Simultaneous wireless power and data transfer system for V2G inductive power chargers

Abstract

En la actualidad, el vehículo eléctrico (VE) se encuentra en auge debido a la indiscutible necesidad de reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera. Su integración en el mercado tiene lugar de manera progresiva, sin embargo, en los últimos años el número de ventas de VEs se ha visto incrementado exponencialmente. A pesar de que la tecnología de carga actual es conductiva, las recientes investigaciones se centran en el uso de sistemas de carga inalámbrica. Las tecnologías de carga inalámbrica son variadas, sin embargo, los sistemas inductivo-resonantes se posicionan como la solución más eficiente para este tipo de aplicaciones. Además, el proceso de carga requiere comunicación entre el VE y la estación de carga, por lo que se deben investigar métodos que permitan desarrollar esta acción de manera inalámbrica. La motivación principal de esta tesis doctoral es, en primer lugar, analizar los sistemas de carga inductiva-resonante con transmisión inalámbrica simultánea de potencia y datos (SWPDT), que permiten evitar el uso de tecnologías de comunicación comerciales. Además, se propone el análisis de diferentes sistemas de compensación (SS y LCC-LCC) atendiendo a los beneficios que suponen en el canal de transmisión de información, dentro de los sistemas SWPDT. El estudio del canal de información está motivado por la necesidad de comunicación en los procesos de carga bidireccionales. De esta manera, se realiza un estudio del diseño e implementación de un cargador bidireccional (V2G), con un control de potencia activa y reactiva en 8 modos distintos de operación. Se debe mencionar que estos estudios analíticos han sido acompañados de simulaciones y validaciones experimentales, que han corroborado la validez de los análisis realizados. Las conclusiones de esta tesis doctoral arrojan resultados óptimos sobre el uso de sistemas SWPDT en la carga inalámbrica de vehículos eléctricos, así como su integración en aplicaciones V2G.