I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv e  S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  1 6 ,   No .   2 ,   J u n e  2 0 2 5 ,   p p .   683 ~ 6 94   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 1 6 . i 2 . p p 6 8 3 - 694          683       J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Set  up  of a seco nd a ry  on - bo a rd charg er f ed  by  P V D C   sta tion  with  g rid  inj e ctio n f o r f a st  charg in g  t he re cent  cit y   c a rs       M o ha m ed  Arr a ch 1 ,   F a t ima   E zz a hra   T a hiri 2 ,   Ab des s la m   L o k rit i 1 ,   K ha lid   Chik h 1   1 S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y   f o r   t h e   E n g i n e e r   La b o r a t o r y ,   S u l t a n   M o u l a y   S l i m a n e   U n i v e r si t y - EN S A ,   K h o u r i b g a ,   M o r o c c o   2 En e r g y   a n d   E l e c t r i c a l   S y st e ms L a b o r a t o r y ,   H a ssa n   I I   U n i v e r s i t y - EN S E M   C a sa b l a n c a ,   C a sa b l a n c a ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   1 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J an   1 6 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   1 ,   2 0 2 5       In   th is  a rti c le,  we   p ro p o se   a   se c o n d a r y   h i g h - p o we r  c h a rg e r  p r o v id e d   b y   a   p h o to v o lt a ic  so u rc e   with   g ri d   c o n n e c ti o n .   Th e   h ig h - p o we r  c h a rg e r  is  c o m p o se d   of   a   p h a se   sh ift   fu ll   b rid g e   (P S F B)  DC - DC  c o n v e rter  c o n tro ll e d   b y   a   c o n sta n t  v o lt a g e   c o n sta n t  c u rre n t  a lg o rit h m   b a se d   o n   P I  c o n tro l .     Th e   first  sta g e   is  c o m p o se d   o f  a   P V   p a n e l  so u rc e ,   c o n tro ll e d   b y   a   f u z z y   lo g ic  u sin g   a   m a x imu m   p o we r  p o i n t  tra c k in g   (M P P T)  a lg o rit h m ,   a ss o c iate d   with   a   sy n c h r o n o u s   b o o st   c o n v e rter  t o   s e t  u p   t h e   v o l tag e   a t   th e   sta n d a r d   c o m m o n   400   V  b u s  lev e l.   W h il e   t h e   c h a rg e r  is  a   se c o n d   sta g e   c o m p o se d   of   a   p h a se   sh ift   c o n v e rter  fo r  ste p   d o wn   a n d   a d a p ti n g   t h e   v o lt a g e   a n d   th e   c h a rg in g   c u rre n t  fo r  th e   b a tt e r y   o f  th e   u r b a n   e lec tri c   c a r.   We  h a v e   a lso   p ro p o se d   th e   g rid   c o n n e c ti o n   wit h   a   sim p le o p t imiz a ti o n   to   in jec t  th e   g e n e ra ted   p o we r  in t o   th e   e lec tri c a l  g ri d   wh e n   n o   c a r  is  c o n n e c ted   to   t h e   p o we r  sta ti o n .   T o   a c h iev e   th is  g o a l ,   sim u latio n   re su lt s  o f  th e   p ro p o se d   c o n fi g u ra ti o n   c o n tro l  tec h n iq u e s   b y   u sin g   t h e   M ATLAB/ S imu li n k   e n v iro n m e n t  a re   p re se n ted   a n d   d isc u ss e d   a t  th e   e n d   o f  th is  p a p e r.   K ey w o r d s :   C ity   ca r s   Fas t c h ar g e   Fu zz y   lo g ic   Gr id   in jectio n   MPPT   Ph ase - s h if t c o n v er ter   PV so u r ce   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h am ed   Ar r ac h   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y   f o r   th e  E n g in ee r   L ab o r ato r y ,   Su ltan   Mo u lay   Sli m an e  Un iv e r s ity - E NSA  Kh o u r ib g a,   Mo r o cc o   E m ail:  m o h am ed . ar r ac h @ u s m s . ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   Mo b ilit y   to d ay   c o n s titu tes  o n e  o f   th e  m aj o r   ch allen g es  o f   th e  en er g y   tr an s itio n .   I n   ad d itio n   to   th e   ec o n o m ic  c o s t  o f   ac q u ir in g ,   u s in g ,   an d   m ain tain in g   a  v eh icl e,   it  h as  a  s ig n if ican t  im p ac t  o n   th e  en v ir o n m en t,   p ar ticu lar ly   in   ter m s   o f   g r ee n h o u s e  g as e m is s io n s .   Du e  to   en v ir o n m e n tal   co n ce r n s ,   elec tr ic   v eh icles  ( E Vs )   ar e   b ec o m in g   m o r e  an d   m o r e   co m m o n   in   th e   au to m o b ile  i n d u s tr y   [ 1 ] .   To   m itig ate  clim ate   ch an g e,   g r ee n h o u s e  g as  em is s io n s ,   an d   p o o r   air   q u ality ,   elec tr if y in g   tr an s p o r tatio n   is   s ee n   a s   a  p r o m is in g   alter n ativ e  to   tr ad itio n al  f u el  s o u r ce s   [ 2 ] .   T h e  s tar tin g   p o in t  f o r   t h in k i n g   ab o u t  s u s tain ab le  m o b ilit y   is   b ased   o n   th e  c h o ice  o f   m ea n s   o f  tr an s p o r t,  a n d   p ar ticu lar ly   ca r s .   T h e  a u to m o tiv e   m ar k et  h as  b ee n   ev o lv in g   r ap i d ly   in   r ec en t  y ea r s ,   an d   p ar ticu lar ly   i n   r ec e n t  m o n th s ,   to   o f f er   m o r e  an d   m o r e  s o lu tio n s   to   m ee t  r e g u lato r y   an d   en v ir o n m en tal   co n ce r n s ,   a n d   as  is   k n o wn ,   th e  tr an s p o r tatio n   s ec t o r   s h o u ld er s   a  s ig n if ican t  b u r d e n ,   ac co u n tin g   f o r   ap p r o x im ately   6 2 . 3 % o f   g lo b a l f u el  co n s u m p tio n   in   a  f ew  y e ar s   [ 3 ] .   T h e  is s u es  in   EV   tech n o lo g y   d ev elo p m en t  a r e  b atter y   tu b e  ca p ac ity ,   h ea v y - s ize  b at ter ies,  f ast   ch ar g in g ,   an d   s af e  ch a r g in g   in f r astru ctu r e.   I n   th is   v is io n ,   m a n y   m ajo r   m a n u f ac tu r er s   ar e  n o w  ex p r ess in g   th eir   am b itio n   to   b ec o m e   lead er s   in   th e  elec tr ic  ca r   s ec to r .   