Energetic Macroscopic Representation and Inversion-Based Control of a Multi-Level Inverter with Integrated Battery for Electric Vehicles

Représentation énergétique macroscopique et contrôle par inversion d'un convertisseur multi-niveau intégrant des batteries pour véhicules électriques

Clement Mayet (1, 2) , Denis Labrousse (1, 2) , Rihab Bkekri (1) , Francis Roy (3) , Gaël Pongnot (1, 4)

1 SATIE - Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie
2 CNAM - Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM]
3 Stellantis France
4 ENS Paris Saclay - Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay

This paper deals with the Energetic Macroscopic Representation (EMR) of a Multi-Level Inverter with Integrated Battery (MLI-IB) for electric vehicles. The MLI-IB consists of modular cascaded modules connected in series. Each module is composed by an individual battery and an H-bridge converter. An inversion-based control is deduced from the EMR to control the output voltage. In addition, the MLI-IB is managed to balance the state-of-charge of the batteries between the various modules.

Cet article traite de la représentation énergétique macroscopique (REM) d'un onduleur multi-niveau avec batterie intégrée (MLI-IB) pour les véhicules électriques. Le MLI-IB est constitué de modules connectés en série. Chaque module est composé d'une batterie individuelle et d'un convertisseur à pont en H. Une commande par inversion de modèle est déduite de la REM pour contrôler la tension de sortie. En outre, le MLI-IB est géré de manière à équilibrer l'état de charge des batteries entre les différents modules.

Mots clés: Electric Vehicles; Integrated Battery System; Multi-Level Inverter; Simulation and Control; Battery Management System; Energetic Macroscopic Representation

Mots clés: Véhicule électrique; Batterie; Onduleur multiniveau; Simulation et contrôle; System de gestion de la batterie; Représentation énergetique macroscopique

Domaines: Energie électrique; Automatique / Robotique

Clement Mayet, Denis Labrousse, Rihab Bkekri, Francis Roy, Gaël Pongnot. Energetic Macroscopic Representation and Inversion-Based Control of a Multi-Level Inverter with Integrated Battery for Electric Vehicles. 2021 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC 2021), Oct 2021, Gijon, Spain. ⟨10.1109/VPPC53923.2021.9699228⟩. ⟨hal-03667744v2⟩