High efficiency design approach of a LLC resonant converter for on-board electrical vehicle battery charge applications

Volume: 23 Number: 2 April 28, 2017
TR EN

Elektrikli araç yerleşik batarya şarj uygulamaları için yüksek verimli bir LLC rezonanslı DC-DC dönüştürücünün tasarım yaklaşımı

Öz

Bu çalışmada, elektrikli araç (EV) yerleşik batarya şarj uygulamaları için indüktör-indüktör-kapasitor (LLC) rezonanslı bir dönüştürücünün yüksek verime dayalı optimum tasarım metodu sunulmuştur. Tasarım metodunda, lead-acid batarya hücreleri ile kıyaslandığında, yüksek güç yoğunluğu, yüksek akım ve gerilim değerlerine sahip olmaları gibi avantajları doğrultusunda lithium-ion batarya hücreleri kullanılmıştır. Böylece, LLC rezonanslı dönüştürücü, lithium-ion batarya şarj karakteristiğine göre geniş bir çıkış gerilimi aralığını farklı yük değerleri için regüle edebilmelidir. Tasarım yönteminde, LLC rezonanslı dönüştürücünün temel çalışma prensibi tanımlanmıştır ve çalışma bölgeleri yüksek verim açısından tartışılmıştır. LLC rezonanslı dönüştürücü, geniş bir aralıkta çıkış geriliminin regülasyonunu sağlayabilmesi için çalışma bölgeleri incelenmiştir. Yüksek verimli optimum tasarım yaklaşımına ulaşmak için çalışma durumlarına ait verim hesaplamaları Saber simülasyonu yardımı ile çıkarılmıştır. En iyi verim değerleri, rezonans frekansının hem altı hem üstü çalışma durumu için belirlenmiştir. Son olarak tasarlanan LLC rezonanslı dönüştürücünün yumuşak anahtarlamalı çalışması geniş bir gerilim ve yük aralığı için Saber simülasyonu ile doğrulanmıştır.

Anahtar Kelimeler

References

  1. Whitaker B, Barkley, A, Cole Z, Passmore B, Martin D, McNutt TY, Lostetter AB, Lee JS, Shiozaki K. “A high-density, high-efficiency, isolated on-board vehicle battery charger utilizing silicon carbide power devices”. IEEE Trasactions on Power Electronics, 29(5), 2606-2617, 2014.
  2. Yilmaz M, Krein PT. “Review of battery charger topologies, charging power levels and infrastructure for plug-in electric and hybrid vehicles”. IEEE Transactions on Power Electronics, 28(5), 2151-2169, 2013.
  3. Grenier M, Aghdam MH, Thiringer T. “Design of on-board charger for plug-in hybrid electric vehicle”.5. IET International Conference on Power Electronics, Machine and Drives, Brighton, UK, 19-21 April 2010.
  4. Haghbin S, Khan K, Lundmark S, Alak¨ula M, Carlson O, Leksell M, Wallmark O. “Integrated chargers for EV’s and PHEV’s: Examples and new solutions”. XIX International Conference on Electrical Machines, Rome, Italy, 6-8 September 2010.
  5. Emadi A, Lee YJ, Rajashekara K. “Power electronics and motor drives in electric, hybrid electric and plug-in hybrid electric vehicles”. IEEE Transaction on Industrial Electronics, 55(6), 2237-2245, 2008.
  6. Emadi A, Williamson SS, Khaligh A. “Power electronics intensive solutions for advanced electric, hybrid electric and fuel cell vehicular power systems”. IEEE Transactions on Power Electronics, 21(3), 567-577, 2006.
  7. Gautam DS, Musavi F, Edington M, Eberle W, Dunford WG. “An automotive onboard 3.3-kW battery charger for PHEV application”. IEEE Transsctions on Vehicular Technology, 61(8), 3466-3474, 2012.
  8. Chen M, Rinc´on-Mora GA. “Accurate, compact and power-efficient li-ion battery charger circuit”. IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Express Briefs, 53(11), 1180-1184, 2006.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

-

Publication Date

April 28, 2017

Submission Date

April 14, 2017

Acceptance Date

-

Published in Issue

Year 2017 Volume: 23 Number: 2

APA
Çetin, S. (2017). Elektrikli araç yerleşik batarya şarj uygulamaları için yüksek verimli bir LLC rezonanslı DC-DC dönüştürücünün tasarım yaklaşımı. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(2), 103-111. https://izlik.org/JA38TD66ED
AMA
1.Çetin S. Elektrikli araç yerleşik batarya şarj uygulamaları için yüksek verimli bir LLC rezonanslı DC-DC dönüştürücünün tasarım yaklaşımı. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;23(2):103-111. https://izlik.org/JA38TD66ED
Chicago
Çetin, Sevilay. 2017. “Elektrikli Araç Yerleşik Batarya şarj Uygulamaları Için Yüksek Verimli Bir LLC Rezonanslı DC-DC Dönüştürücünün Tasarım Yaklaşımı”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 (2): 103-11. https://izlik.org/JA38TD66ED.
EndNote
Çetin S (April 1, 2017) Elektrikli araç yerleşik batarya şarj uygulamaları için yüksek verimli bir LLC rezonanslı DC-DC dönüştürücünün tasarım yaklaşımı. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 2 103–111.
IEEE
[1]S. Çetin, “Elektrikli araç yerleşik batarya şarj uygulamaları için yüksek verimli bir LLC rezonanslı DC-DC dönüştürücünün tasarım yaklaşımı”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 23, no. 2, pp. 103–111, Apr. 2017, [Online]. Available: https://izlik.org/JA38TD66ED
ISNAD
Çetin, Sevilay. “Elektrikli Araç Yerleşik Batarya şarj Uygulamaları Için Yüksek Verimli Bir LLC Rezonanslı DC-DC Dönüştürücünün Tasarım Yaklaşımı”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23/2 (April 1, 2017): 103-111. https://izlik.org/JA38TD66ED.
JAMA
1.Çetin S. Elektrikli araç yerleşik batarya şarj uygulamaları için yüksek verimli bir LLC rezonanslı DC-DC dönüştürücünün tasarım yaklaşımı. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;23:103–111.
MLA
Çetin, Sevilay. “Elektrikli Araç Yerleşik Batarya şarj Uygulamaları Için Yüksek Verimli Bir LLC Rezonanslı DC-DC Dönüştürücünün Tasarım Yaklaşımı”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 23, no. 2, Apr. 2017, pp. 103-11, https://izlik.org/JA38TD66ED.
Vancouver
1.Sevilay Çetin. Elektrikli araç yerleşik batarya şarj uygulamaları için yüksek verimli bir LLC rezonanslı DC-DC dönüştürücünün tasarım yaklaşımı. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 2017 Apr. 1;23(2):103-11. Available from: https://izlik.org/JA38TD66ED