I n d ee d ,   elec tr o m o b ilit y   c o r r esp o n d s   to   th e   u s e  o f   elec tr ic   v eh icles.  T h ese  co m e  in   all  ty p es  an d   ca n   b e  clas s i f ied   in to   th r ee   ca teg o r ies :  f u lly   elec tr ic  v eh icles ,  ex ten d ed   r an g e  elec tr ic  v eh icl es ,   an d   h y b r id   v eh icles.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 :  6 8 3 - 6 9 4   684   I n   o u r   ca s e  s tu d y ,   we  wan t to   d ea l w ith   a  ty p e  o f   u r b an   elec t r ic  ca r   th at   is   in cr ea s in g ly   r ec o m m en d e d   in   u r b an   tr an s p o r t.  Mo r e o v er ,   s ev er al  m an u f ac tu r e r s   h av e  lau n ch ed   th eir   o wn   ca r s   to   m ee t  n ew  r eq u ir em en ts   f o r   g r ee n   a n d   s u s tain ab le   tr an s p o r t.   T h is   ty p e  o f   ca r   is   ch ar ac ter ized   b y   it s   s p ee d   lim it  o f     45   k m /h   a n d   its   s m all  s ize.   I t  h as  a  5 . 8   k W h   b atter y   an d   a  r an g e  o f   7 5   k m .   Ho wev er ,   to   m ee t  th e  ac tu al   p u r p o s e  o f   th e  E Vs  ( r ed u ctio n   in   air   p o llu tio n ,   r ed u ctio n   in   f o s s il  f u el  d ep en d en cy ,   a n d   an   in cr ea s e  in   en er g y   s ec u r ity ) ,   th e  elec tr ic  en er g y   n ee d ed   f o r   ch a r g in g   t h e  E Vs  s h o u ld   co m e  f r o m   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s   [ 4 ] .   As  a  r en ewa b le  an d   clea n   en er g y ,   p h o to v o ltaic  ( PV )   en er g y   ca n   b e  p r o d u ce d   a n y wh er e ,   in clu d in g   u r b an   ar ea s   f o r   E V  ap p licatio n s   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   We   p r o p o s e  in   th is   wo r k   a  h ig h - p o wer   a u to n o m o u s   an d   o f f - b o a r d   s ec o n d a r y   ch ar g er   b ased   o n   a  p h o to v o ltaic  s o u r ce   with   a  m i x   o f   co n v er ter   to p o lo g ies  an d   a  m ix   o f   lin ea r   an d   n o n - lin ea r   co n tr o l.   Dif f er e n t   f ast  ch ar g er   to p o lo g ies  a r e  av ailab le  d ep en d in g   o n   th eir   ap p licatio n s   [ 7 ] .   T h e   n ee d   f o r   c h ar g in g   s tatio n s   h as   b ec o m e  cr u cial  [ 8 ] .   C ar   d r iv e r s   n ee d   ea s y   ac ce s s   to   f ast  ch ar g in g   s tatio n s   to   r ed u ce   th e  s tr e s s   o f   s ea r ch in g   f o r   ch ar g in g   p o in ts   an d   th eir   f ea r   ab o u t  t h eir   b atter y   life .   At  th e   s am e  tim e,   it  is   n ec ess ar y   to   d ev elo p   m u ch   m o r e  av ailab ilit y   o f   ch a r g in g   p o in ts   with   a  g o o d   co n n ec ted   d is tr ib u tio n   m ap   an d   o p tim al  co s t o f   th eir   u s e  [ 9 ] .   C h ar g in g   th e  u r b a n   v eh icle  r eq u ir es  a  s i n g le - p h ase  ch ar g e r   with   a  p o wer   o f   1 . 8   k W   at  d if f er en t   p o in ts   in   th e  city ,   with   a  ch a r g in g   tim e  o f   3   h o u r s .   Ho we v er ,   o u r   p r o p o s al  o f f er s   a  h ig h - p o wer   s ec o n d ar y   ch ar g er   th r o u g h   a  DC   b u s   f ast  ch ar g in g   s tatio n   with   a   p o w er   o f   3 . 6   k W   to   r ed u ce   th e  c h ar g in g   tim e   an d   th e   o cc u p an c y   tim e  o f   th e  city   ca r .   T h e  ch ar g in g   s tr u ctu r es c an   b e  AC   an d   DC   g r id - b ased   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .   C h ar g in g   ca n   b e  o f   b o th   ty p es -   AC   an d   DC   ch ar g in g .   AC   ch ar g in g   g en er ally   s p ec if ies  lev el  1   a n d   lev el  2   c h ar g in g   f o r   o n - b o ar d   ch ar g er s ,   wh ile   DC   ch ar g i n g   is   co n s id er ed   L e v el  3   c h ar g i n g   t h at  r eq u ir es  o f f - b o a r d   c h ar g e r s   [ 1 2 ] .   T h e  p r o p o s ed   s ch em e   f o r   th e  b atter y   r ec h ar g in g   s y s tem   is   b ased   o n   th e  s etu p   o f   a  m u ltip o r t  co n f ig u r atio n   f o r   r ec h ar g in g   elec tr ic  ca r s   to   en s u r e  m u lti - u s e   f o r   o th er   ty p es  o f   ca r s .   Fas t   ch ar g in g   v ia  a  DC   b u s   ch ar g er   at  4 0 0   VD C   p o wer ed   b y   a  PV  s o u r ce   an d   a   s ec o n d ar y   o n - b o ar d   ch ar g er   o n   th e   u r b an   ca r   b ased   o n   a   f u ll   b r id g e  p h ase  s h if t  DC - DC   co n v er ter   ( PS FB ) .   T h e  n o v elty   o f   th is   ap p r o ac h   is   to   u p g r ad e  th e  e x is tin g   c o n f ig u r atio n   o f   ch ar g in g   m et h o d s .   We   p r o p o s e  ad d in g   a  h ig h - p o wer   s ec o n d ar y   o n - b o ar d   ch a r g er   n ex t  to   th e   f ir s t  ex is tin g   o n e.   T h e  n o v elty   o f   th is   co n f ig u r atio n   is   th at  t h e  elec tr ic   ca r   ca n   b e  c h ar g ed ,   in   a d d it io n   to   t h e  s in g le - p h ase  ch ar g e r ,   with   a  DC   s tatio n   f ed   b y   PV  p an els  to   m ee t  th e  n eu tr al  ca r b o n   ch a r t ,   esp ec ially   in   m o b ilit y   ac tiv ity .   To   d is cu s s   f u r th er   th e  im p r o v em e n t  p r o p o s ed   in   th i s   wo r k ,   th e  p ap er   is   d iv id e d   in to   th r ee   s ec tio n s .   T h e  f ir s t  o n e  is   ab o u t  th e  o v er v iew  o f   th e  s ch em a  o f   th e  p r o p o s al.   T h e  s ec o n d   is   ab o u t  th e  th eo r etica l  d is cu s s io n   o f   th e  cir cu it.  T h e  th ir d   o n e  is   ab o u t  t h e  s im u lat io n   in   MA T L AB /Si m u lin k   an d   th e  r esu lts   d is cu s s io n .   I n   th e  en d ,   we  h a v e  th e   co n clu s io n   an d   d is cu s s io n   o f   f u r th er   p er s p ec tiv es in   th e  co m m o n   wo r k s .       2.   M E T H O D   2 . 1 .     O v er v iew  o f   t he  pro po s it io n   As  in itially   d is cu s s ed   in   th e  in tr o d u ctio n ,   th e  m ain   co n tr i b u tio n   is   b ased   o n   s ettin g   u p   th e  u r b a n   elec tr ic  ca r   with   a   s ec o n d ar y   h ig h - p o wer   o n - b o ar d   ch ar g er   in   ad d itio n   to   t h e  ex is tin g   o n - b o ar d   ch ar g er .   T h is   s ec o n d   ch a r g er   ca n   b e  p lu g g ed   d ir ec t ly   in to   a   h ig h   DC   c h ar g in g   s tatio n   b ased   o n   a  p h o to v o ltaic  s o u r ce ,   wh ich   will a ls o   b e  d ev elo p ed   i n   th is   wo r k .   I n   f ac t,  as  s h o wn   in   Fig u r e  1 ,   we  p r o p o s e  an   u p g r a d e  o f   th e  ex is tin g   s in g le  s o ck et  to   a   co n f ig u r atio n   o f   m u lti - s o ck et  wh ich   co n tain s   a  s o ck et  f o r   AC   ch ar g er   as c o n v en tio n al  ch ar g e r   with   a  m ax im u m   p o wer   lev e l   o f   1 . 8   k W   an d   an o th e r   s o ck et  f o r   f ast  ch ar g in g   th r o u g h   th e  s ec o n d ar y   o n - b o ar d   ch a r g er   wi th   a  p o wer   lev el  o f   3 . 6   k W .   T h e  p r o p o s ed   co n f ig u r atio n   h as  m an y   ad v a n tag e s   to   o v er c o m e  th e  ac t u al  o n e   in   t er m s   o f   p o wer   lev els ca p ab ilit y   an d   to   m ee t a   r ed u n d an cy   r ein f o r ce d   b y   a d d in g   a  s ec o n d   ch ar g er .           Fig u r e  1 .   T h e  p r o p o s ed   m u lti - s o ck et  co n f ig u r atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       S et  u p   o f a   s ec o n d a r y  o n - b o a r d   ch a r g er fed   b y   P V   DC   s ta tio n   w ith   g r id   in jectio n   fo r   …   ( M o h a med   A r r a ch )   685   I n   th e  f o llo win g   d escr ip tio n   m en tio n ed   in   Fig u r e  2 ,   th e  c o n v en tio n al  ch ar g i n g   is   f ed   o n ly   b y   AC   s in g le  p h ase  t h r o u g h   th e   lo w  v o ltag e  d is tr ib u tio n   g r id   with   a  p o wer   lim itatio n   o f   1 . 8   k W .   W h ile  th e  p r o p o s ed   co n f ig u r atio n   co n s is ts   o f   m ain tain in g   th e  co n v en tio n al  ch a r g er   an d   ad d in g   a  s ec o n d ar y   on - b o ar d   c h ar g er   f ed ,   in   th is   ca s e,   b y   a  p h o to v o ltaic  d ir ec t  cu r r e n t  s tatio n   wh ich   c an   b e  in s talled   in   d i f f er en t  p o in ts   in   th e  city .   I n   ad d itio n   to   th is   co n f ig u r atio n ,   we  also   p r o p o s ed   a  c o u p led   in v er ter   to   ev ac u ate  th e   en er g y   p r o d u ce d   b y   th e   s tatio n   wh en   n o   ca r   is   co n n ec t ed   to   k ee p   th e  p r o p o s itio n   m o r e  u s ef u l.   I n   f a c t ,   t o   d e v e l o p   f u r t h e r   t h e  co n s i s t e n c y   o f   t h e   c o n t r i b u ti o n ,   t h e   PV   s t at i o n   is   c o m p o s e d   of   a   DC - DC   s t a g e   b a s e d   o n   a   s y n c h r o n o u s   b o o s t   c o n v e r t e r   t o   s t e p   u p   t h e   v o l t a g e   c o m i n g   f r o m   P V   p a n e l s   f r o m   3 2 0   V D C   t o   4 0 0   V D C   i n   t h e   D C   c h a r g i n g   b u s .   W e   h a v e   u s e d   a   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l   e n h a n c e d   b y   a n   M P P T   al g o r i t h m   t o   m a x i m i z e   t h e   e f f ic i e n c y   o f   P V  p a n e l s .   T h e   s e c o n d a r y   o n - b o a r d   c h a r g e r   i s   c o m p o s e d   of   a  p h a s e   s h i f t  f u l l  b r i d g e  c o n v e r t e r   ( P SF B )   c o n t r o ll e d   b y   a  c o n s t a n t   c u r r e n t   c o n s t a n t   v o lt a g e   a l g o r i t h m   u s i n g   a   P I   c o n t r o l   l o o p .     2 . 2 .     P V  a s   prim a ry   po wer   f o r  a  DC  po wer   s t a t io n   W e   t h o u g h t   a b o u t   i n t r o d u c i n g   a   r e n e w a b l e   s o u r c e   t o   a l i g n   w it h   n e w   e n v i r o n m e n t a l   r e q u i r em e n t s .   F o r   t h i s   p u r p o s e ,   w e  p r o p o s e   a   p h o t o v o l t a i c   s o u r c e   as   t h e   p r i m a r y   v o l t a g e   s o u r c e   o f   t h e  h i g h - p o w e r   DC   s t a ti o n .   To   h a v e   t h e   r e q u e s t e d   p o w e r   s o u r c e ,   a  s e r ie s   a n d   p a r a ll e l   P V   p a n e l s   c o m b i n at i o n   i s   p o s s i b l e   wi th   P V   p a n e ls   [ 1 3 ] .   Fu r th e r m o r e ,   to   b e  ab le  to   m ax im ize  th e  p o wer   e x tr a cted   f r o m   p h o to v o ltaic  p an e ls ,   s ev er al  tech n iq u es  ar e  p o s s ib le ,   in clu d in g   th e  p er t u r b   an d   o b s er v e  ( P& O)   alg o r ith m ,   m e n tio n ed   in   Fig u r e  3 .   An d   as   illu s tr ated   in   Fig u r e  4 ,   th e  alg o r ith m   p er tu r b s   th e  o p e r atin g   v o ltag e  o f   th e  PV  m o d u le  s lig h tly   an d   o b s er v es  th e  ch an g e  i n   p o wer   o u tp u t.  I f   th e  p o wer   in cr ea s es  d u e  to   th e  p er tu r b atio n ,   th e   alg o r ith m   c o n tin u es  to   p e r tu r b   in   th e  s am e  d ir ec tio n .   