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The energy stored in the batteries of stationary electric vehicles can be exploited to implement smart Vehicle2Grid (V2G) functions by using bidirectional on-board chargers capable of transferring both active and reactive power. To improve compactness, the 3-phase grid can be connected to the primary of a high-frequency (HF) transformer providing galvanic isolation via a direct AC/AC (matrix) converter. This paper focuses on a topology with a 3x3 matrix stage combined with a 3-phase transformer and proposes a control strategy based on a systematic state-selection algorithm together with a simple formulation of the application times. In this way, the transistors are turned on under soft-switching (ZVS) conditions regardless of the phase shift of the current drawn from or injected into the AC grid, enabling high efficiency, compact size, and reduced electromagnetic interference. Performance comparison with respect to conventional topology is also provided.

Ce projet porte sur le développement d’une méthode de commande spécifique pour un chargeur embarqué employant un convertisseur matriciel et adapté au fonctionnement V2G (vehicule-to-grid). L’objectif est de réduire les pertes d’énergie pendant la commutation et d’améliorer le rendement du système tout en rendant le convertisseur plus compact. La commande utilise une méthode dite de commutation douce (ZVS): les transistors sont commandés à l’état passant uniquement quand la tension à leurs bornes est nulle, ce qui évite les pertes et les auto-échauffements. La méthode proposée détermine les meilleurs instants de commutation de manière systématique en fonction des tensions du réseau et des courants de référence, même lorsque ceux-ci ne sont pas en phase. Le convertisseur a été simulé sur le logiciel PLECS avec un réseau triphasé de 400 V pour une puissance de 22 kVA. Les résultats montrent que les courants produits sont bien sinusoïdaux, que toutes les commutations se font à pertes réduites, et que la taille des composants peut être minimisée tout en améliorant le rendement. Ce travail contribue à la mobilité électrique durable, en rendant les chargeurs de véhicules plus compacts, fiables et économes en énergie.

L’énergie stockée dans les batteries des véhicules électriques à l’arrêt peut-être exploitée pour mettre en œuvre des fonctions intelligentes de type Vehicle2Grid (V2G) par l’emploi de chargeurs embarqués bidirectionnels susceptibles de transférer à la fois de la puissance active et réactive. Afin d’augmenter la compacité, le réseau triphasé peut être lié au primaire du transformateur haute fréquence (HF) assurant l’isolation galvanique via un convertisseur AC/AC direct (matriciel). Ce papier s’intéresse à une structure à étage matriciel 3x3 associé à un transformateur triphasé, et propose une commande basée sur un algorithme systématique de sélection d’états associé à une formulation simple des durées d’application. La mise en conduction des transistors s’effectue ainsi en commutation douce (ZVS) quel que soit le déphasage du courant prélevé ou injecté sur le réseau AC, permettant un rendement élevé ainsi qu’un faible encombrement et des perturbations électromagnétiques réduites.