1

8/11/2025

Giới thiệu đề tài nghiên cứu, thiết kế bộ biến đổi điện tử công suất cho xe điện có chức năng Vehicle-to-Load

GVHD: PGS. TS. Vũ Hoàng Phương(HUST)

TS. Kiều Hữu Phúc(SNUST)

Đào Mạnh Quân 20222366

Phạm Quốc Cường 20222225

Đậu Minh Long 20222325

Sinh viên thực hiện:

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SCHOOL OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING

2

8/11/2025

MỤC LỤC

I

Tổng quan về ứng dụng Vehicle-to-Load trên xe điện

​

IV

III

Mạch lực bộ biến đổi cho ứng dụng Vehicle-to-Load

​

Các hướng nghiên cứu

II

Cấu trúc bộ biến đổi cho ứng dụng Vehicle-to-Load

​

V

Hệ thống thực nghiệm bộ biến đổi cho ứng dụng Vehicle-to-Load

​

3

8/11/2025

I

Tổng quan về ứng dụng Vehicle-to-Load trên xe điện

​

Hình. 1. Global number of EVs in use (by 2024).[1]

Hình. 2. Vehicle-to-Everything (V2X) [2]

1 Global EV Data Explorer – Data Tools - IEA

2 Thompson, Andrew W., and Yannick Perez. "Vehicle-to-Everything (V2X) energy services, value streams, and regulatory policy implications." Energy Policy 137 (2020).

​

​

• Sự phát triển mạnh mẽ của xe điện
• Xe điện: 26 triệu xe(2022) → 40 triệu xe(2023) tăng 54%, ước tính năm 2030 khoảng 236 triệu xe.[1]

​

• Các ứng dụng của xe điện vì thế cũng được phát triển (V2X)

​

• V2G, V2H, V2B*[2]:
• Cần hệ thống lắp đặt phức tạp
• Gặp thách thức về chính sách, tiêu chuẩn, logictics,…

​

• V2L:
• Đơn giản, nhỏ gọn
• Phù hợp với các chuyến du lịch, dã ngọại, các tình huống khẩn cấp,…

​

• V2L(Vehicle-to-Load) có tiềm năng lớn để phát triển.

*V2G(Vehicle-to-Grid), V2H(Vehicle-to-Home), V2B(Vehicle-to-Building)

​

​

4

8/11/2025

II

Cấu trúc bộ biến đổi cho ứng dụng Vehicle-to-Load

​

Hình. 3. Vehicle-to-Load overview

Hình. 4. Lưới điện trên toàn cầu.[3]

• Để đáp ứng hầu hết các thiết bị bộ biến đổi được thiết kế với công suất tối đa là 2,4 kW
• Bộ biến đổi gồm 2 tầng DC-DC và DC-AC:
• DC-DC(IBFB-LLC (Pin 400V), FB-LLC(Pin 750V))*: Biến đổi điện áp dải rộng từ pin thành mức điện áp DC-Bus cố định và tạo ra sự cách ly giữa tải và pin.
• DC-AC(Split-phase Inverter): Biến đổi điện áp DC-Bus thành điện áp xoay chiều có biên độ và tần số phù hợp. ​
• Để phù hợp lưới điện nhiều quốc gia trên thế giới (Hình 5) đầu ra bộ biến đổi có tần số 50Hz có thể hoạt động với điện áp đầu ra 240V(2,4 kW) và 120V(1,2 kW).
• Có thêm các bộ lọc nhiễu điện từ EMI

​

​

*IBFB-LLC(Interleaved Boost FullBridge LLC), FB-LLC(FullBridge LLC)

