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Modulation techniques for AC/DC converters in ultrafast battery charger applications

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Anteprima della tesi: Modulation techniques for AC/DC converters in ultrafast battery charger applications, Pagina 5
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CHAPTER 1: STATE OF ART OF UFC 
1.1 Advantages of multi-level conversion  
Today’s state of art of UFC charger permits to recharge the battery pack of an electric vehicle 
in a reasonable time (400 km of autonomy in 10 minutes of recharge). In order to achieve 
this result, it is necessary to have a huge power density (at least 300 kW), to guarantee a 
sufficient current flow (up to 300 ARMS). As already suggested in the introduction, the use 
of MV grid (up to 1 kV) is not really feasible, due to the voltage rating of switches and 
semiconductors properties. For this reason, the use of classical 2-levels topologies for the 
converters within the charger could result in an inefficient structure or even in a not 
achievable one in certain cases. As a consequence, preferred topologies for these kind of 
devices are oriented to multi-level converters and interleaved topology. These are the two 
main features of the UFC that will be described in the case study of this thesis. In this 
paragraph and in the following one, it will be shown both the advantages of multi-level 
conversion and the mainly used topologies for this kind of applications. As a useful example, 
let introduce firstly, same practical measure of grid/battery connection in terms of voltage 
and current values [7]: 
 existent electric vehicle batteries may have a wide voltage range, usually: 
�� �������� =200÷1000 �� 
 considering a boost-type AC/DC converter topology (as it is normally the case), the 
actual value of voltage could float among 0.9 pu and 1.1 pu of the nominal value of 
voltage, thus: 
�� �������� = (400±10%) �� ������ ������������ ���� �� ���� ,������ =√3∙400∙0.9 �� ������ ≅625 �� ������  
The �� ����
 choice is of utmost importance, since it influences the voltage rating of the 
semiconductor devices and the DC/DC converter topology; 
 the maximum battery charging current impacts the DC/DC converter design and it 
is limited by the connector, according to the CCS Combo standard to: 
�� �������� = 350 �� ������ ���� 1000 �� 
 Thus, in this case: 
�� �������� = 565 �� ������ ���� 625 �� ������ 
 Where the last value of current (�� �������� ) represents the actual current absorbed by the 
grid at the fixed voltage of Vdc,min (for the assigned power of 350 kW).

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Informazioni tesi

  Autore: Salvatore Marco Di Franca
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2018-19
  Università: Politecnico di Torino
  Facoltà: Ingegneria Elettrica (LM28)
  Corso: Ingegneria Elettrica
  Relatore: Radu Iustin Bojoi
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 103

FAQ

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Parole chiave

dc-link
current control
t-type switch
active front end
ac/dc active converter
voltage control (common and differential mode)
lcl filters
electrical power grid interface
battery chager (ufc)
modulation techniques

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