A Communication-Free PQ-Based Control Strategy for 7.7 kW Bidirectional ‎‎Wireless EV Chargers

Resumen

La implantación generalizada de los vehículos eléctricos (VE) ha incrementado de forma significativa la necesidad de tecnologías de carga más eficientes e inteligentes. Los sistemas de transferencia inalámbrica de potencia bidireccional (BD-WPT) permiten tanto el funcionamiento de la red al vehículo (G2V) como del vehículo a la red (V2G), respaldando aplicaciones como la integración de energías renovables, la mitigación de picos de demanda y la estabilización de la frecuencia del sistema. No obstante, las estrategias de control existentes presentan desafíos relacionados con la sincronización, los retardos de comunicación y la robustez frente a desintonización y desalineación.
Este trabajo investiga una técnica de control de sincronización basada en P-Q para un cargador BD-WPT de 7,7 kW con compensación serie-serie, diseñado conforme a la norma SAE J2954. El método adoptado se basa exclusivamente en mediciones locales de potencia activa (P) y reactiva (Q), eliminando la necesidad de enlaces de comunicación y logrando un control desacoplado de la dirección y la magnitud de la potencia. Un oscilador controlado por tensión (VCO) garantiza una sincronización de fase robusta entre el inversor y el rectificador. Los resultados de simulación demuestran que el control basado en P-Q alcanza una transferencia de potencia bidireccional precisa, transiciones G2V/V2G fluidas, una regulación eficaz de la potencia y resiliencia frente a la desintonización y la desalineación de las bobinas. Estos hallazgos subrayan el potencial de la sincronización basada en P-Q para mejorar la eficiencia, la fiabilidad y la escalabilidad de los sistemas BD-WPT en la futura integración con redes eléctricas inteligentes.