3 Industrial & Commercial Generator Solutions - Generator Source

Bảng. 1. Công suất các thiết bị gia dụng

5

8/11/2025

III

Mạch lực bộ biến đổi cho ứng dụng Vehicle-to-Load

Hình. 6. Cấu trúc mạch lực bộ biến đổi V2L

Hình. 5. Vehicle-to-Load 2 Stages

6

8/11/2025

IV

Các hướng nghiên cứu

4.1. Nghiên cứu cải thiện hiệu suất trong vùng tải nhẹ(tầng DC-DC)

• Bộ nguồn trên thực tế vận hành các thiết bị dân dụng chủ yếu vận hành ở vùng tải nhẹ và tải vừa
• Cải thiện hiệu suất tại vùng tải nhẹ được quan tâm

• Sử dụng Burst Mode thay thế cho phương pháp điều chế PWM-Fixed Frequency thông thường

• Kết hợp điều khiển tần số(PFM) và điều khiển góc dịch pha(PSM)
• Trong vùng tải nhẹ khi sử dụng phương pháp điều khiển Phase Shift Modulation(PSM) sẽ có được hiệu suất cao hơn so với khi điều khiển tần số

​

Burst Mode mang lại hiệu quả rõ rệt

Hình. 7. So sánh hiệu suất khi dùng Burst Mode và PWM-Fix Frequency

7

8/11/2025

IV

Các hướng nghiên cứu

4.2. Nghiên cứu chuyển đổi trạng thái Full-Bridge LLC và Half-Bridge LLC

• Với dải pin(470V-880V) mạch hoạt động ở chế độ Half-Bridge bằng cách điều khiển sao cho Mosfet S3 luôn khóa trong khi Mosfet S4 luôn mở
• Với dải pin (260V-460V) mạch hoạt động ở chế độ Full-Bridge như thông thường

​

• Chuyển đổi trạng thái giữa 2 chế độ như trên cũng áp dụng khi ta muốn thay đổi điện áp đầu ra tầng DC-DC ở mức 400V xuống 200V. Từ đó có thể cung cấp cho đầu ra tầng DC-AC điện áp xoay chiều tương ứng 240V(công suất 2,4kW) và 120V(công suất 1,2kW)

​

• Khi Pin có dải điện áp rộng(260V-880V) mạch cộng hưởng LLC phải hoạt động trong dải tần số rất rộng dẫn đến khó khăn trong việc điều khiển ổn định, tăng độ phức tạp mạch điều khiển.
• Kết hợp điều khiển 2 chế độ Full-Bridge(FB) và Half-Bridge(HB) trên cùng một cấu trúc mạch lực Full-Bridge LLC.

8

8/11/2025

IV

Các hướng nghiên cứu

4.3. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

• Nghiên cứu phương pháp tách công suất chủ động cho mạch Split-phase Inverter(tầng DC-AC)

​

• Nghiên cứu các phương pháp điều khiển để nâng cao hiệu suất tầng DC-DC

​

• Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiễu điện từ EMI đến bộ biến đổi

​

• Chạy thực nghiệm bộ biến đổi với công suất tối đa (2,4kW) dựa trên những nghiên cứu đã làm

9

8/11/2025

V

Hệ thống thực nghiệm bộ biến đổi cho ứng dụng Vehicle-to-Load

Hình. 8. Hệ thống thực nghiệm bộ biến đổi Vehicle-to-Load tại P. E403 – C7.

1. Tải điện tử ITECH AC/DC Electronic load IT8617, công suất 5.4kW.

2. Biến áp tự ngẫu LiOA S3-435, điện áp ra 0 - 250VAC (một pha).

3. Module chỉnh lưu cầu diode một pha tạo điện áp DC đầu vào.

4&7. Đồng hồ vạn năng METREL MD9060 đo điện áp DC đầu vào và điện áp DC-Bus.

5. Hệ thống hai tầng biến đổi Vehicle-to-Load.

6. Nguồn 12V.

7. Osilloscope KEYSIGHT DSOX1204A 70MHz.

9. Máy tính thực hiện chương trình phần mềm (firmware) cho hệ thống.

Ngoài ra: que đo dòng điện & điện áp cách ly, …

Các thiết bị sử dụng trong hệ thống thực nghiệm

10

8/11/2025

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SCHOOL OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING