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

Resumo

A ampla adoção de veículos elétricos (VEs) aumentou significativamente a necessidade de tecnologias de carregamento mais eficientes e inteligentes. Os sistemas de transferência de potência sem fio bidirecional (BD-WPT) possibilitam tanto a operação da rede para o veículo (G2V) quanto do veículo para a rede (V2G), apoiando aplicações como a integração de energias renováveis, a mitigação de picos de demanda e a estabilização da frequência do sistema. Entretanto, as estratégias de controle existentes enfrentam desafios relacionados à sincronização, aos atrasos de comunicação e à robustez diante de desintonização e desalinhamento.
Este artigo investiga uma técnica de controle de sincronização baseada em P-Q para um carregador BD-WPT de 7,7 kW com compensação série–série, projetado em conformidade com a norma SAE J2954. O método adotado baseia-se exclusivamente em medições locais de potência ativa (P) e reativa (Q), eliminando a necessidade de enlaces de comunicação e alcançando controle desacoplado da direção e da magnitude da potência. Um oscilador controlado por tensão (VCO) garante uma sincronização de fase robusta entre o inversor e o retificador. Os resultados de simulação demonstram que o controle baseado em P-Q alcança transferência de potência bidirecional precisa, transições G2V/V2G suaves, regulação eficaz da potência e resiliência frente à desintonização e ao desalinhamento das bobinas. Esses achados ressaltam o potencial da sincronização baseada em P-Q para melhorar a eficiência, a confiabilidade e a escalabilidade dos sistemas BD-WPT na futura integração com redes elétricas inteligentes.