Diseño y Desarrollo de Nuevo Cargador Ultra-Rápido Multiprotocolo con Capacidad Vehicle to Grid para Vehículos Eléctricos Livianos y Medianos - (:unkn) unknown (My University, 2026)
Un tercio del consumo energético final en Chile corresponde al sector transporte y, de esta fracción, el 98% corresponde a derivados del petróleo, lo que implica cerca de un 20% del total de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) del país. Esta situación plantea la necesidad urgente de implementar políticas públicas que apunten a un uso eficiente de la energía en el sector transporte para reducir los efectos en el medioambiente, pero también para disminuir la dependencia de Chile de combustibles importados y la vulnerabilidad que ello tiene aparejado. Los vehículos eléctricos presentan una interesante oportunidad en Chile y el mundo para alcanzar las metas descritas, pues en la actualidad presentan una mayor eficiencia en términos energéticos y al mismo tiempo, ayudarían a reducir la emisión de GEI al obtener su energía de una matriz energética con creciente participación de fuentes renovables. Sin embargo, la posición de Chile en el mercado automotriz, particularmente en cuanto a vehículos eléctricos, es baja, por lo que el estado de Chile ha planteado políticas públicas para potenciar el desarrollo de la electromovilidad. Se estima que un 40% de los vehículos privados, y el 100% de la flota de transporte público, sean eléctricos a 2050. Esto impone numerosos retos, principalmente para la red de carga. Diversos estudios proyectan un requerimiento de más de 4 millones de vehícuos eléctricos y 130.000 cargadores para el 2050. La tendencia al 2050 es el desarrollo de vehículos eléctricos livianos y medianos con baterías cercanas a los cientos de kW, por lo que se proyecta la necesidad de desarrollar cargadores rápidos y ultra-rápidos con capacidad Vehicle to Grid. En este contexto, en este proyecto se propone diseñar e implementar un nuevo Cargador Ultra-Rápido basado en el Convertidor Modular Multinivel Serie-Paralelo, para proporcionar con Capacidad Vehicle to Grid para vehículos eléctricos livianos y medianos. Se espera que el cargador propuesto proporcione carga rápida y ultrarrápida, modularidad y escalabilidad, puntos de carga múltiple y operación multiprotocolo, resistencia a fallas y servicios V2G. Durante el proyecto se desarrollarán modelos matemáticos y estrategias de control que permitan la correcta operación del cargador. Estos modelos se validarán a través de simulaciones computacionales que permitirán diseñar los parámetros de un Prototipo Mínimo Viable que será construido. En base a las validaciones de simulación y experimentales se espera validar la nuevo topología de Convertidor Modular Multinivel Serie-Paralelo y sistemas de control que permitan operación modular y escalable, con capacidad de operación ante fallas, aplicaciones de Vehicle-to-Grid, alta calidad de energía, bajas pérdidas y operación multiprotocolo.
Keywords: ELECTRICAL VEHICLES; ELECTROMOBILITY; MODULAR MULTILEVEL CONVERTERS (MMCS)