Conversor de Potência DC/DC - DC Fast Charger - Martins, Henrique Fragoso (2020)
A emergência das alterações climáticas e subsequente preocupação com a redução das emissões de gases de efeito estufa, fez com que vários setores de atividade tivessem de mudar o seu paradigma. Alguns desses setores, como o do transporte e da indústria automóvel, têm investido progressivamente em soluções de mobilidade elétrica sustentável como são o caso dos veículos elétricos de zero emissões. Inequivocamente, as infraestruturas de carregamento têm uma importância elevada quer para agilizar esta mudança de paradigma, mas também para aumentar a disponibilidade de pontos de carregamento e aumentar o tempo de autonomia rodoviária. Para além disto, as inovações das tecnologias de carregadores rápidos tendem a evoluir no sentido de que o tempo de carregamento seja cada vez mais semelhante ao tempo de abastecimento dos veículos de combustão interna. Como resposta a esta necessidade e considerando a relevância do tema, é pretendido com esta dissertação realizar um modelo de simulação avançado de um conversor de potência DC/DC de 100 kW. Para que tal seja possível, é necessário primeiro estudar as infraestruturas de carregamento e analisar as soluções de mercado existentes, de modo a propor uma solução cujas características sejam atuais e preponderantes no mercado atual de carregadores DC. Com base nesta análise, serão realizados os modelos elétricos e térmicos do conversor, os sistemas de controlo inerentes, as metodologias para a seleção dos semicondutores de potência e para a análise e estimação de perdas, para que no fim seja possível obter o nível de eficiência global do conversor para diferentes regimes de carga. Neste âmbito foi constatado que as perdas de condução nos interruptores têm um peso significativo nas perdas totais, majoradas pela elevada magnitude da corrente modulada, contribuindo significativamente para a diminuição da eficiência global. Para além disso, no processo de descarga da bateria a eficiência do conversor é fortemente depreciada, motivada pela inversão do trânsito de potência e pela característica assimétrica das curvas características dos semicondutores utilizados.