدل الکترونیک قدرت پیشرفته برای سیستم های شارژ سریع خودروهای برقی می پردازد. هدف اصلی این پژوهش، کاهش تلفات انرژی و افزایش تراکم توانی در فرآیند تبدیل انرژی است. برای نیل به این هدف، در این مقاله از نیمه هادی های نوین کاربید سیلیسیم (SiC) به جای کلیدهای سیلیکونی سنتی استفاده شده است که منجر به کاهش چشمگیر تلفات کلیدزنی در فرکانس های بالا می شود. توپولوژی انتخاب شده برای این منظور، مبدل رزونانسی LLC ایزوله با قابلیت کلیدزنی در ولتاژ صفر (ZVS) است که بازدهی سیستم را در بارهای مختلف تضمین می کند. در روند طراحی، پارامترهای المان های رزونانسی و ترانسفورماتور فرکانس بالا با دقت بهینه سازی شده اند تا کمترین ریپل جریان در خروجی حاصل شود. شبیه سازی های جامع در محیط نرم افزار متلب/سیمولینک (MATLAB/Simulink) انجام شده است تا عملکرد مبدل در سناریوهای مختلف شارژ باتری مورد واکاوی قرار گیرد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که مبدل پیشنهادی به راندمان بیش از ۹۷ درصد دست یافته و پاسخ گذرای بسیار سریعی در برابر تغییرات ناگهانی بار نشان می دهد. علاوه بر این، کاهش حجم المان های مغناطیسی و بهبود مدیریت حرارتی از دیگر دستاوردهای این طراحی است که آن را برای کاربرد در ایستگاه های شارژ سریع شهری و بین شهری بسیار ایده آل می سازد.

کلیدواژه ها:

خودروهای برقی ، شارژ سریع ، مبدل الکترونیک قدرت ، راندمان بالا