T h is   p r o ce s s   is   r ep ea ted   iter ativ ely   to   c o n s tan tly   tr ac k   th e   MPPT.           Fig u r e  2 .   Ov e r v iew  o f   th e  p r o p o s ed   ch ar g in g   c o n f ig u r atio n           Fig u r e   3 .   C o n v en tio n n el  P& O  MPPT  tech n iq u e       2 . 3 .     Sy nchro no us   bo o s t   wit h  P &O   a nd   f uzzy   lo g ic  co ntr o l   T h e  DC   s tatio n ,   m en tio n ed   i n   Fig u r e  5 ,   is   co m p o s ed   o f   a  s y n ch r o n o u s   b o o s t  co n v er ter   co n tr o lled   b y   f u zz y   l o g ic  to   s tep   u p   th e   v o ltag e  f r o m   3 2 0   VDC  to   4 0 0   V DC .   T h is   to p o lo g y   o f   t h e  DC - DC   co n v er ter   o f f e r s   s ev er al  ad v an ta g es  co m p a r e d   to   its   co n v en tio n al   b o o s t  with   a  d io d e.   I t  is   ca lled   s y n c h r o n o u s   b ec au s e  th e   co n tr o l o f   th e  two   s witch es S1   an d   S2   is   ca r r ied   o u t in   a  s y n c h r o n o u s   way   [ 1 4 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 :  6 8 3 - 6 9 4   686       Fig u r e  4 .   Alg o r ith m   s tep s   o f   t h e  P& O  tech n iq u e           Fig u r e  5 .   Fu ll c ir c u it o f   th e  p r o p o s ed   co n f ig u r atio n       2 . 3 . 1 .   I nd uct o r  s elec t io n   T h e  ch o ice  o f   in d u ctan ce   is   cr u cial.   I t  is   th e  p ass iv e  co m p o n en t  to   b ac k   u p   e n er g y   in   th e  co n v er ter .   T h e  g r ea ter   th e  in d u ctan ce ,   th e  s m aller   th e  r ip p le  is .   T h e  v alu e  o f   th e  in d u cto r   is   ca lcu lated   u s in g   Kir ch h o f f ’ s   law,   in   a  b o o s t to p o lo g y ,   an d   i t’ s   g iv en   b y   ( 1 )   an d   ( 2 ) .     1 =  × (  −  ) ∆ 1 ×  ×    ( 1 )     ∆ 1 = 0 . 2 × 1 ×     ( 2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       S et  u p   o f a   s ec o n d a r y  o n - b o a r d   ch a r g er fed   b y   P V   DC   s ta tio n   w ith   g r id   in jectio n   fo r   …   ( M o h a med   A r r a ch )   687   W h er e   1 :  i n d u cto r   in   ( H) ,   :   i n p u t   v o ltag e  in   ( V) ,   :   DC   b u s   v o ltag e  in   ( V) ,  1 :   i n d u cto r   cu r r en t  in   ( A) ,  ∆ 1 :   e s tim ated   r ip p le  cu r r e n t in   ( A) ,   an d    :   s witch in g   f r eq u e n cy   in   ( Hz)     2 . 3 . 2 .   DC  bu s   ca pa cit o r  s elec t io n   T h e  ch o ice  o f   DC   b u s   ca p ac ity   is   im p o r tan t.  I n   f ac t,  it  m ak es  it  p o s s ib le  to   s tab ilize  th e  v o ltag e  an d   co n tr o l   th e  r ip p le  i n   th e   v o ltag e  to   av o i d   v o ltag e  d r o p   d u r i n g   e x ce s s iv e  cu r r e n t  f l o w.   I ts   v alu e   is   ca lcu lated   u s in g   Kir ch h o f f ’ s   law  an d   g iv en   in   ( 3 )   an d   ( 4 ).     1 =  ×  × ∆    ( 3 )     ∆  = 0 . 2 ×    ( 4 )     Af ter   th e  d esig n   o f   th e  c o m p o n en ts   o f   th e   p o wer   s tag e,   t h e  p ar am eter s   o f   th e   s y n ch r o n o u s   b o o s t  co n v er ter   ar e   m en tio n ed   i n   T ab le  1 .     2 . 3 . 3 .   Desig n o f   t he  f uzzy   lo g ic  blo ck   co ntr o l   As  s h o wn   in   Fig u r e  6 ,   th e  f u z zy   lo g ic  c o n tr o l  is   d esig n ed   to   tr ac k   th e   m ax im u m   p o wer   f o r   th e  s o lar   p an el  with   th e  P& O  alg o r ith m .   It   m ea s u r es th e  v alu es o f   th e  v o ltag e  an d   c u r r en t a t th e  o u tp u t o f   th e  PV a r r ay .   At  ev er y   d is cr ete  iter atio n ,   i t  ca lcu lates   th e   PV  p o wer   to   d er iv e  th e  i n p u ts   o f   th e  c o n tr o ller   [ 1 5 ] .   B y   co m b in in g   f u zz y   lo g ic  co n tr o l   with   th e  P& O  alg o r ith m ,   th e  MPPT  s y s tem   ca n   ef f ec tiv ely   ad ap t  to   ch an g i n g   en v ir o n m en tal  c o n d itio n s   an d   u n ce r tain ties .   T h e   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller   p r o v id es  a   f l ex ib le  an d   in t u itiv e   d ec is io n - m ak in g   m ec h an is m ,   wh ile  th e  P& O  alg o r ith m   p er f o r m s   th e  iter ativ e  ad ju s tm en t  o f   th e  o p er atin g   p o in t  b ased   o n   th e  f u zz y   co n t r o ller ' s   o u tp u t.  Def u zz if icatio n   th en   tr an s lates  th e  f u zz y   o u tp u t  in to   ac tio n a b le  co n tr o l sig n als f o r   th e  MPPT  s y s tem .   T h e  lo g ic  is   tr an s lated   b y   t h e  f u zz if icatio n   o f   th e  c o m p ar is o n   b etwe en   th e   ev o lu tio n s   o f   th e   iter atio n s   b etwe en   th e  s tate s   o f   th e  er r o r s   o f   th e  v ar iab le      [ 1 6 ] .   It   tak es  a  co m b in atio n   o f   f iv e   s tates  ( N B :   n eg ativ e  b ig ,   NS:  n eg ativ e  s m all ,   Z :  z er o ,   PS :  p o s itiv e  s m all,   an d   PB :  p o s itiv e  b ig ) ,   wh ich   g iv es  a  tab le  o f   r u les  o f   2 5   co m b in atio n s   o f   s tates  d escr ib ed   in   T ab le  2 .   F u zz y   lo g ic  s tates  f r o m   T ab le   2   ar e   tr an s lated   b y   m em b er s h ip s   d e p en d in g   o n   th e  er r o r   b etwe en   t h e  iter atio n s   an d   th e   d if f er e n ce   o f   th e   er r o r .   T h ese  two   s tates  d ef in e  t h e  o u tp u t   an g le.   All  o p er atio n s   c o m b in in g   m em b er s h ip   f u n ctio n s   g en e r ate  n ew   f u zz y   s tates  b ased   o n   lo g ical  r elatio n s h ip s .       