Academic Journal

Research of electric vehicle battery packs and charging stations based on an active three-phase rectifier

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Τίτλος: Research of electric vehicle battery packs and charging stations based on an active three-phase rectifier
Πηγή: Vehicle and electronics. Innovative technologies; No. 24 (2023); 62-71
Автомобіль і електроніка. Сучасні технології; № 24 (2023); 62-71
Στοιχεία εκδότη: Kharkiv National Automobile and Highway University, 2023.
Έτος έκδοσης: 2023
Θεματικοί όροι: випрямлячі джерела струму, літій-іонні акумулятори, voltage source rectifier, літій-титанові акумулятори, lithium-titanium batteries, current source rectifiers, lithium-ion batteries, зарядні станції для електромобілів, charging stations for electric vehicles, lithium-iron-phosphate batteries, випрямляч джерела напруги, літій-залізо-фосфатні акумулятори
Περιγραφή: Problem. The proliferation of electric vehicles has underscored the need for the development of energy-efficient charging stations and systems. These systems must deliver high efficiency, maintain a power factor close to unity, adhere to electromagnetic compatibility standards, emit low levels of higher harmonics, and enable fast charging capabilities. Current electric vehicle charging devices encounter issues such as significant power losses, high harmonic emissions to the power grid, and challenges in implementing fast charging modes. Consequently, enhancing the energy efficiency of charging stations – by reducing power losses, minimizing harmonic emissions, ensuring a high power factor, and supporting modes for regulated current and voltage sources for fast charging – is a pressing concern. Goal. The aim of this work is to perform a comparative analysis of different types of batteries for electric vehicles, exemplified by TESLA cars, presenting comparative characteristics of lithium-ion, lithium-iron-phosphate, and lithium-titanate batteries. Methodology. The study showcases an evaluation of battery units for electric vehicles and outlines a comparative assessment of lithium-ion, lithium-iron-phosphate, and lithium-titanate batteries. The research focuses on enhancing the energy efficiency of electric vehicle charging station systems through the use of active rectifiers, with modes for active power factor correction and optimal configuration. Results. An examination of the quality of converters for electric vehicle charging stations was conducted, proposing schemes for a three-phase active voltage source rectifier and an active current source rectifier. Power circuitry and space-vector switching states for power transistors are introduced. Analysis concludes that an active current rectifier may be a more promising topology. Originality. A model of a charging station based on an active current source rectifier was developed using Matlab/Simulink. Transient processes of the converter's operation and the charging of a 60 kWh battery pack were examined. It was found that the active rectifier facilitates regulation of the battery charging current, achieves a power factor close to unity, and maintains a low level of higher harmonic emissions with a harmonic distortion factor of 2.52%. Practical value. The advancement of electric vehicles necessitates the ongoing development and enhancement of the energy indicators for electric vehicle batteries and the converters of charging stations, especially those that enable fast charging. Active progress is being made in each of these areas.
У статті розглядаються дослідження тягових акумуляторів і систем зарядки електромобілів. Наведено порівняльний аналіз характеристик Li-Ion, Li-Fe-PO4 і Li-Ti акумуляторів. Як перетворювачі для зарядних станцій електромобілів у статті пропонується використовувати активні випрямлячі для джерел напруги та активні випрямлячі для джерел струму. З використанням Matlab/Simulink розроблено модель зарядної станції, що містить активний випрямляч для джерела струму з номінальною потужністю 240 кВт. Ця станція заряджає батарею ємністю 60 кВт/год, що містить накопичену енергію. У статті також окреслено перехідні процеси перетворювача та спектр вищих гармонік вхідного струму.
Τύπος εγγράφου: Article
Περιγραφή αρχείου: application/pdf
Γλώσσα: Ukrainian
ISSN: 2226-9266
Σύνδεσμος πρόσβασης: http://veit.khadi.kharkov.ua/article/view/286386
Rights: CC BY
Αριθμός Καταχώρησης: edsair.scientific.p..a738e40b5adacdb9506d74d2b3d59b02
Βάση Δεδομένων: OpenAIRE