Nghiên cứu bộ biến đổi DCDC và thuật toán phân phối năng lượng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN DUY ĐỈNH NGHIÊN CỨU BỘ BIẾN ĐỔI DC/DC VÀ THUẬT TOÁN PHÂN PHỐI NĂNG LƢỢNG TRONG HỆ LƢU TRỮ NĂNG LƢỢNG LAI CHO XE ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – Năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN DUY ĐỈNH NGHIÊN CỨU BỘ BIẾN ĐỔI DC/DC VÀ THUẬT TOÁN PHÂN PHỐI NĂNG LƢỢNG TRONG HỆ LƢU TRỮ NĂNG LƢỢNG LAI CHO XE ĐIỆN Chuyên ngành : Điều khiển Tự động hóa LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS TS TẠ CAO MINH Hà Nội – Năm 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp công trình riêng tôi tự thực hướng dẫn PGS TS Tạ Cao Minh Các số liệu kết hoàn toàn trung thực Để hoàn thành luận văn sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 17 tháng năm 2013 Học viên Nguyễn Duy Đỉnh MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vi LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG TRONG XE ĐIỆN 1.1 Đôi nét lịch sử hình thành phát triển xe điện 1.2 Các hệ thống lưu trữ lượng xe điện 1.3 Các cấu trúc “lai ghép” hệ thống lưu trữ lượng 1.3.1 Cấu trúc lai ghép thụ động 10 1.3.2 Cấu trúc lai bán chủ động .11 1.3.3 Cấu trúc lai chủ động 13 1.4 Các vấn đề cần nghiên cứu 15 CHƯƠNG – BỘ BIẾN ĐỔI DC/DC HAI CHIỀU 18 2.1 Giới thiệu chung biến đổi DC/DC chiều 18 2.1.1 Cấu trúc cách ly .18 2.1.2 Cấu trúc không cách ly 20 2.2 Bộ biến đổi DC/DC chiều pha 22 2.2.1 Nguyên lý làm việc 22 2.2.2 Mô hình hóa trung bình tín hiệu nhỏ .34 2.3 Bộ biến đổi DC/DC chiều nhiều pha 36 2.3.1 Ảnh hưởng số pha lên độ nhấp nhô dòng điện 39 2.3.2 Mô hình hóa biến đổi DC/DC chiều đóng cắt xen kẽ nhiều pha 41 CHƯƠNG - TÍNH TOÁN MẠCH LỰC VÀ TỔNG HỢP MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH DÒNG ĐIỆN .44 3.1 Tính toán mạch lực .44 3.1.1 Tính toán công suất biến đổi DC/DC chiều 44 -i- 3.1.2 Tính toán số pha xếp chồng 48 3.1.3 Kiểm nghiệm khả tăng tốc .50 3.1.4 Tính toán thiết kế cuộn kháng 51 3.2 Tổng hợp mạch vòng điều khiển dòng điện 53 CHƯƠNG - THUẬT TOÁN PHÂN PHỐI NĂNG LƯỢNG 62 4.1 Tổng quan .62 4.1.1 Điều khiển theo luật phân phối .62 4.1.2 Điều khiển theo luật mờ 64 4.2 Đề xuất thuật toán phân phối lượng 65 4.2.1 Xây dựng luật phân phối lượng 66 4.2.2 Xác định tham số lọc 68 4.2.3 Khởi tạo điện áp siêu tụ 70 4.2.3 Giám sát điện áp siêu tụ 71 CHƯƠNG - KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 72 5.1 Mô hình mô 72 5.2 Kết mô biến đổi .74 5.3 Kết mô thuật toán phân phối lượng .76 5.3.1 Kết mô hệ ESS 76 5.3.2 Kết mô hệ HESS 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO .82 PHỤ LỤC 84 P.1 Các thông số đầu vào: 84 P.2 Chu kỳ nhiệm vụ cực đại .84 P.3 Nhấp nhô dòng điện cực đại 84 P.4 Giá trị điện cảm 84 P.5 Dòng điện đỉnh pha .84 P.6 Dòng điện hiệu dụng pha 84 P.7 Năng lượng đỉnh tích lũy cuộn kháng 85 -ii- P.8 