Nghiên cứu cấu trúc điều khiển sạc dòng không đổi kết hợp điều khiển bám trở kháng tối ưu cho hệ thống sạc không dây cho ô tô điện

Bài viết Nghiên cứu cấu trúc điều khiển sạc dòng không đổi kết hợp điều khiển bám trở kháng tối ưu cho hệ thống sạc không dây cho ô tô điện đề xuất một cấu trúc điều khiển kết hợp giữa điều khiển ổn định dòng sạc và điều khiển bám giá trị trở kháng tối ưu nhằm nâng cao hiệu suất sạc trong hệ thống sạc không dây cho xe điện.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN SẠC DỊNG KHƠNG ĐỔI KẾT HỢP ĐIỀU KHIỂN BÁM TRỞ KHÁNG TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG SẠC KHÔNG DÂY CHO Ô TÔ ĐIỆN STUDY ON STRUCTURE OF CONSTANT CURRENT CHARGING CONTROL COMBINED OPTIMIZED IMPEDANCE CONTROL FOR WIRELESS CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE Phạm Tiến Đạt1, Bùi Đức Hiếu1, Nguyễn Thị Điệp2, Nguyễn Kiên Trung1,* DOI: https://doi.org/10.57001/huih5804.2023.052 TÓM TẮT Nghiên cứu đề xuất cấu trúc điều khiển kết hợp điều khiển ổn định dòng sạc điều khiển bám giá trị trở kháng tối ưu nhằm nâng cao hiệu suất sạc hệ thống sạc khơng dây cho xe điện Trong đó, thuật tốn đưa có vai trị làm khâu định giá trị dòng điện sạc đặt cho cấu trúc điều khiển Hiệu cấu trúc đề xuất kiểm chứng mô phần mềm PSIM Dòng điện sạc điều khiển ổn định với thời gian đáp ứng 0,01 giây, sai lệch tĩnh không vượt 0,2%, hiệu suất truyền hệ thống cải thiện lên tới 92,7% Từ khóa: Xe điện, sạc khơng dây động, điều khiển dịng điện sạc, điều khiển bám trở kháng tối ưu ABSTRACT This study proposes a control structure combining charge current stability control and optimal impedance tracking control to improve charging efficiency In which, an algorithm is given that plays the role of deciding the charging current value for this control structure The effectiveness of the proposed structure is verified by simulation on PSIM The charging current is controlled stably with a response time of fewer than 0.01 seconds, the error does not exceed 0.2%, and the system efficiency is improved up to 92.7% Keywords: Electric vehicle, dynamic wireless charging, charge current control, optimum impedance tracking control Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách Khoa Hà Nội Khoa Điều khiển Tự động hóa, Trường Đại học Điện lực * Email: trung.nguyenkien1@hust.edu.vn Ngày nhận bài: 24/10/2022 Ngày nhận sửa sau phản biện: 02/02/2023 Ngày chấp nhận đăng: 15/3/2023 GIỚI THIỆU Xuất phát từ vấn đề bảo vệ môi trường bảo vệ nguồn nhiên liệu hóa thạch dần trở nên khan hiếm, xe điện trở thành xu hướng cho tương lai thân thiện với mơi trường ưu điểm từ sách kèm Đi với phát triển phát triển công nghệ sạc không dây cho ô tô điện nổi bật công nghệ sạc không dây động - công nghệ sạc xe di chuyển [1-3] Cho đến có nhiều nghiên cứu để giải vấn đề liên quan tới công nghệ này, vấn đề chủ yếu xoay quanh đại lượng trình sạc cơng suất sạc, hiệu suất sạc, dịng sạc, Một vấn đề giới nghiên cứu chuyên gia công nghệ xe điện quan tâm việc điều khiển ổn định dòng điện sạc cho xe đồng thời nâng cao hiệu suất truyền cho công nghệ sạc không dây cho tơ điện Do tính phức tạp