Estudio en alta frecuencia de un cargador ultra-rápido modular para vehículos eléctricos

Abstract

El creciente interés por la movilidad eléctrica está empujando a los fabricantes de automóviles, y a los gobiernos, a promover la transición del vehículo de combustión al Vehículo Eléctrico. En Europa, se ha legislado que el protocolo de carga en DC sea el CCS; por lo que todos los vehículos homologados para el mercado europeo deberán implementar dicho estándar. En este momento, en INGETEAM se cuenta con un equipo en el que se pueden simultanear una carga bajo el estándar CHAdeMO y otra bajo el estándar CCS. El objetivo del proyecto es el desarrollo de la electrónica necesaria para implementar, en un cargador ultra-rápido, un sistema de carga con doble toma CCS. El trabajo se compone en primer lugar de una introducción de todo lo que engloba la carga de un Vehículo Eléctrico, seguido de un análisis teórico en el que se estudia qué es el estándar CCS y cómo funciona, así como diferentes medios de comunicación e implementaciones analizadas. Después se continúa con el diseño de las tarjetas, desde la elaboración de esquemáticos hasta el montaje de prototipos, pasando por el rutado, la selección del stack-up, los pedidos de componentes o la generación de documentación. Finalmente se realiza una validación funcional que permite determinar la idoneidad de la electrónica diseñada desde el punto de vista de la respuesta en frecuencia en el rango de la comunicación PLC implementada en el estándar CCS (2-30 MHz).

The growing interest in electric mobility is leading automakers, and governments, to promote the transition from the combustion vehicle to the Electric Vehicle. In Europe, it has been legislated that the charging protocol in DC is the CCS. Therefore, all vehicles approved for the European market must implement this standard in the future. At the moment, INGETEAM has an equipment which can supply a charge under the CHAdeMO standard and another under the CCS standard at the same time. The objective of the project is the development of the electronics necessary to implement, in an ultra-fast charger, a charging system with a double CCS socket. The work starts with an introduction of everything that encompasses the charging of an Electric Vehicle, followed by a theoretical analysis in which it is studied what is the CCS standard and how it works, as well as different means of communication and analyzed implementations. Afterwards, the project continues with the design of the cards, from the elaboration of schematics to the assembly of prototypes, passing through the routing, the selection of the stack-up, the orders of components or the generation of documentation. Finally, a functional validation is carried out that allows determining the aptitude of the designed electronics from the point of view of the frequency response in the range of the PLC communication implemented in the CCS standard (2-30 MHz).