Carregador de baterias de íon-lítio trifásico de 12 kW

Abstract

Esta dissertação apresenta uma proposta para um carregador de baterias de íon-lítio de 12 kW que fará o carregamento lento de um banco de baterias estacionárias a partir da rede elétrica trifásica. A estrutura dos prédios onde o carregador será instalado é coberta por módulos fotovoltaicos que geram créditos para o consumidor. Logo, é possível afirmar que as baterias são carregadas indiretamente a partir da energia solar. O banco de baterias estacionárias fará o armazenamento de energia e será utilizado posteriormente para fazer a carga rápida do ônibus elétrico desenvolvido pelo grupo Fotovoltaica UFSC. O carregador proposto é simples, robusto e possui um alto fator de potência, sendo composto por dois estágios: o primeiro estágio faz a retificação CA-CC através de um retificador 12 pulsos; o segundo, a conversão CC-CC utilizando um conversor buck interleaved, adequando a corrente e a tensão do processo de carga das baterias. O estágio de potência, a modelagem e o controle do carregador foram projetados e validados por meio de simulações. Um protótipo foi montado e testado em laboratório, onde foram obtidos os resultados experimentais que validaram a proposta.

Abstract : This master s thesis proposes a slow charger for a stationary lithium-ion battery bank from the three-phase power grid. In this study, a building covered by photovoltaic modules generates credits to the consumer. By this reason, it is possible to consider that the batteries are charged by solar energy. The stationary power bank is responsible to store energy that can be used to fast charge the electric bus developed by the Fotovoltaica UFSC group. The proposed battery charger is simple, robust and has a high power factor. It is composed by two stages: the first stage rectifies the AC voltage into DC voltage through a 12-pulse rectifier; and the second stage converts DC to DC using an interleaved buck converter, matching current and voltage charging of the batteries. The power stage, modeling and control design of the charger were performed by calculations and validated through simulations. A prototype of the project was assembled and tested, where the desired experimental results were obtained.