hệ thống sạc không dây động, việc thực triển khai điều khiển đạt đồng thời hai mục tiêu hệ thống gặp nhiều khó khăn Một số nghiên cứu cố gắng đạt hai tiêu chí Trong đó, nghiên cứu [4-7] tập trung vào việc nâng cao hiệu suất sạc hệ thống sạc không dây động phương pháp điều khiển bám trở kháng tối ưu sử dụng chỉnh lưu tích cực Trong đó, cấu trúc điều khiển nghiên cứu [8] áp dụng thuật toán chọn lọc giá trị góc dịch pha thích hợp thỏa mãn yêu cầu điều khiển đồng thời hai mục tiêu Tuy nhiên, cấu trúc xây dựng theo sách lược điều khiển truyền thẳng (feedforward), dẫn tới dòng điện điều khiển tồn sai lệch tĩnh, ảnh hưởng tới việc điều khiển nâng cao hiệu suất Nghiên cứu [9] tiếp cận toán theo hướng vào động học hệ thống đưa hướng giải dựa vào mơ hình khơng gian trạng thái hệ thống sạc Hướng triển khai cho hiệu tốt mặt mô việc triển khai thực tế lại trở nên khả thi phải xử lý ma trận biến trạng thái lớn đòi hỏi phải có truyền thơng tin qua lại phía sơ cấp thứ cấp Từ việc phân tích, xem xét tới nghiên cứu có liên quan đến vấn đề đề cập Nghiên cứu đề xuất cấu trúc điều khiển kết hợp hai đại lượng dòng sạc hiệu suất cách điều khiển chỉnh lưu tích cực phía thứ cấp để điều khiển tối ưu hiệu suất kết hợp với ổn định dòng sạc Cấu trúc điều khiển sử dụng sách lược điều khiển phản hồi để bám xác dịng điện đầu 120 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ● Tập 59 - Số 2A (3/2023) Website: https://jst-haui.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 ra, tối thiểu sai lệch tĩnh Thuật toán xử lý cài đặt cấu trúc điều khiển đưa tín hiệu dòng sạc đặt cho hệ thống bám dòng sạc đặt hai u cầu điều khiển thỏa mãn Phần nghiên cứu tập trung phân tích hệ thống sạc khơng dây động đưa phương trình làm sở cho cấu trúc điều khiển đề xuất nghiên cứu Nội dung lý thuyết cấu trúc điều khiển dòng sạc kết hợp bám trở kháng tối ưu trình bày phần Kịch mô kết mô đưa bàn luận phần Cuối tổng hợp kết đạt nghiên cứu kết luận phần 2.2 Ước lượng hệ số kết nối đặc tính hiệu suất hệ thống Cấu trúc mạch lực sử dụng nghiên cứu gồm ba cuộn truyền cuộn nhận Hình mơ tả sơ đồ mạch điện tương đương hệ thống với tần số làm viêc 85kHz Các quan hệ hỗ cảm cuộn dây mô tả nguồn áp phụ thuộc dịng điện Lf1 IAB Mạch bù phía nhận Cuộn dây nhận Cf2 Mạch chỉnh lưu PFC Mạch nghịch lưu tần số cao Mạch bù phía truyền Hình Cấu trúc tổng quan hệ thống sạc không dây động cho ô tô điện Cấu trúc tổng quan hệ thống sạc không dây động cho ô tô điện thể hình Cụ thể, nguồn điện xoay chiều từ lưới đưa qua mạch chỉnh lưu PFC tạo điện áp chiều tối ưu hệ số cơng suất tồn hệ thống sạc Mạch nghịch lưu tần số cao mắc phía sau có chức tạo dòng điện xoay chiều tần số cao đưa vào mạch bù LCC cuộn dây phía truyền Nhờ làm việc tần số cao mà phần tử mạch giảm kích thước Qua mạch bù cộng hưởng, thành phần sóng hài bậc cao bị loại bỏ, cịn thành phần sóng hài bậc (sóng sin) chạy cuộn dây truyền, tạo từ trường biến thiên xung quanh Khi cuộn dây nhận đặt từ trường này, dòng điện biến thiên với tần số xuất hiện, chạy qua mạch bù phía nhận đến chỉnh lưu tích cực Bộ chỉnh lưu tích cực đóng vai trị cấu chấp hành cho thuật toán