Supercapacitors and battery power management for hybrid vehicle applications using multi boost and full bridge converters

Abstract

This paper presents supercapacitors and battery association methodology for ECCE Hybrid vehicle. ECCE is an experimental Hybrid Vehicle developed at L2ES Laboratory in collaboration with the Research Center in Electrical Engineering and Electronics in Belfort (CREEBEL) and other French partners. This test bench has currently lead-acid batteries with a rated voltage of 540 V, two motors each one coupled with one alternator. The alternators are feeding a DC-bus by rectifers. The main objective of this paper is to study the management of the energy provides by two supercapacitor packs. Each supercapacitors module is made of 108 cells with a maximum voltage of 270V. This experimental test bench is carried out for studies and innovating tests for the Hybrid Vehicle applications. The multi boost and multi full bridge converter topologies are studied to define the best topology for the embarked power management. The authors propose a good power management strategy by using the multi boost and the multi full bridge converter topologies. The experimental and simulation results of the two converter topologies are presented.

Nanoestructura de perovskita doble La2NiMnO6 obtenido por ruta de citrato para supercapacitores

“…Si B y B' son suficientemente diferentes, en carga y tamaño, se obtiene una superestructura de perovskita doble ordenada. Si los iones de los metales de transición B y B' se encuentran dispuestos de manera alternada dentro de la estructura ordenada, esto permite que los iones óxido se desplacen ligeramente hacia el catión más cargado (tilting), conservando la simetría octaédrica de las unidades BO 6 y B´O 6 . La duplicación del parámetro básico de la unidad cúbica en las perovskitas A 2 BB'O 6 es una consecuencia de la distribución ordenada de los cationes B y B'.…”

“…En este tipo de óxidos mixtos se espera que el comportamiento vibracional sea bastante complejo debido a la presencia de los dos cationes metálicos B y B' de diferentes cargas y tamaños. Sin embargo, a pesar de los importantes acoplamientos vibracionales entre los poliedros 6-coordinados BO 6 , los enlaces Mn(IV) -O se consideran algo más fuertes que los enlaces (Ni(II) -O y La(III) -O). En consecuencia, deberían dominar los espectros vibracionales, al menos en la región de alta energía.…”

“…Es por ello que en el presente la posibilidad de sustituir a las baterías por supercapacitores se limita a algunas aplicaciones específicas para las que se necesiten potencias elevadas durante períodos breves, y en las que sean necesarios frecuentes ciclos de carga y descarga. No obstante, últimamente se están llevando a cabo estudios en los cuales ambas tecnologías se complementan [5,6].…”

Full bridge converter for embedded energy share between battery and supercapacitors

“…This control is based on current control type, because the DC-link voltage level is fixed by the batteries [8]. The converter topology is presented in Fig.2.…”

“…This solution allows decreasing the battery weight and increasing its lifetime. The full bridge converter [5][6][7][8][9][10][11] concept is due, to need to work with the high power.…”