Implementación y control de un prototipo de convertidor DC-DC bidireccional aislado de alta eficiencia para vehículos eléctricos ligeros - Alarcón Lucio, Cristofer Alexander (2025)
La creciente demanda de sistemas de almacenamiento y transferencia eficiente de energía en vehículos eléctricos ligeros ha generado la necesidad de contar con convertidores DC-DC bidireccionales que permitan gestionar flujos de energía en ambos sentidos con altos niveles de eficiencia, seguridad y estabilidad, ya que actualmente existe una limitada oferta de prototipos experimentales con estas características, lo que restringe el avance de soluciones tecnológicas en este sector. Por esta razón, el objetivo de esta investigación fue diseñar, implementar y controlar un prototipo experimental de convertidor DC-DC bidireccional aislado de alta eficiencia, orientado a su aplicación en vehículos eléctricos ligeros, capaz de operar en modo de carga y descarga, garantizando una transferencia de energía estable y eficiente, y evaluando su desempeño mediante simulación y validación experimental. La metodología aplicada consistió en realizar una revisión teórica de las distintas topologías de convertidores bidireccionales, seleccionando una configuración Full-Bridge aislada por sus ventajas operativas. Se desarrolló la simulación del sistema en MATLAB/Simulink, implementando controladores PI para regular la transferencia de energía en ambos sentidos y analizar su comportamiento dinámico. Posteriormente, se construyó un prototipo físico a nivel de laboratorio, integrando una tarjeta de control embebido para gestionar su operación digital, realizándose pruebas bajo distintas condiciones de carga. Los resultados obtenidos mostraron que el convertidor presentó un desempeño eficiente, alcanzando una eficiencia superior al 92% en condiciones nominales, con una adecuada regulación de tensión y corriente, manteniendo los parámetros dentro de los márgenes establecidos y conservando estabilidad ante variaciones de carga. Se concluye que es viable diseñar e implementar un convertidor DC-DC bidireccional aislado de alta eficiencia para vehículos eléctricos ligeros, cumpliendo con los objetivos propuestos y ofreciendo una alternativa tecnológica para optimizar la gestión energética en sistemas de movilidad eléctrica.