Diseño y simulación de un cargador de batería para una motocicleta eléctrica

Abstract

Este documento describe el proceso de diseño y simulación de las diferentes etapas de un cargador de batería para una motocicleta eléctrica. En primer lugar, el capítulo que abre el presente proyecto analiza e introduce brevemente el entorno que envuelve a este, proporcionando una visión de la evolución que ha sufrido la motocicleta eléctrica a lo largo de la historia y de los motivos que han propiciado el actual interés por los avances relacionados con el reto de la carga de los sistemas de almacenamiento con los que cuentan dichos vehículos eléctricos. El cuerpo del proyecto se divide en cuatro partes. En la primera de ellas, se lleva a cabo el análisis del medio físico que permite almacenar la energía en la motocicleta; la batería. En la segunda de ellas, se analiza el sistema de conversión de potencia que permite el intercambio energético entre el medio físico que almacena la energía en la motocicleta, presentado en el capítulo anterior, y la red eléctrica; el cargador. Una vez abordados estos análisis, se procede al diseño de las diferentes etapas del cargador. Se lleva a cabo la elección de la topología más adecuada para cada una de ellas mediante un estudio detallado. Se concluye el cuerpo del proyecto con el diseño del control de las etapas que lo requieren, así como con la simulación de cada una de estas mediante el software de modelizado y simulación de sistemas por elementos finitos (MATLAB®/Simulink®). Finalmente, se exponen las conclusiones en función de los resultados obtenidos, así como las posibles líneas futuras.

This document describes the design and simulation process of the different stages of a battery charger for an electric motorcycle. Firstly, the chapter that opens the present project analyzes and briefly introduces the environment that surrounds it, providing a vision of the evolution that the electric motorcycle has undergone throughout history and the reasons that have led to the current interest in the advances related to the challenge of loading the storage systems that these electric vehicles have. The body of the project is divided into four parts. In the first one, the analysis of the physical environment that stores energy on the motorcycle is carried out; the battery. In the second one, the power conversion system that allows energy exchange between the physical environment that stores energy in the motorcycle, presented in the previous chapter, and the electrical network is analyzed; the charger. Once these analyzes have been addressed, we proceed to the design of the different stages of the charger. The choice of the most suitable topology for each stage is carried out, this is done by a detailed study. The body of the project is concluded with the design of the control of the stages that require it, as well as with the simulation of each one using the finite element modeling and simulation software (MATLAB®/Simulink®). Finally, the conclusions are presented based on the results obtained, as well as the posible future lines.