Chương 2 : HỆ THỐNG ẮC QUY TRÊN XE RENAULT ZOE
2.1 Ắc quy 12V Trên Renault ZOE 2020
2.1.3 Bộ chuyển đổi DC-DC
Hầu hết các dịng xe điện điều có 2 hệ thống điện trên xe:
- Điện cao áp cung cấp năng lượng cho động cơ điện và máy nén, ngồi ra cịn một số thiết bị khác sử dụng điện áp cao trên xe.
- Điện 12V dùng để cung cấp cho các hệ thống phụ trợ trên xe như radio, đèn chiếu hậu, đèn đầu hay gạt mưa…
Mặc dù điện 12V có thể được cung cấp từ ắc quy 12V được trang bị trên xe, tuy nhiên do khơng có máy phát như xe động cơ đốt trong (như đã đề cập ở mục 2.1.2) do đó khi xe di chuyển với một quãng đường dài thì năng lượng của ắc quy 12V sẽ khơng cịn đủ hết duy trì hoạt động cho các thiết bị phụ trợ trên xe, do đó một bộ chuyển đổi DC-DC từ điện áp cao của ắc quy cao áp sang điện áp thấp vừa có thể sạc cho ắc quy 12V vừa có thể hổ trợ cung cấp năng lượng cho các thiết bị của xe, bộ chuyển đổi DC-DC này là cầu nối giữa nguồn điện áp cao và nguồn điện 12V trên xe.
12
Hình 2.4:Mơ hình hệ thống hai nguồn điện trên xeBộ chuyển đổi DC-DC được cấu tạo từ 3 bộ phận chính: Bộ chuyển đổi DC-DC được cấu tạo từ 3 bộ phận chính:
- Một mạch tạo dao động (Oscillator). - Một máy biến áp (Step down transformer). - Một mạch chỉnh lưu (Rectifier).
13 Trong mơ hình này mạch tạo dao động có chức năng như một vịng tuần hồn kín dùng để bật - tắt bóng bán dẫn thường là loại BJT hoặc MOSFET loại công suất lớn để có thể đóng ngắt từ vài trăm đến vài nghìn lần trên một giây. Bộ tạo giao động biến đổi dòng một chiều DC thành dạng xoay chiều AC một cách hiệu quả. Đầu ra của bộ tạo dao động là một sóng vng.
Hình 2.6:Mơ hình mạch tạo dao động và dạng sóng đầu ra
Tiếp theo là máy biến áp, máy biến áp dùng để tăng hoặc giảm mức điện áp đi qua nó trong trường hợp này là giảm mức điện áp xuống, máy biến áp chỉ làm việc với dòng dạng điện xoay chiều AC, đầu vào của máy biến áp gọi là cuộn dây sơ cấp đầu ra của nó là cuộn dây thứ cấp, khi dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp của máy biến áp liên tục đổi chiều làm cho từ trường xung quanh của lõi không ngừng nở ra và co lại, các đường sức từ chuyển động và tạo ra dòng điện bên cuộn thứ cấp.
14 Trong máy biến áp để có thể giảm mức điện áp này cuộn dây bên cuộn sơ cấp sẽ có số vịng dây nhiều hơn cuộn thứ cấp (cụ thể gấp 33 lần) để có thể giảm mức điện áp xuống. Tuy nhiên lúc này cường độ dòng điện sẽ tăng lên. Đầu ra của máy biến áp là dịng AC có dạng sóng hình Sin.
Sau đó dịng điện sẽ đi qua bộ chỉnh lưu được thiết kế với 4 Diode, để biến đổi dòng điện xoay chiều AC về lại thành dòng điện DC để sử dụng.
Hình 2.8: Mơ hình mạch điện và cách hoạt động của chỉnh lưu
Khi cuộn dây thứ cấp được kết nối với 2 trong 4 diode như (Hình 2.8a) , lúc này tại chân D2 xuất hiện dòng điện dương và đầu D3 là dịng điện âm do đó diode D2 và D3 cho phép dịng điện đi qua (phân cực thuận), trong lúc đó D1 và D4 bị khóa hay khơng cho dịng điện đi qua (phân cực ngược), tương tự khi chiều dòng điện trên cuộn dây thứ cấp thay đổi như (Hình 2.8b) lúc này D1 và D4 hoạt động và D2, D3 không hoạt động.
Sau khi dòng điện xoay chiều đã được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều, thường sẽ xuất hiện một chút dao động điện áp nhỏ, những dao động điện áp nhỏ này
15 được gọi dòng điện xốy, dịng điện này có thể làm cản trở hoạt động của một số mạch điện tử và cũng sẽ có ảnh hưởng đến đài AM và FM cho nên cần được giảm thiếu bằng cách đặt một tụ nhỏ giữa các cực đầu ra âm và dương của bộ chỉnh lưu.
Hình 2.9:a) Dịng điện chưa qua tụ, b) Dòng điện đã qua tụ, c) Dòng điện lý thuyết