Highly efficient bidirectional Silicon Carbide power converter for Electric Vehicle flywheel emulator - Université de Lorraine Access content directly
Conference Papers Year : 2022

Highly efficient bidirectional Silicon Carbide power converter for Electric Vehicle flywheel emulator

Convertisseur bidirectionnel à haut rendement en Carbure de silicium pour émulateur de volant d'inertie pour VE

Abstract

Flywheels are nowadays a solution for the dynamic charging of electric vehicles since they act as transient energy storage. The need of a top efficient reversible power converter for the flywheel system is crucial to assure high dynamic performance. The paper presents the design of a 50kW highly efficient bidirectional three-phase DC-AC inverter involving most recent Silicon carbide metal oxide semiconductor field effect transistors and its experimental validation on home-made emulator. Highest efficiency in reversible mode, compactness and thermal enhancement are the target objectives that have been achieved. The converter prototype is evaluated on an original Pulse Width Modulation testing-bench able to emulate the working of the flywheel system. High frequency Pulse Width Modulation switching, speed cycle operating and thermal losses are evaluated. Also an efficiency above 99% for the converter has been attained, enabling a robust functioning of the flywheel system emulator able to perform specific charging profiles.
Les volants d'inertie sont aujourd'hui une solution pour la recharge dynamique des véhicules électriques car ils agissent comme un stockeur d'énergie transitoire. La nécessité d'un convertisseur de puissance réversible à très haut rendement pour le système de volant d'inertie est crucial pour assurer une performance dynamique élevée. L'article présente la conception d'un convertisseur DC-AC triphasé bidirectionnel à très haute efficacité énergétique de 50kW impliquant les transistors à effet de champ MOSFETs les plus récents en carbure de silicium, et sa validation expérimentale sur un émulateur réalisé au laboratoire. Le rendement maximal en mode réversible, la compacité et l'amélioration thermique sont les objectifs cibles qui ont été atteints. Le prototype du convertisseur est évalué sur un banc d'essai original à modulation de largeur d'impulsion capable d'émuler le fonctionnement du système à volant d'inertie. La commutation de la MLI à haute fréquence, le fonctionnement du cycle de vitesse et les pertes thermiques sont évalués. Un rendement supérieur à 99% a été atteint pour le convertisseur, permettant un fonctionnement robuste de l'émulateur du système à volant d'inertie capable d'exécuter des profils de charge spécifiques.
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Origin : Files produced by the author(s)

Dates and versions

hal-03679367 , version 1 (26-05-2022)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03679367 , version 1

Cite

Alexandre de Bernardinis, Richard Lallemand, Abdelfatah Kolli. Highly efficient bidirectional Silicon Carbide power converter for Electric Vehicle flywheel emulator. 5th SEE sdewes 2022 Conference, May 2022, Vlorë, Albania. ⟨hal-03679367⟩
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