tối ưu hiệu suất truyền chuyển đổi dòng xoay chiều sang dòng chiều lẫn điều khiển sạc Dòng điện chiều sau đưa đến quản lý lượng xe để sạc cho pin nuôi động với thiết bị khác xe Website: https://jst-haui.vn UM2 C3 I3 Cf3 Cr Ir Lfr L2 jωM1rI L1 jωM 2rILr jωM2rI L2 L3 IL3 Cfr Vab jωM3rI L3 jωM3rILr UM3 Hình Sơ đồ mạch điện tương đương hệ thống Xét mạch điện trạng thái xác lập, hai phương trình ước lượng hệ số hỗ cảm M giá trị tải tối ưu hệ thống xác định từ việc phân tích mạch điện tuyến tính theo nguyên lý xếp chồng Từ nhu cầu ước lượng hệ số hỗ cảm mà không cần đo truyền truyền thơng hai phía sơ cấp thứ cấp, biểu thức ước lượng hệ số hỗ cảm đưa hàm số mối quan hệ đại lượng đo phía thứ cấp (phía nhận) thơng số hệ thống biển diễn qua phương trình (1) ω C U R +I (1) ω C C U Đối với phương trình xác định giá trị tải tối ưu, sơ đồ mạch điện tương đương thêm vào các tổn hao phần tử mạch, tổn hao mạch xét đến tổn hao nội trở cuộn dây truyền nhận tương ứng r , r , r , r Khi hiệu suất mạch điện cao (h ), trở kháng tối ưu Z _ xác định qua phương trình (2) k = Cuộn dây truyền Điện lưới IL2 Lf3 Hệ thống sạc khơng dây nói chung có ngun lý hoạt động tương tự máy biến áp Điểm khác biệt công nghệ truyền điện không dây truyền lượng qua biến áp nằm việc công nghệ truyền lượng không dây tận dụng tượng cộng hưởng từ để triệt tiêu từ trường rị rỉ ngồi khơng khí, nâng cao hiệu suất truyền [10, 11] Bộ biến đổi AC/DC UM1 C2 Lr jωM1rILr Lf2 VAB 2.1 Giới thiệu hệ thống sạc không dây động Bộ quản lý pin L1 ILr Cf1 I2 PHÂN TÍCH HỆ THỐNG SẠC KHƠNG DÂY ĐỘNG Pin C1 I L1 I1 h  Z = Z _ = (2) Việc phân tích mơ hình mạch điện hệ thống sạc động từ đưa hai phương trình góp phần xây dựng móng cho cấu trúc điều khiển đề xuất phân tích mục 3 CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN SẠC DỊNG KHƠNG ĐỔI KẾT HỢP ĐIỀU KHIỂN BÁM TRỞ KHÁNG TỐI ƯU CHO HỆ THỐNG SẠC ĐỘNG 3.1 Cơ sở điều khiển bám trở kháng tối ưu Trở kháng tải Z định nghĩa trở kháng vào biến đổi AC/DC giá trị trở kháng tương đương R pin hình 3a Trong trình sạc, chế độ làm việc sạc pin thay đổi nên trở kháng tương đương R pin thay đổi, từ dẫn tới trở kháng tải thay đổi Hình3b mơ tả thay đổi hiệu suất truyền lượng trở kháng tải thay đổi cho thấy đạt tối đa Vol 59 - No 2A (March 2023) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 121 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 giá trị trở kháng tải định (đối với hệ thống sạc nghiên cứu Z = 53Ω) giảm trở kháng tải xa giá trị Điều có nghĩa hiệu suất truyền lượng nằm sườn xuống phần lớn trình hoạt động Do đó, để hiệu suất hệ thống đạt giá trị tối ưu, cần điều khiển trở kháng tải bám với giá trị trở kháng tối ưu Dòng điện ILfr Bắt pha dịng điện Bộ chỉnh lưu tích cực AC/DC Mạch bù LCC Các khoảng thời gian tương ứng chu kỳ dòng điện: - Từ đến từ đến : Bộ chỉnh lưu hoạt động trạng thái - Từ đến : Bộ chỉnh lưu hoạt động trạng thái - Từ đến từ đến T: Bộ chỉnh lưu hoạt động trạng thái - Từ đến : Bộ chỉnh lưu hoạt động trạng thái S1 Zeq Cuộn dây nhận trạng thái làm việc van mạch chỉnh lưu tích cực - Trạng thái 1: Van S3, S4 dẫn - Trạng thái 2: Van S1, S4 dẫn - Trạng thái 3: Van S3, S4 dẫn - Trạng thái 4: Van S2, S3 dẫn S4 RL S2 53.3 S3 a) b) Hình Định nghĩa trở kháng tải Z kháng tải Z hiệu suất hệ thống b) a) đồ thị biểu diễn quan hệ trở Uab Tuy nhiên, trở kháng tải điều khiển trực tiếp đại lượng khơng điện Từ phương trình (3) kết hợp với việc giá trị hiệu dụng dòng đầu vào mạch AC/DC I coi không đổi [4, 5], trở kháng tải điều khiển thơng qua đại lượng điện điện áp hai đầu mạch AC/DC U Z = U I Điện áp trước chỉnh lưu (3) Trong đó, U I điện áp hiệu dụng dòng điện hiệu dụng đầu vào biến đổi AC/DC Bộ biến đổi AC/DC phía thứ cấp xét tới nghiên cứu chỉnh lưu tích cực Với cấu hình mạch chỉnh lưu tích cực, áp dụng phép điều chế dịch pha, điện áp U điều khiển cách đóng cắt van bán dẫn cho độ rộng xung giá trị điện áp U định nghĩa thơng qua góc dịch pha β minh họa hình Hơn nữa, cơng suất sạc pin cơng suất có ích, dịng điện điện áp đầu vào mạch chỉnh lưu tích cực phải điều khiển để đồng pha với nhau, nghĩa động rộng xung điện áp U điều khiển theo chu kì dịng điện I Hình có trạng thái hoạt động van điều khiển khoảng thời gian tương ứng chu kì dịng điện I Hình Lược đồ hoạt động trình điều chế dịch pha theo góc dịch pha β 3.2 Cơ sở điều khiển sạc dịng khơng đổi Đối với ứng dụng sạc động cho ô tô điện, trạng thái sạc pin chạy đường thích hợp để thực phương pháp sạc dịng khơng đổi (từ - 80% SOC) Do bên cạnh nhiệm vụ điều khiển bám trở kháng tối ưu dịng sạc cho pin cần xem xét điều khiển, điều khiển dòng tải hệ thống (tải R với dịng sạc I hình 4) Từ phương trình (6) với điểu kiện biết giá trị hiệu dụng dịng điện I khơng đổi, giá trị dịng diện sạc điều khiển cách điều chỉnh góc dịch pha β Dựa vào phân tích từ phần trước, giá trị dịng điện sạc I trở kháng tải Z điều khiển dựa vào góc dịch pha β Từ đó, để điều khiển đáp ứng hai mục tiêu, cấu trúc điều khiển sạc dịng khơng đổi kết hợp bám trở kháng tổi ưu đề xuất 3.3 Cấu trúc điều khiển sạc dịng khơng đổi kết hợp điều khiển bám trở kháng tối ưu cho hệ thống sạc động S1 U = = I = cos π cos π β R β R I 2√2 β cos I π Góc dịch pha BMS Sau phân tích nguyên lý làm việc mạch chỉnh lưu tích cực hình 4, trở kháng tải Z điều khiển cách thay đổi góc dịch pha β Mối liên hệ góc dịch pha β trở kháng tương đương Z , dòng điện I hay điện áp U thể qua phương trình: Z S3 Iload iLfr KHỐI I* KHỐI III* KHỐI II* tín hiệu PLL BĐK PI L fr a Cr Lr i Lr C fr uab b S4 KHỐI ĐIỀU KHIỂN S2 HỆ THỐNG Tín hiệu đo Tín hiệu tính tốn (4) Hình Cấu trúc điều khiển ổn dịng kết hợp bám trở kháng tối ưu (5) (6) Cấu trúc điều khiển đề xuất sử dụng sách lược điều khiển phản hồi đầu mơ tả qua hình Trong đó, hướng tiếp cận điều khiển nghiên cứu tập trung điều khiển phía thứ cấp nhằm tránh việc phải thực trao đổi thông tin với bên sơ cấp Bài toán điều khiển mạch 122 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ● Tập 59 - Số 2A (3/2023) Website: https://jst-haui.