Hằng số điện 85 P.9 Hệ số hình dáng AP yêu cầu: 85 P.10 Chọn lõi ETD59/31/22 có hệ số hình dáng AP = 134688 mm4 85 P.11 Chọn dây AWG26 có thông số: 85 P.12 Số vòng dây 86 P.13 Khe hở không khí 86 P.13 Hệ số từ tản 86 P.14 Số vòng dây hiệu chỉnh 86 P.15 Tính lại mật độ từ thông chiều 86 P.16 Mật độ từ thông xoay chiều 86 P.17 Số dây chập song song 86 P.18 Tính lại mật độ dòng điện thực tế 86 P.19 Chiều dài dây quấn .86 P.20 Điện trở dây quấn .86 P.21 Tính lại hệ số lấp đầy 87 P.22 Tổn hao đồng .87 P.23 Tổn hao sắt 87 P.24 Tổn hao tổng 87 P.25 Hiệu suất cuộn kháng 87 -iii- DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Một số mẫu xe điện giai đoạn 1890 – 1930 .4 Hình 1.2 Một số mẫu xe điện giai đoạn 1930-1990 Hình 1.3 Cấu trúc tổng quát hệ thống điện xe điện Hình 1.4 So sánh mật độ lượng mật độ công suất hệ thống lưu trữ lượng [3] .7 Hình 1.5 Cấu trúc nguồn lượng lai thụ động 10 Hình 1.6 Đặc tính nạp/xả acquy so với siêu tụ điện [7] 11 Hình 1.7 Cấu trúc nguồn lượng lai bán chủ động 12 Hình 1.8 Các cấu trúc nguồn lượng lai chủ động 15 Hình 1.9 Cấu trúc hệ truyền động xe i-MiEV 16 Hình 2.1 Dòng lượng mạch DC/DC chiều 18 Hình 2.2 Bộ biến đổi DC/DC chiều cách ly .19 Hình 2.3 Bộ biến đổi DC/DC chiều không cách ly .20 Hình 2.4 Bộ biến đổi DC/DC chiều pha xếp chồng đóng cắt xen kẽ 21 Hình 2.5 ộ biến đổi DC DC chiều pha 23 Hình 2.8 Dạng sóng dòng điện điện áp cuộn kháng chế độ thuận ngược 27 Hình 2.9 Mạch điện tư ng đư ng giai đoạn dẫn: 28 Hình 2.10 Dạng sóng dòng điện điện áp cuộn kháng chế độ ngược 31 Hình 2.11 Mạch điện tư ng đư ng giai đoạn dẫn: 32 Hình 2.12 S đồ khối cấu trúc biến đổi DC/DC chiều pha 36 Hình 2.13 Bộ biến đổi DC/DC nhiều pha 37 Hình 2.14 Dạng sóng dòng điện chế độ thuận DC/DC pha 38 Hình 2.15 Dạng sóng dòng điện chế độ thuận ngược DC/DC pha 38 Hình 2.16 Dạng sóng dòng điện chế độ ngược DC/DC pha 39 Hình 2.17 So sánh tỷ lệ độ đập mạch dòng điện theo số pha 41 Hình 2.18 S đồ khối cấu trúc biến đổi DC/DC chiều pha 43 Hình 3.1 Ảnh hưởng dòng điện nạp/xả đến tuổi thọ acquy Li-ion [12] 45 Hình 3.2 Đặc tính c động c truyền lực đặc tính tải xe i-MiEV .46 Hình 3.3 Đặc tính tốc độ, công suất momen động c xe i-MiEV theo thời gian 47 Hình 3.4 Đặc tính dòng điện siêu tụ theo chu kỳ nhiệm vụ 49 -iv- Hình 3.5 Đặc tính Volt-Ampere siêu tụ sử dụng biến đổi pha 50 Hình 3.6 Kết mô kiểm nghiệm độ đập mạch dòng điện cực đại 53 Hình 3.7 Cấu trúc điều khiển pha .54 Hình 3.8 Biểu đồ bode Gic(s) .56 Hình 3.9 Đáp ứng tần số hệ hở fcut = kHz γ = 45o 58 Hình 3.10 Đáp ứng bước nhảy hệ kín fcut = kHz γ = 45o .59 Hình 3.11 Đáp ứng tần số hệ hở fcut = kHz γ = 60o 60 Hình 3.12 Đáp ứng bước nhảy hệ kín fcut = kHz γ = 60o .60 Hình 4.1 Phư ng pháp phân phối theo tốc độ dài [17] 62 Hình 4.2 Phư ng pháp phân phối sử dụng lọc thông cao [18] 63 Hình 4.3 Cấu trúc hệ HESS đề xuất 65 Hình 4.4 S đồ cấu trúc thuật toán phân phối lượng đề xuất 67 Hình 5.1 Mô hình mô hệ HESS bán chủ động siêu tụ 72 Hình 5.2 Mô hình điều khiển động c .73 Hình 5.3 Mô hình mô biến đổi DC/DC hai chiều sáu pha .75 Hình 5.4 Đáp ứng dòng điện pha .75 Hình 5.5 Lượng đặt dòng điện ứng với lượng nhấn/nhả chân ga 76 Hình 5.6 Kết mô hệ ESS siêu tụ điện .77 Hình 5.7 Kết mô hệ HESS với thuật toán phân phối lượng đề xuất 79 -v- DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh số nguồn lưu trữ lượng phổ biến Bảng 3.1 Thông số xe ô tô điện i-MiEV [3.1] 44 Bảng 3.2 Các thông số yêu cầu biến đổi DC/DC chiều 51 Bảng 3.3 Các thông số thiết kế .52 Bảng 3.4 Thông số cuộn kháng 52 Bảng 5.1 Tham số mô hình mô .74 Bảng P.1 Thông số lõi ETD59/31/22 .85 Bảng P.2 Thông số dây quấn 85 -vi- Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần tăng cao giá nhiên liệu xe điện quan tâm trở lại toàn giới Xe điện sử dụng động c điện để phát sinh lực kéo sử dụng acquy để cấp điện cho động c điện Xe điện có nhiều ưu điểm khả phát sinh mô men lớn, khả tăng tốc, giảm tốc cao … nhiên ưu điểm đạt với giả thiết acquy có khả phát huy đủ công suất thời gian tăng giảm tốc Trong thực tế, acquy có mật độ công suất không cao, việc thường xuyên phóng nạp dòng điện lớn gấp vài lần giá trị dung lượng khiến tuổi thọ acquy suy giảm nhanh chóng Hệ thống lưu trữ lượng lai đời nhằm giải vấn đề Acquy có mật độ công suất thấp, lai ghép với nguồn lượng có mật độ công suất cao pin nhiên liệu động c đốt, siêu tụ … để tạo nguồn lưu trữ lượng có mật độ công suất cao h n Ngoài thông qua việc sử dụng hệ thống lượng lai ghép, tuổi thọ acquy cải thiện quãng đường lần sạc mở rộng đáng kể Luận văn nghiên cứu, khảo sát hệ thống lượng lai ghép siêu tụ với acquy chư ng từ đưa phư ng án ghép nối bán chủ động sử dụng biến đổi DC/DC hai chiều chư ng chư ng Đồng thời, luận văn đề xuất thuật toán điều khiển phân phối lượng chư ng nhằm kéo dài tuổi thọ acquy tiết kiệm lượng tiêu hao lượng, từ cho phép xe có quãng đường dài h n lần sạc Các kết mô thực máy tính chư ng kiểm nghiệm lại hoạt động biến đổi DC DC tính đắn thuật toán điều khiển phân phối lượng đề xuất Đề tài luận văn phần công việc đề tài cấp Nhà nước ô tô điện mã số KC03.08/11-15 Các số liệu sử dụng đề tài theo xe điện i-MiEV hãng Mitsubishi đề tài KC03.08/11-15 -1- Chư ng – Kết mô Hình 5.2 mô tả s đồ mô hệ điều khiển động c điện có kể đến mô hình xe quy bánh với tác động cản gió trượt dọc Động c điều khiển ổn định dòng điện điều khiển PI Các tham số mô hình bánh xe mặt đường sử dụng mô cho bảng 5.1 Hình 5.2 Mô hình điều khiển động c Kết mô trình bày thành phần: mô biến đổi mô thuật toán phân phối lượng trường hợp: có tham gia siêu tụ -73- Chư ng – Kết mô Bảng 5.1 Tham số mô hình mô STT Tham số Ký Giá Đơn hiệu trị vị Tốc độ gió Góc dốc mặt đường Trọng lượng xe tải Điều kiện mặt đường (đường nhựa) k 