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Pré-Publication, Document De Travail (Preprint/Prepublication) Année : 2024

Modelization and experimental validation of CHB inverters for EVs and efficiency comparison with IGBT and SiC inverters on realistic driving cycles

Modélisation et validation expérimentale des convertisseurs multiniveaux à ponts en H cascadés pour les VE et comparaison de l'efficacité avec les onduleurs IGBT et SiC sur des cycles de conduite réalistes

Résumé

Electric Vehicles (EVs) based on Cascaded H Bridge (CHB) promise reduced consumption and improved modularity, repairability, resilience, and versatility. This study focuses on evaluating the efficiency of CHB inverters utilizing low-voltage Si MOSFETs to improve EV performance and range. Through a comprehensive system-level approach and modeling, a simulation of the CHB-based powertrain is developed and experimentally validated. Electrical and mechanical simulations are conducted separately and finally combined to streamline computation times. Subsequently, CHB-based EV is compared with two-level inverters (2LI) across different driving cycles, considering multiple sources of losses from the battery to the road. Despite increased battery losses, CHB proves reduction of consumption during urban driving cycles, making it a compelling choice for sustainable commuter vehicles.
Les véhicules électriques (VE) basés sur les convertisseurs à ponts en H cascadés (CHB) promettent une réduction de la consommation et une amélioration de la modularité, de la réparabilité, de la résilience et de la polyvalence. Cette étude se concentre sur l'évaluation de l'efficacité des onduleurs CHB utilisant des Si MOSFET à basse tension pour améliorer les performances et l'autonomie des VE. Grâce à une approche et une modélisation complètes au niveau du système, une simulation du groupe motopropulseur basé sur un CHB est développée et validée expérimentalement. Les simulations électriques et mécaniques sont menées séparément et finalement combinées pour rationaliser les temps de calcul. Par la suite, l'utilisation d'un CHB est comparée aux onduleurs à deux niveaux (2LI) à travers différents cycles de conduite, en tenant compte des multiples sources de pertes de la batterie à la route. Malgré l'augmentation des pertes dans les batteries, le CHB démontre une réduction la consommation pendant les cycles de conduite urbaine, ce qui en fait un choix convaincant pour les véhicules du quotidien respectueux de l'environnement.
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IEEE_TTE___Comparaison_CHB_vs_2LI.pdf (1.6 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Licence : CC BY - Paternité

Dates et versions

hal-04505313 , version 1 (14-03-2024)

Licence

Paternité

Identifiants

Citer

Gaël Pongnot, Anatole Desreveaux, Clement Mayet, Denis Labrousse. Modelization and experimental validation of CHB inverters for EVs and efficiency comparison with IGBT and SiC inverters on realistic driving cycles. 2024. ⟨hal-04505313⟩
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