Desarrollo de una simulación para el control de una estación de carga modo 3 en CA para vehículos eléctricos
Este trabajo de titulación abarca una modelación de un sistema de control de una estación de carga modo 3 bajo el estándar IEC 61851-1 en corriente alterna para vehículos eléctricos. La simulación hace uso de herramientas de software libre, además se simula el proceso de comunicación de la estaci...
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
| Language: | spa |
| Published: |
Universidad de Cuenca
2021
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| Subjects: | |
| Online Access: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/35928 |
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| author | Llivicura Arias, David Alfredo Torres Aguilar, Frank Leonel |
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estación de carga modo 3 bajo el estándar IEC 61851-1 en corriente alterna para vehículos
eléctricos. La simulación hace uso de herramientas de software libre, además se simula el proceso
de comunicación de la estación de carga con el vehículo eléctrico para llegar a cargar las baterías
de éste, la simulación también presenta un sistema de validación y cobro a los usuarios que
deseen realizar una carga a su vehículo eléctrico mediante el uso de tecnología RFID y a través
de una interfaz gráfica. Toda la información acerca de cada recarga que se haga estará
almacenada en un servidor web gratuito en Internet y también en un servidor local como método
de respaldo en caso de que la estación carezca de un lugar que no tenga acceso a Internet. Cabe
mencionar que este servidor tendrá una base de datos para respaldar toda la información
necesaria como historial de carga que se hayan hecho en la estación. El servidor web en Internet
estará basado en el protocolo que tienen las estaciones de carga actualmente conocido como
OCPP, el servidor web tendrá una interfaz para que los usuarios puedan acceder a su información
personal, así como historial de carga, saldo, búsqueda de estación de carga disponible en un área
geográfica determinada, capacidad para gestionar múltiples estaciones, validación de datos para
permitir transacciones, visualización de información en tiempo real en navegadores web, gestión
de tarjetas y transacciones. Posterior al proceso de simulación se realizó un prototipo de estación
de carga modo 3 bajo el estándar IEC 61851-1 a 43 kW, la infraestructura de la estación de
carga permite que esta sea ubicada en lugares públicos. Como elementos de seguridad la estación
cuenta con botón de emergencia para detener la carga del VE, conexiones a tierra de todo el
sistema eléctrico e interruptor diferencial. La infraestructura de la estación además permite que
sea escalable es decir que un futuro se pueda colocar otro sistema de carga con su respectivo
conector de carga y así cargar dos vehículos eléctricos de forma simultánea.
Además, se realiza un estudio de infraestructuras de carga en modo 3, que se les denomina
comúnmente como estaciones de carga semi-rápida en AC bajo el estándar IEC 61851-1 mientras
que las estaciones de carga rápida, las cuales trabajan en DC, están agrupadas bajo el modo 4
de la IEC 61851-23.
Con el objetivo de brindar seguridad a la estación se simularon varios casos en los que
se podría presentar condiciones no seguras al momento de realizar la carga del vehículo eléctrico.
Finalmente, se implementa un protocolo de comunicación entre la estación de carga y un
servidor, similar al protocolo de comunicación OCPP, almacenado en la plataforma de aplicación
como servicio Heroku. Este servidor tiene capacidad para gestionar múltiples estaciones,
validación de datos para permitir transacciones, visualización de información en tiempo real en
navegadores web y gestión de datos como usuarios, tarjetas, transacciones. |
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Toda la información acerca de cada recarga que se haga estará almacenada en un servidor web gratuito en Internet y también en un servidor local como método de respaldo en caso de que la estación carezca de un lugar que no tenga acceso a Internet. Cabe mencionar que este servidor tendrá una base de datos para respaldar toda la información necesaria como historial de carga que se hayan hecho en la estación. El servidor web en Internet estará basado en el protocolo que tienen las estaciones de carga actualmente conocido como OCPP, el servidor web tendrá una interfaz para que los usuarios puedan acceder a su información personal, así como historial de carga, saldo, búsqueda de estación de carga disponible en un área geográfica determinada, capacidad para gestionar múltiples estaciones, validación de datos para permitir transacciones, visualización de información en tiempo real en navegadores web, gestión de tarjetas y transacciones. Posterior al proceso de simulación se realizó un prototipo de estación de carga modo 3 bajo el estándar IEC 61851-1 a 43 kW, la infraestructura de la estación de carga permite que esta sea ubicada en lugares públicos. Como elementos de seguridad la estación cuenta con botón de emergencia para detener la carga del VE, conexiones a tierra de todo el sistema eléctrico e interruptor diferencial. La infraestructura de la estación además permite que sea escalable es decir que un futuro se pueda colocar otro sistema de carga con su respectivo conector de carga y así cargar dos vehículos eléctricos de forma simultánea. Además, se realiza un estudio de infraestructuras de carga en modo 3, que se les denomina comúnmente como estaciones de carga semi-rápida en AC bajo el estándar IEC 61851-1 mientras que las estaciones de carga rápida, las cuales trabajan en DC, están agrupadas bajo el modo 4 de la IEC 61851-23. Con el objetivo de brindar seguridad a la estación se simularon varios casos en los que se podría presentar condiciones no seguras al momento de realizar la carga del vehículo eléctrico. Finalmente, se implementa un protocolo de comunicación entre la estación de carga y un servidor, similar al protocolo de comunicación OCPP, almacenado en la plataforma de aplicación como servicio Heroku. Este servidor tiene capacidad para gestionar múltiples estaciones, validación de datos para permitir transacciones, visualización de información en tiempo real en navegadores web y gestión de datos como usuarios, tarjetas, transacciones. This work covers a modeling of a mode 3 charging station control system under the IEC 61851-1 standard in alternating current for electric vehicles. The simulation makes use of free software tools, the communication process of the charging station with the electric vehicle is simulated in order to charge its batteries, the simulation also presents a validation and payment system to users who wish charge your electric vehicle using RFID technology and through a graphical interface. All the information about each recharge made will be stored on a free web server on the Internet and also on a local server as a backup method in case the station does not have a place that does not have Internet access. It is worth mentioning that this server will have a database to support all the necessary information such as load history that have been made in the station. The web server on the Internet will be based on the protocol that charging stations currently have known as OCPP, the web server will have an interface so that users can access their personal information, as well as charging history, balance, search for a charging station. available load in a given geographic area, ability to manage multiple stations, data validation to allow transactions, real-time information display in web browsers, card and transaction management. After the simulation process, a mode 3 charging station prototype was made under the IEC 61851-1 standard at 43 kW, the infrastructure of the charging station allows it to be located in public places. As safety elements, the station has an emergency button to stop EV charging, ground connections for the entire electrical system and a differential switch. The infrastructure of the station also allows it to be scalable, that is to say that in the future another charging system can be placed with its respective charging connector and thus charge two electric vehicles simultaneously. A study of charging infrastructures is carried out in mode 3, which are commonly referred to as semi-fast charging stations in AC under the IEC 61851-1 standard, while fast charging stations, which work in DC, are grouped under mode 4 of IEC 61851-23. To provide security to the station, several cases were simulated in which unsafe conditions could occur when charging the electric vehicle. Finally, a communication protocol is implemented between the charging station and a server, similar to the OCPP communication protocol, stored in the application platform as a Heroku service. This server has the capacity to manage multiple stations, data validation to allow transactions, display of information in real time in web browsers and data management such as users, cards, transactions, etc. Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones Cuenca 2021-03-24T14:34:22Z 2021-03-24T14:34:22Z 2021-03-24 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/35928 spa TET;100 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 159 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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