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 chỉnh lưu tích cực phía thứ cấp thiết lập với hai mục tiêu điều khiển ứng với hai biến cần điều khiển dòng sạc I điện áp hai đầu mạch chỉnh lưu tích cực Uab (điều khiển bám trở kháng tối ưu); biến điều khiển góc dịch pha β Trong cấu trúc này, quản lý lượng sạc cho pin (BMS) có nhiệm vụ khảo sát trạng thái hệ thống thơng qua đại lượng dịng điện điện áp đo ngược trở lại từ pin để từ định chế độ sạc phù hợp cho pin Cấu trúc điều khiển phản hồi dòng sạc đầu từ hệ thống để so sánh với dòng sạc đặt, dòng sạc đặt định thuật toán minh họa khối khối điều khiển cho hệ thống bám theo giá trị dịng sạc hiệu suất tốt Gọi G hàm truyền thể mối quan hệ góc dịch pha β dịng sạc I biểu diễn qua phương trình (7) 1,05 ∗ 10 s + 6,922 ∗ 10 G = (7) s + 6,945 ∗ 10 s + 1,948 ∗ 10 s + 1,242 ∗ 10 Từ việc phân tích đồ thị đặc tính Bode biên pha thông qua hàm truyền đối tượng, điều khiển PI thêm vào nhằm tăng đáp ứng dòng điện sạc ổn định hệ thống Phương trình hàm truyền điều khiển PI biểu diễn qua phương trình (8) 60118,4115 (8) G = −200 − s  KHỐI I*  KHỐI III* (rms) PT(6)3.5 Start  KHỐI II* THUẬT TOÁN CHỌN IL* 2.19 (rms) PT(1) PT(6)3.4 N Y Y PT(2) 2.30 PT(4)3.2 Hình Cấu trúc mạch thuật toán khối điều khiển Khối điều khiển từ cấu trúc điều khiển phát triển dựa ý tưởng đặt ngưỡng ngưỡng cho dịng sạc I Hay có nghĩa giả sử đầu BMS giá trị đặt ngưỡng xung quanh giá trị I với độ dao động ± (I ∈ [I (1 − δ); I (1 + δ)]), độ dao động δ được xác định phụ thuộc vào người lập trình dựa cấp dịng sạc mà hệ thống muốn cấp để sạc cho pin Trong nghiên cứu này, giá trị δ đặt ± 5% dựa dòng sạc đặt 5A Nếu dòng điện sạc I đảm bảo nằm ngưỡng này, chế độ sạc dịng khơng đổi công nhận Bản chất việc giả sử nằm mối quan hệ dòng điện sạc I trở kháng tải tương đương Z dựa vào phương trình (4) (6) Và từ hai phương trình trên, thay cố định dòng sạc đặt I , việc điều chỉnh I quanh ngưỡng giúp điều khiển giá trị trở kháng tải Z Khi trở kháng tải Z tiến gần giá trị trở kháng Z _ dẫn đến hiệu suất sạc hệ thống nâng cao Website: https://jst-haui.vn KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Mơ hình hệ thống sạc động mơ phần mềm PSIM Các tham số từ phần tử hệ thống tính tốn dựa nghiên cứu [4] biểu diễn theo bảng Bảng Giá trị tham số thiết kế hệ thống Thông số Giá trị thiết kế Thông số Giá trị thiết kế UAB 310 V fsw 85 kHz Lfi 50,1μH Lfr 29,2μH Cfi 0,07μF Cfr 0,12μF Li 103μH Lr 120μH C1 0,1μF Cr 0,04μF C2 0,12μF kr 0,14 C3 0,1μF Uab 280V Theo đó, số giả thiết để thực mô đề xuất giả sử xe chạy đường với khoảng cách gầm xe mặt đường 15cm Làn sạc mô chia thành đoạn nhỏ, đoạn có chiều dài 400mm có tổng chiều dài 3600mm Giả thiết xe di chuyển với vận tốc 70km/h không bị lệch sạc trình di chuyển Mục tiêu mơ tập trung vào việc phân tích so sánh độ hiệu phương pháp đề xuất mặt hiệu suất hệ thống sai lệch tĩnh điều khiển dòng so với số cấu trúc điều khiển khác N (rms) mà khơng vượt ngồi ngưỡng dịng sạc Bên cạnh cấu trúc phản hồi góp phần giảm thiểu sai lệch tĩnh điều khiển dịng điện góp phần làm giảm sai số điều khiển gián tiếp đến trở kháng tải Mạch trình bày thuật tốn trình bày dạng khối khối điều khiển thể hình Các cấu trúc mơ điều kiện có nhiễu tác động tải pin thay đổi, tải R thay đổi tuyến tính theo thời gian từ 40Ω → 140Ω (mô cho trường hợp SOC pin tăng trình sạc điện áp hở mạch pin tăng), kết đáp