Bộ chuyển đổi DC – DC được sử dụng kết nối các thành phần của hệ thống truyền động bằng cách tăng cường hay giảm bớt hiệu điện thế. Do những ràng buộc của ô tô, cấu trúc bộ chuyển đổi phải đáng tin cậy, gọn nhẹ, thể tích nhỏ, hiệu quả cao, ít nhiễu điện từ, dòng và hiệu điện thế ít gợn sóng. Có 4 phương thức đối với chuyển đổi DC – DC đó là kiểu truyền thống, kiểu 4 kênh đan xen với phần cảm độc lập, kiểu chuyển đổi DC – DC tăng cường và kiểu toàn phần.
Một chiếc xe điện là phương tiện sử dụng sự kết hợp của các nguồn năng lượng khác nhau, Pin nhiên liệu (FCs), Pin và Siêu tụ (SCs) để cung cấp sức mạnh cho hệ truyền động như hình bên dưới. 2 loại thường được sử dụng như là thiết bị trữ năng lượng là Pin và SCs.
55 Chúng có thể kết nối với “1 chồng pin nhiên liệu” trong nhiều cách khác nhau. Cấu hình đơn giản, hai thiết bị được kết nối song song: Pin nhiên liệu/Pin, pin nhiên liệu/siêu tụ và pin/siêu tụ. Tuy nhiên, đối với cách này công suất sử dụng không thể kiểm soát được, nhưng lại được xác định 1 cách thụ động nhờ vào trở kháng của thiết bị. Trở kháng của thiết bị phụ thuộc vào nhiều thông số như: nhiệt độ, trạng thái nạp, điểm hoạt động. Mỗi thiết bị khi đó sẽ hoạt động không hiệu quả. Đặc tính điện áp của 2 thiết bị cũng phải phù hợp, và chỉ 1 phần nhỏ khoảng hoạt động của thiết bị được tính toán. Bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC, chúng ta có thể thay đổi điện áp của thiết bị và công suất của những thiết bị có thể được điều khiển.
Sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC là điều cần thiết đối với hệ thống cung cấp năng lượng cho xe điện. công suất của bộ chuyển đổi dựa vào những đặc tính của xe như là tốc độ tối đa, thời gian tăng tốc từ 0- 100 km/h, khối lượng, moment cực đại, công suất cực đại.
Hình 3.18: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực
* Bộ chuyển đổi DC-DC cho xe điện:
Trong hệ thống cung cấp năng lượng, cần ít nhất 1 bộ chuyển đổi DC-DC để kết nối pin nhiên liệu, pin và siêu tụ với nhau. Mặc khác, bộ chuyển đổi là 1 mạng điện chuyển đổi 1 dòng điện DC ở 1 mức điện áp nhất định thành 1 mức khác, bằng cách lưu trữ tạm thời năng lượng ban đầu và sau đó phóng nó ra với một điện áp khác. Sự lưu trữ này có thể trong các thành phần từ trường (độ tự cảm, máy biến thế) hay điện trường (tụ). Bộ chuyển đổi có thể được thiết kế để truyền công suất 1 chiều, từ đầu vào đến đầu ra. Tuy nhiên, hầu hết các
56 phương thức của bộ chuyển đổi có thể hoạt động hai chiều, rất thích hợp dùng trong phanh tái sinh. Lượng công suất “chảy” giữa đầu vào và đầu ra có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh chu kỳ xung.
* Bộ chuyển đổi DC-DC tăng cường (Vin<Vout):
Hình 3.19: Sơ đồ mạch điện DC – DC tăng cường
* Bộ chuyển đổi DC-DC 4 kênh:
57
* Bộ chuyển DC-DC toàn phần:
Hình 3.21: Sơ đồ mạch điện DC – DC toàn phần
* Bộ chuyển đổi AC-DC:
Thực tế cho thấy, các thiết bị sử dụng điện nói chung và xe điện nói riêng gồm xe máy điện, xe đạp điện, ô tô điện,…đều sử dụng mạng điện xoay chiều để sạc pin. Bộ chuyển đổi AC-DC đóng vai trò quan trọng bậc nhất trong trường hợp này, để chuyển dòng AC thành DC sạc cho pin chính và phụ tải. Bộ chuyển đổi này thường đặt ở hộp sạc của các thiết bị.
58
Hình 3.22: Mạch chuyển đổi AC – DC
Đối với đồ án thiết kế xe điện cỡ nhỏ cho đô thị, xe chỉ sử dụng bộ chuyển đổi AC-DC, chuyển điện áp xoay chiều 220V thành 2 mức điện áp 1 chiều nhỏ hơn là 72v và 12v.
59
Hình 3.24: Mạch điện động cơ
Động cơ 1 chiều kích từ song song gồm có 4 dây , như sơ đồ trên, trong đó có 2 dây của cuộn kích từ (stator) và 2 dây cho rotor. Phần ứng của động cơ được nối với cầu H và được điều khiển tốc độ nhờ vào 4 transistors đóng ngắt theo đường chéo. Toàn bộ hoạt động của transistor được điều khiển bởi IC trong hộp Driver.
60
Chương 4: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC SAU KHI THỰC HIỆN ĐỒ ÁN
Khi thực hiện đồ án, nhóm đã đề ra các mục tiêu phải thực hiện được:
Thứ nhất: Tính toán sức kéo, chọn động cơ phù hợp cho xe điện cỡ nhỏ.
Thứ hai: Thiết kế, chế tạo hệ thống truyền lực cho xe.
Sau 4 tháng nghiên cứu, tìm hiểu và làm thực nghiệm, nhóm đã làm ra hệ thống truyền lực cho ô tô điện cỡ nhỏ (4 chỗ) phù hợp cho nhu cầu di chuyển ở những đoạn đường ngắn trong đô thị và thỏa mãn hai mục tiêu trên.