T ab le  1 .   Par am eter s   o f   s y n ch r o n o u s   b o o s t c o n v er ter   P a r a me t e r   N o t a t i o n   V a l u e   P V   i r r a d i a n c e   1000   W / m²   P V   t e m p e r a t u r e   25   °C   I n d u c t o r   1   0 . 6   µ H   D C   b u s  c a p a c i t o r   1   8   mF   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y      1 0   k H z   M a x i m a l   r a t e d   p o w e r     3 . 6   k W     T ab le  2 .   C o n tr o l c o m b i n atio n s   o f   f u z zy   lo g ic  b lo ck s   E \ ΔE   NB   NS   Z   PS   PB   NB   NB   NB   NS   NS   Z   NS   NB   NB   NS   Z   PS   Z   NS   NS   Z   PS   PS   PS   NS   Z   PS   PB   PB   PB   Z   PS   PS   PB   PB             Fig u r e   6 .  C o n tr o l d iag r am   o f   s y n ch r o n o u s   b o o s t c o n v er ter     2 . 4 .     Desig n o f   s ec o nd a ry   o n - bo a rd  cha rg er   T h e   h i g h - p o w e r   s e c o n d a r y   c h a r g e r   i s   d e s i g n e d   t o   p r o v i d e   t h e   e l e c t r ic   c a r   w i t h   a   s e c o n d a r y   a n d   b a c k u p   c h a r g e r   t o   o p t i m i ze   c h a r g i n g   ti m e   a n d ,   a t   t h e   s a m e   t i m e ,   g u a r a n t e e   c h a r g e r   a v ai l a b il i t y   a n d   r e d u n d a n c y .   T h i s   c h a r g e r   i s   b a s e d   o n   a   f u l l   b r id g e   p h a s e   s h i f t   DC - DC   c o n v e r t e r   w i t h   a   g a l v a n i c   is o l a ti o n   i n s u r e d   b y   a   h i g h   f r e q u e n c y   t r a n s f o r m e r   t o   s t e p   d o w n   t h e   v o l t a g e   f r o m   4 0 0   V D C   t o   4 8   V D C .   Se v e r a l   r e as o n s   a r e   b e h i n d   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 :  6 8 3 - 6 9 4   688   c h o i c e   o f   t h i s   t o p o l o g y   i n   t e r m s   o f   p o w e r   h a n d l i n g   a n d   i t s   b e t t e r   e f f i c i e n c y   d u e   t o   t h e   s h i f t e d   c o n t r o l   [ 1 7 ] .   A l s o ,   it  i s   e x t e n s i v e l y   e m p l o y e d   i n   m e d i u m -   a n d   l a r g e - s c a l e   p o w er   a p p l i c a t i o n s   f o r   it s   d is t i n ct   f ea t u r e s ,   s u c h   as   h i g h   v o l t a g e   c o n v e r s i o n   r a ti o ,   g a l v an i c   i s o la t i o n ,   a n d   f l e x i b il i t y   o f   o p e r a t i o n   m o d e s   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   T o   r ec h a r g e  th e   ca r   b atter y ,   we  o p ted ,   as  m en tio n e d   in   Fi g u r e  7 ,   f o r   th e   co n s tan t  v o lta g e - co n s tan t  cu r r en t m eth o d   wid ely   u s ed   in   s u ch   ap p licatio n s .   I n   f ac t,  th e  co n v er ter   c o n tr o l is p r o v id ed   b y   two   lo o p s   b ased   o n   PI   b lo ck s   d ef in e d   b y   Z ieg l er - Nich o ls ’   m eth o d .   An   in n er   cu r r en t   lo o p   f o r   cu r r en t   co n tr o l  an d   an   o u ter   lo o p   f o r   v o ltag e   co n tr o l.  W ith   co n s tan t  cu r r e n t  v o ltag e  s tr ateg y ,   t h e  b atter y   is   ch a r g ed   at  a   co n s tan t  cu r r e n t  u n til  a   p r e - s p ec if ied   v o ltag e  th r esh o l d   is   r ea ch ed ,   an d   th en   th e  c h ar g in g   s witch es  to   a  co n s tan t  v o ltag e  u n til  th e   cu r r en t  d ec r ea s es b elo w  th e  th r esh o ld   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] .   T h e  p h ase  s h if t  f u ll  b r id g e  co n v er ter ,   also   k n o wn   as   “PSF B ”,   is   co m p o s ed   of   two   leg s   A  an d   B ,   an d   f o u r   I GB T   s witch es.  T h e  v o lt ag e  f ee d s   th e  DC   b u s   v o ltag e  o f   4 0 0   VDC  in to   th e  f ir s t  s id e  o f   h i g h   f r eq u e n cy   tr an s f o r m er .   I ts   s ec o n d   s id e  i s   co n n ec ted   to   a   f u ll   d io d e   b r id g e  D1 - D4   to   r ec tify   th e   AC   wav e  th at  co m es   f r o m   th e   in p u t  s id e.   W h ile  th e  s h if ted   co n tr o l  b etwe en   th e   two   leg s   an d   o f   th is   co n v er t er   is   en s u r ed   b y   a   PW M  co n tr o l,  at  a  f ix ed   f r eq u en cy ,   co m p lem en ta r y   b et wee n   th e  two   s witch es   o f   t h e  s am e  leg .   T h e  p ar am eter s   o f   t h e  s ec o n d a r y   o n - b o ar d   ch a r g er   a n d   th e   ca r ’ s   b atter y   ar e  lis ted   r esp ec tiv ely   i n   T ab les 3   an d   4 .           Fig u r e  7 .   PI  c o n tr o l  b lo ck s   o f   th e  s ec o n d   o n - b o ar d   c h ar g e r       T ab le  3 .   Par am eter s   o f   th e  s ec o n d ar y   o n - b o a r d   ch ar g er   P a r a me t e r   N o t a t i o n   V a l u e   R a t e d   i n p u t   D C   v o l t a g e      4 0 0   V   R a t e d   o u t p u t   D C   v o l t a g e      4 8   V   Tu r n s   r a t i o     0 . 1 4   Lo w - p a ss   i n d u c t o r   2   1 . 5   mH   O u t p u t   c a p a c i t o r   2   1   mF   S w i t c h e d   f r e q u e n c y      1 0   k H z   M a x i m a l   r a t e d   p o w e r     3 . 6   k W     T ab le  4 .   Par am eter s   o f   th e  b att er y   P a r a me t e r   V a l u e   B a t t e r y   m a x i ma l   c a p a c i t y   1 1 5   Ah   C a p a c i t y   a t   n o m i n a l   v o l t a g e     1 0 4   A h   F u l l y   c h a r g e d   v o l t a g e   5 1   V   C u t   o f f   v o l t a g e   3 4   V   N o mi n a l   d i s c h a r g e   c u r r e n t   5 0   A   I n t e r n a l   r e s i st a n c e   0 . 0 0 3   Ω         2 . 5 .     