0.7 Tần số đóng cắt mạch vòng dòng điện động c fs 10 Hệ số khuếch đại điều khiển dòng điện động vg m/s2 0o M 1171 kg kHz Kp 0,2086 c Hằng số thời gian điều khiển dòng điện động Ti 0,73 ms c 5.2 Kết mô biến đổi Hình 5.3 mô tả mô hình mô biến đổi DC DC thiết kế chư ng hình 5.4 mô tả đáp ứng dòng điện pha Từ kết mô phỏng, dòng điện pha ổn định với độ điều chỉnh không đáng kể áp đặt dòng điện 60A -60A mô tả hình 5.4a Bên cạnh đóng cắt xen kẽ thể rõ hình 5.4b pha có biên độ lệch pha 60o Ngoài ra, hình 5.4b cho thấy nhấp nhô dòng điện khoảng 20A, 33% dòng điện trung bình pha hoàn toàn phù hợp với thiết kế chư ng -74- Chư ng – Kết mô Hình 5.3 Mô hình mô biến đổi DC/DC hai chiều sáu pha (a) (b) Hình 5.4 Đáp ứng dòng điện pha (a) Dòng điện pha; (b) Dòng điện pha phóng to -75- Chư ng – Kết mô 5.3 Kết mô thuật toán phân phối lƣợng 5.3.1 Kết mô hệ ESS Luong dat dong dien dong co 150 Dong dien (A) 100 50 -50 -100 -150 10 20 Thoi gian (s) 30 40 Hình 5.5 Lượng đặt dòng điện ứng với lượng nhấn/nhả chân ga Dòng điện đặt cho mạch vòng điều khiển dòng điện động c giả lập tín hiệu nhấn/nhả ga người lái mô tả hình 5.5 Trong mô phỏng, giả thiết người lái nhấn hết hành trình chân ga sau nhả chân ga với khoảng thời gian đạp/nhả ga mức độ nhả chân ga thay đổi Khi người lái nhấn ga hết hành trình dòng điện đặt cho động c dòng điện định mức; người lái nhả ga, dòng điện đảo dấu động c thực hãm tái sinh Mức độ hãm tái sinh mối liên quan biên độ dòng điện hãm với mức độ nhả chân ga nằm phạm vi luận văn Hình 5.6 mô tả kết mô tốc độ dòng điện nghịch lưu (dòng điện acquy) dung lượng acquy tham gia siêu tụ Với đặc tính dòng điện ứng với mức độ nhấn, nhả ga mô tả hình 5.5, tốc độ dài xe tăng dần từ đến 68km h 10s sau giảm tốc 5s xuống khoảng 56km/h tiếp tục tăng tốc lên 84km/h giây thứ 25 trước giảm tốc 62km/h giây cuối tăng tốc lên 85km/h gần 10s lại -76- Chư ng – Kết mô X: 24.34 Y: 83.79 Van toc (km/h) Van toc X: 10.59 Y: 67.77 80 60 X: 29.59 Y: 61.53 X: 14.48 Y: 56.2 40 20 0 10 15 20 25 30 35 40 Iinvf , Ibatf Dong dien (A) 150 100 X: 8.725 Y: 134.1 X: 32.55 Y: 133.7 50 -50 -100 X: 12.48 Y: -32.77 10 15 20 X: 26.65 Y: -61.98 25 30 35 40 30 X: 39.14 35 40 Dung luong Acquy Dung luong (%) 50 49.5 49 48.5 48 10 15 20 Thoi gian (s) 25 Y: 48.13 Hình 5.6 Kết mô hệ ESS siêu tụ điện Với việc tăng giảm tốc mô tả hình 5.5 dòng điện acquy ban đầu cần huy động đến 134A, gấp 2,68 lần giá trị dung lượng acquy Trong trình hãm tái sinh dòng điện trả acquy -33A -62A Do mô phỏng, thao tác nhấn/nhả chân ga giả thiết thực với thời gian chu kỳ 15s nên đáp ứng tốc độ dòng điện, tồn thành phần hài chu kỳ 15s Kết thúc trình 40s mô dung lượng acquy giảm từ 50% ban đầu xuống 48,13% -77- Chư ng – Kết mô 5.3.2 Kết mô hệ HESS Hệ HESS bán chủ động siêu tụ mô với điều kiện vận hành xe mô tả bảng 5.1 thao tác nhấn/nhả chân ga mô tả hình 