ứng dịng điện sạc cơng suất sạc tiến hành thu thập từ mơ trình bày hình Kết cho thấy bốn cấu trúc trải qua trình độ đạt trạng thái xác lập khoảng thời gian 0,02 giây Và có cấu trúc đề xuất (Có thuật toán - phản hồi) cho đồ thị đáp ứng dòng điện tốt với độ đập mạch dòng điện sai lệch tĩnh thấp Tuy nhiên công suất đầu vào bị đập mạch số giá trị tải, điều xảy hệ thống phải cố gắng giữ cho dịng điện sạc đầu ln bám giá trị đặt giảm độ đập mạch dòng nên công suất đầu vào phải thay đổi để điều khiển hệ thống đáp ứng Các cấu trúc lại thể rõ điểm yếu khả điều khiển hai mục tiêu chất điều khiển đơn biến cấu trúc Hiệu suất hệ thống đạt giá trị cao 92,7%, dải hiệu suất dao động từ 89,7% đến 92,7% khoảng giá trị tải từ 40 Ω đến 140Ω Vol 59 - No 2A (March 2023) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 123 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Từ phân tích trên, cấu trúc điều khiển đề xuất nghiên cứu chứng minh ưu so với cấu trúc khác q trình mơ trường hợp thực tiễn Đáp ứng dịng sạc Cal.I_ref Output Current Io Reference Current Iref -2 1000 Output Power Pout Input Power Pin 0.02 0.04 0.06 Output Current Io CIR.PoutĐáp ứng công suất vào/ra 2000 1000 Output Power Pout Input Power Pin 0.08 0.01 a, Cấu trúc bám trở kháng tối ưu Output Current Io Reference Current Iref Reference Current Iref+ Reference Current Iref - Công suất (W) -2 CIR.Pin 2000 1000 Output Power Pout Input Power Pin 0.02 0.04 0.06 Time gian (s) (s) Thời c, Cấu trúc có thuật tốn, truyền thẳng 0.04 0.08 Cal.I_ref_outĐáp ứng dịng sạc -1 Output Current Io Reference Current Iref CIR.Pin CIR.Pout Đáp ứng công suất vào/ra 3000 Dịng sạc (A) Cơng suất (W) Dịng sạc (A) 0.03 b, Cấu trúc không thuật toán - truyền thẳng CIR.Io Cal.I_ref Đáp Cal.I_ref_n Cal.I_ref_p ứng dòng sạc 0.02 (s) (s) ThờiTimegian Thời Timegian (s) (s) CIR.Io Đáp ứng dòng sạc Reference Current Iref CIR.Pin CIR.Pout Đáp ứng công suất vào/ra 2000 CIR.Io -1 Dòng sạc (A) CIR.Pin Cơng suất (W) S7.I_ref Cơng suất (W) Dịng sạc (A) CIR.Io điều khiển bám trở kháng tối ưu Trong cấu trúc điều khiển này, dòng sạc cho pin tạo ngưỡng điều khiển điều khiển hệ thống bám theo giá trị dòng sạc định thuật toán cài đặt coi phù hợp cho hệ thống với hai yêu cầu điều khiển Kết mô phần mềm PSIM tính khả thi cấu trúc điều khiển đề xuất Dòng điện sạc bám với dòng điện đặt với đáp ứng 0,01 giây sai lệch tĩnh nằm khoảng từ 0,1% đến 0,2% Hiệu suất hệ thống đạt giá trị cao 92,7%, dải hiệu suất dao động từ 89,7% đến 92,7% khoảng giá trị tải từ 40Ω đến 140Ω CIR.PoutĐáp ứng công suất vào/ra 4K 3K 2K 1K 0K -1K Output Power P out Input Power Pin 0.02 0.04 Time gian (s) (s) Thời 0.06 0.08 d, Cấu trúc có thuật toán - phản hồi (đề xuất) Sai lệch tĩnh (%) Hình Đáp ứng dịng sạc cơng suất hệ thống trường hợp tải thay đổi Hình Sai lệch tĩnh dòng điện cấu trúc điều khiển Đồ thị biểu diễn hình so sánh độ sai lệch tĩnh dòng điện cấu trúc điều khiển Với cấu trúc đề xuất (Có thuật toán - phản hồi), giá trị sai lệch tĩnh thu ổn định tốt ba trường hợp cịn lại có độ sai lệch tĩnh thấp, dao động quanh mức 0,1% 0,2% Từ đồ thị so sánh độ sai lệch tĩnh cấu trúc, cấu