Sin g le  inv er t er   co up led t o   t he  g rid f o r   po wer   m a na g em ent   I n   th e  p r o p o s ed   s ch em e ,   we  h av e  p r o v id ed ,   in   ad d itio n   to   th e  h ig h - p o wer   c h ar g er ,   a n   in v er ter   co n n ec ted   t o   an   elec tr ical  g r i d   to   ev ac u ate  th e  elec tr ical  e n er g y   g en er ate d   f r o m   PV  p a n els ,   as  s h o wn   in     F ig u r e  8 .   T h is   p o wer   is   ev ac u ated   to   th e  g r id   wh en   n o   ca r   is   co n n ec ted   to   th e  ch a r g in g   s tat io n .   T h u s ,   to   m ak e   o u r   in s tallatio n   m o r e  u s ef u l  a n d   p r o f itab le.   Fo r   t h is   p u r p o s e,   we  d esig n ed   a  s in g le - p h ase  i n v er ter   with   a  lev el   o f   p o wer   at  3 . 6   k W   with   a  h ig h   p o we r   f ac to r   to   k ee p   a n   o p tim u m   p o wer   tr an s f er   t o   th e  g r i d .   I m p lem en tin g   th e  in jectio n   s o lu tio n   r eq u ir es  a  PW M  in v er ter   an d   an   L C L - ty p e  lo w - p a s s   f ilter ,   as   s h o wn   in   Fig u r e  9 .   T h e  r o le   o f   L C L   is   to   f ilter   th e  h ar m o n ics  to   r ed u ce   t h e  r ate  o f   h ar m o n ic  d is to r tio n   g en er ated   b y   th e  i n v er ter .   T h u s ,   im p r o v in g   th e  q u ality   o f   elec tr ical  en er g y   i n jecte d   in to   th e   g r id .   T o   co n tr o l  th e  in jecte d   p o wer ,   C lar k - p ar k   tr a n s f o r m atio n ,   a n d   p h ase   lo c k ed   lo o p   ( PLL )   a r e  u s ed   to   b e  ab le  to   h a v e  a  u n it  p o wer   f ac to r .   I n   f ac t,  th e  q u ad r ati c  c u r r en t  co m p o n en t  o f   th e  r ef e r en ce   ( d - q )   m u s t  b e  ca n ce led .   T h e  p r im ar y   r o le   o f   th e  PLL   in   th is   g r id - tied   in v er ter   s y s tem   is   to   s y n c h r o n ize  t h e  in v e r ter ' s   o u tp u t  v o ltag e  an d   f r eq u e n cy   with   th at  o f   th e  u tili ty   g r id   [ 2 2 ] .   T h is   is   cr u cial  f o r   en s u r in g   th at  t h e  p o wer   g en er ate d   b y   th e  in v e r ter   ca n   b e  s af ely   a n d   s ea m less ly   in teg r ated   in to   th e  g r id   with o u t  ca u s in g   h ar m o n ic   p o llu tio n .   T h e   co n tr o l  o f   th e   cu r r en t  co m in g   f r o m   th e  PV  in v er ter   p ass es  th r o u g h   two   r eg u latio n   lo o p s ,   as  s h o wn   in     Fig u r e  1 0 .   I n   f ac t,  th e   th r ee - p h ase   g r id   v o ltag es     co m es  th r o u g h   th e   C lar k   an d   Par k   tr an s f o r m atio n s   t o   g et   two   co m p o n e n ts     an d     to   f ac ilit ate  th e  co n tr o l.  T h e  m ain   o b jectiv e  o f   th is   tr an s f o r m atio n   is   to   ca n ce l   r ea ctiv e  p o wer   a n d   g et  th e  g r i d   an g le  Ɵ  to   m ee t th e  u n ity   o f   p o wer   f ac to r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       S et  u p   o f a   s ec o n d a r y  o n - b o a r d   ch a r g er fed   b y   P V   DC   s ta tio n   w ith   g r id   in jectio n   fo r   …   ( M o h a med   A r r a ch )   689   As  m e n t io n ed ,   i n   Fi g u r e   1 1 ,   t h e  f i r s t  lo o p   is   u s e d   t o   c al cu l ate  th e  r e f e r e n c e  cu r r e n t    f r o m   t h e  DC   v o lta g e  o f   t h e  P V  f iel d   o p ti m ize d   b y   a n   MPPT   al g o r it h m   u s i n g   f u zz y   l o g ic ,   d is cu s s e d   a b o v e  i n   t h is   p a p e r .   T h en   t h is   c u r r e n t  is   m u lti p l ie d   b y   t h e  g r i d   a n g le  g o t f r o m   t h e   PLL   lo o p .   T h is   c al cu lat ed   c u r r e n t  is   c o m p a r ed   to   th e   i n v e r t er       v ia   t h e   s e c o n d   c u r r e n t   r eg u l ati o n   l o o p ,   d esi g n ed   b y   t h e   Z ie g l er – N ic h o l   m et h o d ,   wh ic h   is   m o s tl y   u s e d   i n   th e  d esi g n   o f   PI  c o n tr o ll er s   [ 2 3 ] .   A n d   a d d e d ,   t h e n ,   to   t h e  g r i d   v o lt a g e  .   T h e  r es u lt  o f   th is   l o o p   is   d i v i d e d   b y   t h e  P V  DC   b u s   v o lta g e  to   o b t ai n   t h e  r ef er en ce   c u r r en t  v ia  a  f o u r - p u ls e   PW M  b l o c k   t o   co n t r o l  th e   f o u r   s wit ch es  o f   th e  s in g l e  in v er t er .   All   p a r a m et e r s   o f   t h e  s i n g le - p h ase   i n v e r t er   a r e   d et ail ed   in   T ab le   5 .           Fig u r e  8 .   Sy n o p tic  o f   PV in v e r ter   co n n ec ted   to   g r id           Fig u r e  9 .   Sy n o p tic  o f   P V  co u p led   in v er ter           Fig u r e  1 0 .   Ph ase  lo ck ed   lo o p   s y n o p tic  lo o p s           Fig u r e  1 1 .   C o n tr o l lo o p s   o f   t h e  co u p led   in v er ter       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 :  6 8 3 - 6 9 4   690   T ab le   5 .   Par am eter s   of   th e  co u p led   s in g le - p h ase  in v er ter   P a r a me t e r   N o t a t i o n   V a l u e   P a r a me t e r   N o t a t i o n   V a l u e   P V   i r r a d i a n c e   1000   W / m²   M a x i m a l   p o w e r       3 . 6   k W   P V   t e m p e r a t u r e   25   °C   P r o p o r t i o n a l   g a i n   v o l t a g e   l o o p      0 . 1   I n d u c t o r   o f   t h e   i n v e r t e r   s i d e     4 . 5 mH   I n t e g r a l   g a i n   v o l t a g e   l o o p      0 . 2   I n d u c t o r   o f   t h e   g r i d   s i d e     4 . 5   mH   P r o p o r t i o n a l   g a i n   c u r r e n t   l o o p      2 2 . 5   B u s   c a p a c i t o r      6   µ F   I n t e g r a l   g a i n   c u r r e n t   l o o p      5   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y      1 0   k H z             3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T o   d e f e n d   o u r   p r o p o s a l ,   w e  d e s i g n e d   a   f u ll   s c h e m e   o f   t h e   p r o p o s e d   c o n f i g u r a t i o n ,   s h o w n   i n     F i g u r e   1 2 ,   u n d e r   M A T L A B /S i m u l i n k   e n v i r o n m e n t .   As   p r e v i o u s l y   d i s c u s s e d ,   t h e   p r o p o s e d   c o n f i g u r a t i o n   i s   b a s e d   o n   a   n e w   o n - b o a r d   c h a r g e r   a n d   f e d   b y   a   P V   D C   s t at io n .   W h i l e   t h i s   s t a t i o n   is   c o m p o s e d   o f   P V   p a n e l s   f o l l o w e d   b y   a   s y n c h r o n o u s   b o o s t   c o n v e r t e r   c o n t r o l le d   b y   a   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l   a n d   e n h a n c e d   b y   a   P & O  a l g o r i t h m   t o   r e a c h   a n   o p t i m u m   M P P T .   M o r e o v e r ,   t h e   p r o p o s ed   o n - b o a r d   c h a r g e r   i s   a   p h a s e   s h i f t   f u l l   b r i d g e   DC - D C   c o n v e r t e r   c o n t r o l l e d   w it h   P I   c o n t r o l   a n d   t o   f o l l o w   a  c o n s t a n t   c u r r e n t   c o n s t a n t   v o l t a g e   s tr a t e g y   t o   c h a r g e   t h e   b a t t e r y .   I n   a d d i t i o n ,   w e   h a v e   als o   s et   u p   a   c o u p l e d   i n v e r t e r   t o   e v a c u a t e   t h e   p r o d u c e d   e n e r g y   f r o m   t h e   P V   p a n e ls .           Fig u r e  1 2 .   T h e  f u ll v iew  o f   th e  p r o p o s ed   co n f ig u r ati o n   u n d e r   MA T L AB /Si m u lin k       W e   h a v e   l a u n c h e d   a   c h a r g i n g   s i m u l a t i o n   f o r   1 0   m i n u t e s   u n d e r   t h e   s e c o n d a r y   o n - b o a r d   c h a r g e r   o f     3 . 6   k W   f e d   b y   t h e   D C   P V   s t a t i o n .   W e   h a v e   c h o s e n   a   c a s e   o f   a   b a t t e r y   i n i t i a l l y   c h a r g e d   t o   5 0 % .   I n   f a c t ,   a f t e r   e x e c u t i n g   t h e   s i m u l a t i o n   u n d e r   t h e   c o n d i t i o n s   m e n t i o n e d   i n   t h e   p r e v i o u s   p a r a g r a p h ,   w e   o b s e r v e   t h a t   t h e   c u r r e n t   r e a c h e s   a   v a l u e   o f   7 5   A   w i t h   a   v o l t a g e   m a i n t a i n e d   a t   4 8   V   a s   i n i t i a l l y   p r e v i e w e d .   T h e   b a t t e r y   r e a c h e d   a   l e v e l   o f   6 0 % .   I t   g e t s   g a i n   o f   e n e r g y   o f   1 0 % ,   w i t h i n   1 0   m i n u t e s ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 3 .   B u t   i n   t h e   c a s e   o f   a   c o n v e n t i o n a l   c h a r g e r   o f   1 . 8   k W ,   i t   g e t s   o n l y   l e s s   t h a n   5 %   i n   t h e   s a m e   t i m e .   T h u s ,   i f   w e   c o n s i d e r   a   s u b l i n e a r   e x t r a p o l a t i o n   b e h a v i o r   o f   t h e   c h a r g i n g   p r o f i l e ,   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   s e c o n d a r y   c h a r g e r   i s   g o o d   e n o u g h   i n   t e r m s   o f   p o w e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       S et  u p   o f a   s ec o n d a r y  o n - b o a r d   ch a r g er fed   b y   P V   DC   s ta tio n   w ith   g r id   in jectio n   fo r   …   ( M o h a med   A r r a ch )   691   t r a n s f e r .   I t   c a n   e n s u r e   a   g o o d   o p t i o n   f o r   f a s t   c h a r g i n g   t h e   c i t y   c a r   a t   t h e   P V   s t a t i o n .   W h i l e   t h e   p r i m a r y   c h a r g e r   c a n   o n l y   b e   u s e d   a t   h o m e   b y   t h e   e n d   o f   t h e   d a y ,   o r   b y   u s i n g   a n   e l e c t r i c a l   p u b l i c   g r i d   a v a i l a b l e   t h r o u g h o u t   t h e   c i t y .   W e  ca n   also   o b s er v e ,   in   ter m s   o f   co n tr o l  p e r f o r m an ce s ,   th at  th e  f u zz y   lo g ic  co n tr o l  in   th e  PV  s tat io n   d eliv er s   a  s tab le  DC   b u s   v o l tag e ,   as  s h o wn   in   Fig u r e  1 4 .   I n   ad d itio n   to   th e  co n tr o l  o f   th e  s ec o n d ar y   o n - b o ar d   ch ar g er   e n s u r ed   with   two   lo o p s   co m p o s ed   of   th e  p r o p o r tio n al  i n teg r ato r   ( PI) .   I n   f ac t,  th e   o u ter   lo o p   co n t r o ls   th e  v o ltag e   an d   g en er ates  th e  r ef er en ce   co m p o n e n t  o f   th e   c u r r en t .   As  f o r   th e   s ec o n d   c u r r en t  lo o p ,   it   co r r ec ts   th e  d if f er e n ce   o f   two   v alu es  a n d   d e d u ce s   th e  p h ase  d if f er e n ce   n ec ess ar y   to   en s u r e  ze r o   v o ltag e  s witch in g   in   th e  tr an s is to r s   o f   th e  p h ase  s h if t f u ll b r id g e  DC - DC   co n v er te r .       ( a)     ( b )       ( c)       Fig u r e  1 3 .   Simu latio n   r esu lts   o f   ch ar g in g   a n   E V  b atter y   u n d er   1 0   m i n u tes with   th e  p r o p o s ed   ch ar g e r :    ( a)   b atter y   v o ltag e,   ( b )   b atter y   cu r r en t,  a n d   ( c )   s tate  o f   ch a r g e   o f   th e  b atter y           Fig u r e  1 4 .   PV D C   s tatio n   o u tp u t v o ltag e       M o r e o v e r ,   w h e n   n o   e l e c t r i c   ca r   i s   p l u g g e d   i n t o   t h e   c h a r g i n g   s t a t i o n ,   w e   h a v e   a d d e d   a   s i n g l e - p h a s e   i n v e r t e r ,   c o n n e c t e d   t o   t h e   P V ,   t o   e v a c u a t e   t h e   e n e r g y   p r o d u c e d   b y   t h e   c h a r g i n g   s t a t i o n   t o   t h e   e l e c t r i c al   g r i d   t o   m a k e   o u r   p r o p o s a l   m o r e   p r o f i t a b l e   c o m p a r e d   to   o t h e r   c o n f i g u r a t i o n s   c it e d   i n   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .   I n   f a c t ,   a s   m e n t i o n e d   in   F i g u r e   1 5 ,   w e   c a n   o b s e r v e   t h e   c u r r e n t   o f   1 6   A   R M S   i n j e c t e d   i n t o   t h e   g r i d   a t   a   v o l t a g e   o f   2 2 0   R M S   i n   t h is   c a s e .   W e   c a n   s e e   t h at   t h e   c u r r e n t   a n d   v o l t a g e   a r e   w el l   i n   p h a s e   f o r   m a x i m u m   t r a n s f e r   o f   a c ti v e   p o w e r .   Fu r th e r m o r e ,   we   h a v e   esta b lis h ed ,   i n   T ab le   6 ,   a  c o m p ar is o n   b etw ee n   t h e   d i f f er e n t   e x is ti n g   co n f i g u r a ti o n s   b y   c o m p a r i n g   t h e m   i n   t e r m s   o f   r ec h a r g e   t im e,   r e d u n d an c y ,   en v i r o n m en t   p r i n t ,   a n d   g r i d   in j ec t io n   as   a   g i v e n   o p ti o n .   A n d   we   ca n   o b s e r v e ,   th e n ,   t h at   o u r   c o n f i g u r ati o n   m ee ts   m u lt ip l e  o p ti o n s   c o m p a r e d   to   t h e   e x is t in g   o n es,   ci te d   in   p r ev i o u s   wo r k s   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] ,   wit h   o n l y   o n e   e m b e d d e d   lo w - p o we r   ch ar g e r .       T ab le  6 .   C o m p a r is o n   o f   ex is tin g   an d   p r o p o s ed   c o n f ig u r atio n s   To p o l o g y   S i n g l e   p h a se   Th r e e   p h a se   P r o p o se d   c o n f i g u r a t i o n   F a st   c h a r g e   -   +   ++   R e d u n d a n c y   -   -   +   En v i r o n m e n t a l   p r i n t   -   -   +   G r i d   i n j e c t i o n   ( o p t i o n )   -   -   +       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 :  6 8 3 - 6 9 4   692       Fig u r e  1 5 .   C u r r en t a n d   v o ltag e  wav ef o r m s   in jecte d   i n to   g r id       4.   C O N C L U SIO N   I n   th is   ar ticle,   an d   as  p ar t  o f   th e  p r o m o tio n   o f   l o w - ca r b o n   u r b a n   m o b ilit y ,   we  h a v e  p r o p o s ed   an   o p tim ized   co n f ig u r atio n   f o r   r ec h ar g in g   elec tr ic  ca r   b atter ie s   o f   an   u r b an   elec tr ic   ca r   wit h   a  p r o p o s al  f o r   th e   im p lem en tatio n   o f   a  s ec o n d ar y   o n - b o a r d   f ast  ch ar g er   with   d o u b le   th e  p o wer   s u p p lied   b y   an   elec tr ic   s tatio n   b ased   o n   p h o to v o ltaic  p an els.  I n   ad d itio n ,   we  h av e  s ized   th e   ch ar g in g   s tatio n   b ased   o n   PV  p an els  ass o ciate d   with   a  b o o s t c o n v er ter   c o n tr o ll ed   b y   a  f u zz y   lo g ic  m eth o d   f o r   r eg u latin g   t h e  o u t p u t v o ltag e .   W e  h av e  also   d em o n s tr ated   th at  th e  en er g y   p r o d u ce d   b y   t h e   d ev elo p e d   PV  s tatio n   ca n   b e  ev ac u ated   to   th e  lo w - v o ltag e   elec tr ical  g r id   wh en   n o   ca r   is   co n n ec ted .   W e  h av e  b ee n   ab le  to   d em o n s tr ate  th at  th e  h ig h - p o wer   ch ar g i n g   s tatio n   b ased   o n   p h o t o v o ltaic  p an el s   co n s titu tes  an   ef f ec tiv e  alte r n ativ e  to   ac h iev e   co m p lem en tar ity   with   t h e  m ai n   d o m esti c  ch ar g er   an d   th e   p r o p o s ed   s ec o n d ar y   c h ar g e r .   T h e  s im u latio n   o f   th e   r ec h ar g e  test   d e m o n s tr ated   a   g ain   o f   5 0 %  o r   alm o s t  1 0 0   m in u tes ,   with   an   e x tr ap o latio n   d ed u cted   f r o m   t h e   r ec h ar g e  tim e  o f   1 0 % f o r   1 0   m in u tes u n d e r   th e  s ec o n d   p r o p o s ed   ch ar g e r .   W e  co n s id er   co n tin u in g   o u r   r esear ch   on   th e  test   an d   th e  d i s co v er y   o f   o th er   tech n ical  s o lu tio n s   to   eq u ip   th e  ca r   with   o th e r   r ed u n d an cy   o p tio n s   to   m ax im ize  its   av ailab ilit y   in   m o b ilit y .   I n   ad d itio n ,   we  will  s et  u p   an   ex p e r im en tal  b en ch   to   d esig n   a  p r o to ty p e  o f   th e  p r o p o s ed   s o lu tio n   at  th e  v er y   lo w  p o wer   o r d er   b y   co m p ar in g   it   with   o th er   n ew  g en er atio n   p o wer   to p o lo g ies as s o ciate d   with   n o n lin ea r   co n tr o l m eth o d s   b ased   o n   ar tific ial  in tellig en ce   to   s tu d y   t h eir   ad v a n tag es in   ter m s   o f   p e r f o r m a n ce   an d   r o b u s tn ess .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  th er e  is   n o   f u n d i n g   in v o lv ed .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al   u s es  th e  C o n t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Mo h am ed   Ar r ac h   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓     Fatim a  E zz ah r a   T ah ir i     ✓   ✓   ✓   ✓       ✓     ✓   ✓     ✓     Ab d ess lam   L o k r iti   ✓   ✓     ✓     ✓         ✓   ✓   ✓   ✓     Kh alid   C h ik h   ✓   ✓     ✓     ✓         ✓     ✓   ✓       C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.