5.5 Kết mô hệ HESS với thuật toán phân phối lượng đề xuất biến đổi DC/DC chiều thiết kế chư ng mô tả hình 5.7 Do mô với tác động điều khiển, đặc tính tăng giảm tốc tốc độ đồ thị dòng điện nghịch lưu yêu cầu hoàn toàn giống với đáp ứng tư ng ứng hệ ESS ban đầu Điều chứng tỏ, việc thêm hệ thống siêu tụ luật phân phối lượng không gây ảnh hưởng đến nghịch lưu động c Nhờ có tham gia siêu tụ biến đổi DC/DC hai chiều dòng điện acquy giới hạn 100A theo hai chiều tức hai lần giá trị dung lượng Caq Trong khoảng thời gian từ đến 2s dòng điện nghịch lưu tăng dần từ đến 100A Mặc dù lúc dòng điện acquy nhỏ h n 100A nhờ có tác dụng lọc thông cao HF(s) dòng điện siêu tụ phóng để hỗ trợ acquy làm giảm bớt tốc độ tăng trưởng dòng điện acquy Trong khoảng thời gian từ giây thứ đến giây thứ dòng điện nghịch lưu yêu cầu lớn h n 100A dòng điện siêu tụ tăng mạnh để trì dòng acquy phóng 100A Tại giây thứ 10 dòng điện đảo dấu Mặc dù dòng điện nghịch lưu giảm nhỏ h n 100A dòng siêu tụ đảo dấu tăng dần nhằm làm giảm bớt tốc độ suy giảm dòng điện acquy Vào thời điểm giây thứ 12 dòng điện acquy có giá trị dòng điện nghịch lưu (-32,77A), giá trị dòng điện nằm khoảng mong muốn, siêu tụ không cần tham gia hỗ trợ acquy dòng điện siêu tụ giảm Năng lượng tái sinh trả hết acquy Quá trình tư ng tự diễn phần lại thời gian mô -78- Chư ng – Kết mô Van toc (km/h) Van toc 80 60 40 20 0 10 15 20 25 30 35 40 Iinv , Ibat, Isc Dong dien (A) 150 100 50 Iinv -50 Ibat -100 10 15 20 25 30 35 25 30 35 Isc 40 Dung luong Acquy Dung luong (%) 50 49.5 49 48.5 48 10 15 20 Thoi gian (s) 40 Hình 5.7 Kết mô hệ HESS với thuật toán phân phối lượng đề xuất Kết thúc thời gian mô 40s dung lượng acquy khoảng 48,6% hệ ESS mô tả phía sau 40s dung lượng acquy 48,13% Như vậy, với quy trình tăng giảm tốc hệ ESS cần sử dụng đến 87% dung lượng acquy hệ HESS với cấu trúc mạch lực cấu trúc điều khiển phân phối lượng đề xuất sử dụng 4% dung lượng acquy Nói cách khác, mức độ tiêu hao lượng hệ HESS đề xuất khoảng 75% so với hệ ESS, tiết kiệm 25% -79- Kết luận KẾT LUẬN Luận văn phân tích cấu trúc hệ thống lưu trữ lượng lai bán chủ động siêu tụ HESS, thiết kế biến đổi DC/DC hai chiều pha xếp chồng đóng cắt xen kẽ đề xuất thuật toán điều khiển phân phối lượng Các kết mô thành công máy tính cho thấy: - Bộ biến đổi DC DC thực việc đóng cắt xen kẽ pha, thể việc dòng điện pha lệch 60o điện; - Dòng điện pha DC DC điều khiển ổn định bám theo giá trị đặt; - Dòng điện mô có độ nhấp nhô thiết kế; - Dòng điện acquy kiểm soát hoàn toàn mặt biên độ; - Thời gian tăng trưởng thời gian suy giảm dòng điện acquy tăng lên làm giảm bớt yêu cầu thời gian đáp ứng acquy; - Nhờ có tham gia siêu tụ lượng tiêu hao acquy h n so với hệ ESS Chẳng hạn với trường hợp vận hành mô phỏng, khả tiết kiệm lượng 25%; Tuy nhiên, luận văn số hạn chế như: - Sử dụng động c chiều có công suất