trúc đề xuất chứng minh ưu vượt trội khả điều khiển ổn định dòng sạc so với ba cấu trúc lại KẾT LUẬN Dựa sở vấn đề tồn hướng nghiên cứu điều khiển cho hệ thống sạc động cho ô tô điện, nghiên cứu đề xuất cấu trúc điều khiển kết hợp hai yêu cầu điều khiển điều khiển dịng sạc khơng đổi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://vnautomate.net/gioi-thieu-cong-nghe-truyen-dien-khong-dayva-ung-dung-sac-khong-day-cho-o-to-dien.html [2] D Patil, M K McDonough, J M Miller, B Fahimi, P T Balsara, 2017 Wireless Power Transfer for Vehicular Applications: Overview and Challenges IEEE Trans Transp Electrif., vol 4, no 1, pp 3–37, doi: 10.1109/TTE.2017.2780627 [3] C T Rim, C Mi, 2017 Introduction to Wireless Power Transfer (WPT) In book: Wireless Power Transfer for Electric Vehicles and Mobile Devices (pp.19-42) [4] Nguyen Thi Diep, 2020 Research on wireless power transfer system application in wireless active charging for electric vehicles PhD thesis, Hanoi University of Science and Technology [5] N T An, L V Hiếu Controlling the performance of the wireless dynamic charging system for electric cars Hanoi University of Science and Technology [6] N X Khai, L Cong, N Anh, N T Điep, N K Trung, 2021 Output DC Voltage Stabilizer and Efficiency Improvement in Wireless Power Tranfer Systems Measurement, Control, and Automation, 2(1) [7] Z Ye, P K Jain, P C Sen, 2007 A full-bridge resonant inverter with modified phase-shift modulation for high-frequency AC power distribution systems IEEE Trans Ind Electron., vol 54, no 5, pp 2831–2845, doi: 10.1109/TIE.2007.896030 [8] M Zhang, L Tan, J Li, X Huang, 2020 The Charging Control and Efficiency Optimization Strategy for WPT System Based on Secondary Side Controllable Rectifier IEEE Access, vol 8, pp 127993–128004, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3007444 [9] M Wu, et al., 2021 A Dual-Sided Control Strategy Based on Mode Switching for Efficiency Optimization in Wireless Power Transfer System IEEE Transactions on Power Electronics vol 36, no 8, pp 8835–8848 [10] Q Zhu, L Wang, Y Guo, C Liao, F Li, 2016 Applying LCC Compensation Network to Dynamic Wireless EV Charging System IEEE Trans Ind Electron., vol 63, no 10, pp 6557–6567, doi: 10.1109/TIE.2016.2529561 [11] M Kim, D M Joo, B K Lee, 2019 Design and Control of Inductive Power Transfer System for Electric Vehicles Considering Wide Variation of Output Voltage and Coupling Coefficient IEEE Trans Power Electron., vol 34, no 2, pp 1197–1208, doi: 10.1109/TPEL.2018.2835161 [12] N T Diep, N K Trung, T T Minh, 2020 Wireless power transfer system design for electric vehicle dynamic charging application Int J Power Electron Drive Syst., vol 11, no 3, pp 1468–1480, doi: 10.11591/ijpeds.v11.i3.pp1468-1480 124 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ● Tập 59 - Số 2A (3/2023) AUTHORS INFORMATION Pham Tien Dat1, Bui Duc Hieu1, Nguyen Thi Diep2, Nguyen Kien Trung1 School of Electrical and Electronic Engineering, Hanoi University of Science and Technology Faculty of Control and Automation, Electric Power University Website: https://jst-haui.vn