Estudio e implementación de técnicas de optimización en cargadores inalámbricos capacitivos para vehículos eléctricos.

Abstract

Este trabajo se centra en el estudio, desarrollo y optimización del cargador inalámbrico capacitivo enfocado a la carga del vehículo eléctrico y abarca las áreas de Ingeniería Eléctrica, Tecnología Electrónica e Ingeniería Electrónica. Hoy día es evidente que, ante la concienciación sobre el calentamiento global y el aumento de las emisiones de CO2, las ventas del vehículo eléctrico están en auge. Ante su creciente penetración en el mercado es imprescindible optimizar aspectos del motor eléctrico que lo hagan competente frente al térmico y surge la necesidad de nuevas formas de carga eléctrica rentables y eficientes. Ahí entra la tecnología inalámbrica, que transmite carga al vehículo sin conexiones físicas. Esta aplicación se divide en dos grandes grupos: inductiva y capacitiva. La tecnología capacitiva, objeto de este trabajo, presenta ciertas ventajas, como la rentabilidad económica y la sencillez. Para llevar a cabo este estudio se realiza en primer lugar una revisión bibliográfica de las diferentes técnicas de compensación investigadas hasta ahora, así como de las diferentes disposiciones del acoplador capacitivo, poniendo el foco en aquellas más sencillas de implementar y más rentables. Se seleccionan para su estudio tres tipologías de compensación: L-serie, LCL-L y LC-serie. A partir de ellas se desarrollan modelos teóricos mediante ecuaciones y simulaciones. Siguiendo criterios como la ausencia de armónicos en la corriente de entrada y el máximo rendimiento, se escoge el prototipo L-serie para su implementación en el laboratorio. Tras su evaluación experimental, se hallan ciertas diferencias con el modelo teórico y de la simulación, así como carencias en su funcionamiento. Se analizan entonces los motivos por los que se producen estas fallas y se proponen mejoras basadas en la revisión bibliográfica realizada en primera instancia. Estas técnicas de optimización harán del cargador inalámbrico capacitivo un prototipo eficiente y competitivo.