tư ng đư ng thay cho động c đồng nam châm vĩnh cửu cực từ chìm xe Mitsubishi i-MiEV; - Mặc dù thuật toán đề xuất tiết kiệm lượng chưa phải mức tiết kiệm tối ưu; - Chưa quan hệ mức độ nhấn, nhả chân ga, chân phanh với dòng điện đặt cho nghịch lưu; - Chưa có kết thực nghiệm; Dù vậy, góc độ điều khiển hệ thống lưu trữ lượng lai, kết luận văn phần phản ánh hoạt động phân phối lượng hệ thống lai ghép acquy – siêu tụ điện thông qua việc điều khiển dòng điện biến đổi DC/DC hai chiều Từ phần công việc đề tài cấp Nhà nước ô tô -80- Kết luận điện, mã số KC03.08/11-15 giải thông qua luận văn Những vấn đề hạn chế luận văn giải thông qua nội dung công việc khác đề tài KC03.08/11-15 -81- Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_electric_vehicle (9/6/2013) [2] Department of Transport, Planning and Local Infrastructure, State Government of Victoria, Australia “What are the advantages and disadvantages of EVs?”, 8/2013 [3] Venkat Srinivasan “Batteries for Vehicular Applications” AIP Conf Proc 1044, 1–2 March 2008, pp 283-296 [4] Andrew Burke “Energy Storage in Advanced Vehicle Systems” Presentation at the Stanford University, 10/2005 [5] Maxwell Technologies “125V Inc Heavy Transportation Modules Datasheet” [6] Rosario Carbone, Energy Storage in the Emerging Era of Smart Grids, InTech, 2011 [7] http://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor [8] Mohammad Kamil “Switch Mode Power Supply (SMPS) Topologies” Microchip Technology Inc., 2007 [9] Monzer Al Sakka Joeri Van Mierlo Hamid Gualous “DC/DC Converters for Electric Vehicles” Electric Vehicles – Modelling and Simulations, 12/2011 [10] Wensong Yu, Jih-Sheng Lai “Ultra High Efficiency Bidirectional DC-DC Converter With Multi-Frequency Pulse Width Modulation” 23rd Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2008 (APEC 2008) [11] Michael Boxwell, “The Electric Car Guide - Mitsubishi I-MiEV”, Internet Linked, 11/2010 [12] Isidor Buchmann, “The High-power Lithium-ion” batteryuniversity.com, 2006 [13] Alex Van den ossche Vencislav Cekov Valchev Transformers for Power Electronics” CRC Press., 2005 -82- “Inductors and Tài liệu tham khảo [14] Colonel Wm T Mclyman, Transformer and Inductor Design Handbook, Third Edition, CRC Press, 2004 [15] Ferroxcube.com, Ferroxcube Data Handbook, 2009 [16] Christophe Basso, “Transient Response Counts When Choosing Phase Margin” ON Semiconductor, Toulouse, France, 11/2008 [17] J W Dixon M E Ortúzar “Ultracapacitors + DC-DC Converters in Regenerative Braking System” IEEE AESS Systems Magazine, vol 17, pp 16-21, 8/2012 [18] Jonathan J Awerbuch C R Sullivan “Control of Ultracapacitor-Battery Hybrid Power Source for Vehicular Applications” IEEE Conference on Global Sustainable Energy Infrastructure: Energy 2030, Nov 2008, pp 1-7 [19] A A Ferreira J A Pomilio G Spiazzi L A Silva “Energy