Cada vez mais, as advertências e a realidade das alterações climáticas têm sido alvo de uma preocupação de âmbito mundial. Neste sentido, exige-se uma mudança no paradigma do setor de transportes e do setor de energia, capaz de garantir as exigências do consumo elétrico aliado a um futuro sustentável. A entrada da mobilidade elétrica na alteração do paradigma, em ambos os setores referidos, aparenta ser uma potencial estratégia capaz de reduzir o nível de poluição, a dependência dos combustíveis fósseis e, consequentemente, dos interesses geopolíticos petrolíferos, melhorar a gestão da rede elétrica e alterar o modelo de negócio da rede elétrica beneficiando o consumidor.
A nível nacional, o governo Português propôs para as Grandes Opções do Plano de 2018 a obrigatoriedade de as novas habitações e/ou garagens terem um ponto de carregamento para um veículo elétrico (VE) a partir de 2019. Assim, com o previsível crescimento e investimento, surge a oportunidade de desenvolver sistemas inovadores de eletrónica de potência para o VE que o enquadrem, não apenas como uma carga adicional para a rede elétrica, mas como uma mais valia capaz de operar dinamicamente de acordo com os requisitos da rede elétrica. Em concreto, no âmbito desta dissertação é proposta uma nova topologia de conversor de eletrónica de potência para o sistema de carregamento bidirecional do VE no contexto de smart grids. Assim sendo, desde logo, é uma grande motivação o desenvolvimento de uma nova topologia de um conversor, aliado a novos modos de operação para o VE, e com a capacidade de contribuir para à dinamização da I&D aplicada à mobilidade elétrica.
A motivação primordial para a escolha desta dissertação foi com certeza, a combinação dos interesses pessoais desde a nascença pelo setor automóvel e pela área da eletrónica de potência. Por último, e não o menos significativo, é o facto de o tema desta dissertação estar incorporado no âmbito do projeto POCI‑01‑0145‑FEDER‑016434 Enhancing Smart GRIDs for Sustainability com financiamento da Fundação para a Ciência e a Tecnologia.
O objetivo em destaque desta dissertação visa o desenvolvimento de uma nova topologia de carregador on‑board de baterias bidirecional para um VE, considerando operação no contexto de smart grids. Além disso, é também objetivo desta dissertação satisfazer os regulamentos da qualidade de energia elétrica, nomeadamente, a operação com corrente sinusoidal e com fator de potência unitário nos modos de operação: grid‑to‑vehicle (G2V), vehicle‑to‑grid (V2G), vehicle‑for‑grid (V4G) e vehicle‑to‑home (V2H). É importante ressalvar que esta dissertação assenta na continuação dos diversos projetos de mobilidade elétrica do Grupo de Eletrónica de Potência e Energia (GEPE) da Universidade do Minho, contribuindo com modos de operação atualizados, bem como uma nova topologia de conversor de eletrónica de potência como o título refere. Para atingir estes objetivos, esta dissertação envolverá as seguintes tarefas: