Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (2)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NCKH Đề tài: KHẢO SÁT VÀ MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN SVTH: Huỳnh Tấn Nhân GVHD: TS Hoàng Ngọc Tân Đồng nai, 6/2022 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ⮚ Mục tiêu đề tài khảo sát mô công nghệ sạc không dây xe ện ⮚ Nội dung luận văn cịn làm tài liệu nghiên c ứu h ọc t ập cho đối t ượng sinh viên, h ọc sinh chun ngành c khí, cơng nghệ ô tô NỘI DUNG 1.Tổng quan xe điện Công nghệ sạc không dây xe điện Ứng dụng công nghệ sạc không dây Mô công nghệ sạc không dây matlab 1.TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN 1.1 Khái niệm Ơ tơ điện (cũng là xe ô tô chạy pin hoặc xe chạy điện) tơ cắm điện với lực đẩy có từ nhiều động điện , sử dụng lượng thường lưu trữ pin sạc cho ô tô 1.TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN 1.2 Phân loại: Xe điện Xe điện chạy pin (BEV Xe điện Hybrid (HEV) Xe Hybrid sạc (PHEV) Xe điện nhiên liệu Hydro (FCEV) CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN 2.1 Khái niêm: Sạc thách thức khác BEV. Công nghệ sạc công nghệ pin bổ sung cho nhau. Để giải tỏa "nỗi lo phạm vi" người lái xe EV, công nghệ sạc quan trọng đóng vai trị quan trọng ngành BEV. Với phát triển nhanh chóng công nghệ sạc lan rộng sở hạ tầng sạc, việc sạc ngày trở nên tiện lợi nhanh chóng CƠNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN 2.2 Nguyên lý hoạt động: Sạc không dây sử dụng trao đổi lượng hai đệm, nằm mặt đất bên gầm xe Bệ sạc (trên mặt đất) rộng khoảng 1m2, bệ nhận (trên ô tô) đặt thiết bị nhỏ Để cho phép truyền công suất từ cuộn dây truyền tải đến cuộn dây nhận, nguồn điện xoay chiều từ lưới điện chuyển thành tần số cao (HF) AC thông qua chuyển đổi AC / DC DC / AC CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN 2.3 Truyền điện không dây Truyền điện hai cuộn dây dựa nguyên tắc cảm ứng lẫn nhau, theo cuộn dây kết nối với nguồn điện áp xoay chiều, thông lượng xoay chiều thiết lập, liên kết với cuộn dây khác tạo lực điện động Công suất truyền hai cuộn dây ghép nối lẫn với khơng khí mơi trường xung quanh làm lõi CƠNG NGHỆ SẠC KHƠNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN ❖ Các phương thức truyền điện khơng dây Có phương thức: Truyền điện không dây điện dung Truyền điện khơng dây bánh từ tính Truyền điện cảm ứng CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN ❖ Phương thức truyền điện khơng dây • Truyền điện khơng dây điện dung - Chi phí thấp tính đơn giản cơng nghệ - Sử dụng cấu trúc hình học học tiên tiến khớp nối tụ điện - Tụ điện sử dụng để chuyển điện từ nguồn sang máy thu thay sử dụng cuộn dây nam châm - Rất hữu ích cho ứng dụng công suất thấp - Hoạt động cho điện áp cao dòng điện thấp Sơ đồ cộng hưởng mạch 10 CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN ❖ Phương thức truyền điện khơng dây • Truyền điện cảm ứng - Điện áp AC chuyển đổi vào nguồn AC HF cung cấp cho máy phát Máy thu cuộn thứ cấp nhận điện thông qua thay đổi từ trường - Nguồn điện nhận được chuyển đổi thành DC cho lưu trữ điện EV thông qua thiết bị điện tử công suất bổ sung lọc mạch điện Sơ đồ truyền lực công suất cảm ứng 12 ❖ Kết luận: CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN 2.4 Liên kết bù Các tụ bù thêm vào kết hợp nối tiếp song song máy phát máy thu bên hệ thống sạc không dây tĩnh cho xe điện Nguồn bù yêu cầu để loại bỏ lệch pha dịng điện để giảm thiểu cơng suất phản kháng nguồn Nó yêu cầu cuộn cảm nối tiếp bổ sung để điều chỉnh dòng điện nguồn để mắc song song mạch cộng hưởng Sơ đồ liên kết bù 13 24 ❖ Kết luận: CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN 2.4 Liên kết bù SS: Nối tiếp - nối tiếp SP: Nối tiếp - song song PS: Song song - nối tiếp PP: Song song - song song Bốn loại cấu trúc liên kết bù 14 24 CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN 2.5 Cấu trúc liên kết biến áp không dây • Trong hệ thống sạc không dây, phát thu miếng đệm làm nhiều lớp thành phần để đạt tối đa hiệu suất truyền tải điệnvà điện từ thấp khác biệt với hiệu chi phí • Có ba thành phần đệm biến áp không dây: cuộn dây, vật liệu che chắn (ferit nhôm), lớp bảo vệ nâng đỡ Các phương - chiều đệm (a) Thẳng đứng (b) Mặt (c) Ngang 15 CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN 2.5 Cấu trúc liên kết biến áp không dây ⮚ Sử dụng hình dạng để cải thiện hiệu suất để giải vấn đề lệch lạc đệm máy phát máy thu ∙ (a): Hình trịn ∙ (b): Hình vng ∙ (c): Hình chữ nhật ∙ (d): Hình đơi ∙ (e): Bi-polar 16 24 CƠNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN 2.5 Cấu trúc liên kết biến áp không dây Một thành phần quan trọng khác máy biến áp không dây cấu trúc ferit từ tính Từ thơng phân loại phạm vi cơng suất từ trung bình đến cao Ngồi ra, cịn ảnh hưởng đến hiệu ghép nối cuộn dây, đặc biệt khơng có chắn để giảm từ thơng rị rỉ (a): Hình trịn (b): Hình trịn có vân Hình dạng ferit từ (c): Hình vng (d): Hình chữ nhật (e): Hình lõi chữ T (f): Hình lõi chữ U (g): Hình lõi chữ E (h): Hình đơi chữ U (i): Hình khối vân 17 24 CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN 2.6 Vấn đề an tồn, tiêu chuẩn sạc khơng dây cho xe điện • An tồn: Cần phải đảm bảo mật độ từ thông đáp ứng hướng dẫn an tồn người vị trí thơng thường đứng xe ngồi xe Các xe điện thường làm thép, vật liệu che chắn từ trường tốt • Tiêu chuẩn sạc không dây cho xe điện   Các lớp truyền điện không dây Công suất đầu WPT WPT WPT WP –1 –2 –3 T– 3.7 7.7 11 vào tối đa (kW) 22 Hiệu suất tối > 85% thiểu (%) Tần số động (kHz) hoạt 85 ( Tần số: 81.39 – 90) Tiêu chuẩn nội J2950 để sạc không dây xe điện 18 24 ỨNG DỤNG CỦA SẠC KHƠNG DÂY • Sạc khơng dây tĩnh: - Sạc khơng dây tĩnh dễ dàng thay sạc với tham gia trình điều khiển tối thiểu giải vấn đề an toàn nguy hiểm lại điện giật - Thời gian sạc phụ thuộc vào mức lượng nguồn, kích thước bệ sạc khoảng cách khe hở khơng khí hai đầu cuộn dây - Khoảng cách trung bình ánh sáng trọng lượng xe khoảng 150–300 mm - Sạc khơng dây tĩnh lắp đặt khu vực đậu xe, bãi đậu xe, 19 ỨNG DỤNG CỦA SẠC KHÔNG DÂY • Sạc khơng dây động: Để tăng phạm vi, EV yêu cầu sạc thường xuyên để lắp pin lớn (mà dẫn đến vấn đề bổ sung chi phí trọng lượng) Ngồi ra, khơng tiết kiệm sạc xe thường xun Sạc khơng dây động dễ dàng kết hợp nhiều ứng dụng vận chuyển EV, chẳng hạn xe tải nhẹ, xe buýt, đường sắt vận tải nhanh 20 MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY ĐỘNG TRÊN MATLAB Sơ đồ điều khiển sạc khơng dây (sạc động) 21 24 MƠ PHỎNG CƠNG NGHỆ SẠC KHƠNG DÂY ĐỘNG TRÊN MATLAB Dịng điện cuộn sơ cấp Lp 22 24 MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẠC KHƠNG DÂY ĐỘNG TRÊN MATLAB Dịng điện cuộn sơ cấp Lp 23 24 MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẠC KHƠNG DÂY ĐỘNG TRÊN MATLAB Dịng điện cuộn thứ cấp Ls 24 24 MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY ĐỘNG TRÊN MATLAB Công suất tần số cuộn sơ cấp thứ cấp 25 24 CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE 26 ... TRÊN XE ĐIỆN ❖ Các phương thức truyền điện khơng dây Có phương thức: Truyền điện không dây điện dung Truyền điện không dây bánh từ tính Truyền điện cảm ứng CƠNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN ❖... thức truyền điện khơng dây • Truyền điện khơng dây điện dung - Chi phí thấp tính đơn giản cơng nghệ - Sử dụng cấu trúc hình học học tiên tiến khớp nối tụ điện - Tụ điện sử dụng để chuyển điện từ... dụng cơng suất thấp - Hoạt động cho điện áp cao dòng điện thấp Sơ đồ cộng hưởng mạch 10 CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE ĐIỆN ❖ Phương thức truyền điện khơng dây • Truyền điện khơng dây bánh từ