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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 20/1 - 2018  - pp.47-75  - doi:10.3166/ejee.20.47-75
TITRE
Algorithme de modulation de fréquence dynamique à granularité fine basé sur des points d'Etat critiques

TITLE
Comparative analysis of controllers for a smooth switching between battery and ultracapacitor applied to E-vehicle

RÉSUMÉ

Pour protéger l'environnement, le monde s'est principalement concentré sur le rejet des gaz exhaustifs émis par les véhicules classiques de transport afin de parvenir à l'introduction des véhicules électriques (VE) / véhicules électriques hybrides (VEH). Principalement, les VEs sont fabriqués avec une seule source d’énergie ce qui présente certaines limites. Les VEs basés sur les systèmes hybride de réserve d'énergie (HESS, le sigle de « Hybrid energy storage system » en anglais) sont introduits en combinant la batterie avec l’ultracondensateur (UC). Le changement des sources présentes dans l’HESS constitue le principal défi durant la mise en œuvre en temps réel en fonction de la dynamique du VE. L'objectif principal de cet article est de concevoir une strat é gie de contrôle afin de surmonter le défi majeur associé au VE alimenté par l’HESS. Quatre fonctions mathématiques individuelles sont considérées et programmées en fonction de la vitesse d'un moteur électrique, constituant ainsi un nouveau contrôleur appelé contrôleur de fonction mathématique (MFB, le sigle de « Math Function Based » en anglais). Ensuite, différents contrôleurs hybrides sont formés en combinant le MFB conçu avec le réseau de neurones artificiels (ANN, le sigle de « artificial neural networks » en anglais) ainsi que le PID (proportionnel, intégral, dérivé) pour effectuer l’action de commutation des sources d’énergie dans HESS. Le module d’énergie solaire est intégré au circuit pour charger la batterie pendant le temps disponible afin d’éviter les conditions de charge par branchement. Trois commutateurs de commande sont connectés pour charger la batterie et fournir la puissance duVE par le convertisseur unidirectionnel (UDC, le sigle de « unidirectional converter » en anglais) et toutes ces actions dépendent de l'état de charge (SOC, le sigle de « state of charge» en anglais) de la batterie ainsi que de la sortie d'énergie solaire. Le circuit tota l est mis en œuvre avec deux contrôleurs hybrides et fait une analyse comparative basée sur différents facteurs et tabulée dans la section conclusion.



ABSTRACT

To protect the environment, world mainly focused on dismissing the exhaustive gases released from the conventional vehicles which are used for transportation, in order to achieve that electric vehicle (EVs)/hybrid electric vehicles (HEVs) are introduced. Primarily EVs are fabricated with a single energy source for its successful operation, those are having some limitations. Hybrid energy storage system (HESS) based EVs are introduced by combining battery with ultracapacitor (UC). Changing of sources present in HESS is the major challenge during real-time implementation according to electric vehicle dynamics. The key objective of this work is to design a control strategy in order to overcome the major challenge associated with HESS powered EV. Four individual math functions are considered and programmed based on the speed of an electric motor, made a new controller named as Math Function Based (MFB) controller. Thereafter different hybrid controllers are formed by combining the designed MFB with ANN as well as PID to perform the switching action of energy sources in HESS.The solar power package is integrated with the circuit to charge the battery during the solar power available time to avoid plug-in charging conditions.Three control switches are connected , which are used to charge the battery as well as supply power to the electric vehicle through the unidirectional converter (UDC) and all these actions are depending upon the state of charge (SOC) of the battery as well as solar power output. Total circuit is implemented with two hybrid controllers and made a comparative analysis based on different factors and tabulated in the conclusion section.



AUTEUR(S)
Raghavaiah KATURIL, Srinivasa Rao GORANTLA

MOTS-CLÉS
Énergie solaire, véhicules électrique hybrides (VEH), convertisseur bidirectionnel (BDC), convertisseur unidirectionnel (UDC), Batterie, condensateur, contrôleur basé sur la fonction mathématique (MFB), contrôleur PID, contrôleur ANN.

KEYWORDS
solar power, hybrid electric vehicles (HEVs), bidirectional converter (BDC), unidirectional converter (UDC), battery, ultracapacitor, math Function based (MFB) controller, proportional integral derivative (PID) controller, ANN controller.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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