Management Fuzzy Logic Supervisory for Electric Vehicle Power Supplies System” Trans On Power Electronics, vol 23, pp.107-115, 1/2008 [20] Park Chulsung, Jinfeng Liu, and Pai H Chou "B#: A battery emulator and power-profiling instrument." Design & Test of Computers, IEEE 22.2 (2005): 150-159 [21] Trần Trọng Minh, Giáo Trình Điện Tử Công Suất, NXB Giáo Dục Việt Nam, 2012 [22] Robert W Erickson, Fundamentals of Power Electronics (Second Edition), Springer, 7/1997 [23] Rajesh Rajamani, Vehicle Dynamics and Control, Springer Inc., New York, 2006 [24] Iqbal Husain, Electric and Hybrid Vehicles: Design Fundamentals, CRC Press, 2003 [25] James Larminie, John Lowry, Electric Vehicle Technology Explained, John Wiley & Sons, -83- Ltd, Inc., 2003 Phụ lục PHỤ LỤC P.1 Các thông số đầu vào: Điện áp siêu tụ cực tiểu: VinMin = 65 VDC Điện áp đầu vào cực đại: VinMax = 250 VDC Điện áp DC- us đầu ra: Vout = 330 VDC Công suất pha: Pout = 2,6 kW Tần số đóng cắt: fs = 100 kHz Nhấp nhô dòng điện: ΔIL% = 30% Dòng điện pha cực đại: IL = 40 A Mật độ từ thông cực đại: Bpk = 150 mT Hệ số lấp đầy: Ku = 0,5 Mật độ dòng điện: J =8 A/mm2 P.2 Chu kỳ nhiệm vụ cực đại P.3 Nhấp nhô dòng điện cực đại P.4 Giá trị điện cảm P.5 Dòng điện đỉnh pha P.6 Dòng điện hiệu dụng pha √ ( ) -84- √ Phụ lục P.7 Năng lƣợng đỉnh tích lũy tr ng cuộn kháng P.8 Hằng số điện P.9 Hệ số hình dáng AP yêu cầu: P.10 Chọn lõi ETD59/31/22 có hệ số hình dáng AP = 134688 mm4 Bảng P.1 Thông số lõi ETD59/31/22 Thông số Loại lõi Mô tả Giá trị Đơn vị ETD59/31/22 Ac Tiết diện trụ 368 mm2 Wa Diện tích cửa sổ 366 mm2 G Chiều dài bán trụ 41.2 mm Chu vi trung bình vòng dây 106 mm MLT Ap Hệ số hình dáng m Một nửa khối lượng 134688 mm4 130 g P.11 Chọn dây AWG26 có thông số: Bảng P.2 Thông số dây quấn Thông số Mô tả Loại dây AWG26 Giá trị Đơn vị d Đường kính 0,452 mm Ab Tiết diện lõi 0,128 mm2 Aw Tiết diện 0,160 mm2 Res Mật độ điện trở 134,5 µΩ mm -85- Phụ lục P.12 Số vòng dây P.13 Khe hở không khí P.13 Hệ số từ tản √ ( ) ( √ P.14 Số vòng dây hiệu chỉnh √ √ P.15 Tính lại mật độ từ thông chiều √ √ P.16 Mật độ từ thông xoay chiều P.17 Số dây chập song song P.18 Tính lại mật độ dòng điện thực tế P.19 Chiều dài dây quấn P.20 Điện trở dây quấn -86- ) Phụ lục P.21 Tính lại hệ số lấp đầy P.22 Tổn đồng P.23 Tổn hao sắt P.24 Tổn hao tổng P.25 Hiệu suất cuộn kháng -87- ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN DUY ĐỈNH NGHIÊN CỨU BỘ BIẾN ĐỔI DC/DC VÀ THUẬT TOÁN PHÂN PHỐI NĂNG LƢỢNG TRONG HỆ LƢU TRỮ NĂNG LƢỢNG... - THUẬT TOÁN PHÂN PHỐI NĂNG LƯỢNG 62 4.1 Tổng quan .62 4.1.1 Điều khiển theo luật phân phối .62 4.1.2 Điều khiển theo luật mờ 64 4.2 Đề xuất thuật toán phân phối. .. 2.2 Bộ biến đổi DC/DC chiều cách ly .19 Hình 2.3 Bộ biến đổi DC/DC chiều không cách ly .20 Hình 2.4 Bộ biến đổi DC/DC chiều pha xếp chồng đóng cắt xen kẽ 21 Hình 2.5 ộ biến đổi