3.1. Xây dựng chương trình mô phỏng
Sử dụng phần mềm Matlab-Simulink để mô phỏng các trạng thái của pin Lithium-Ion. Dựa vào đó, giúp ta nắm rõ hơn về các trạng thái của pin Lithium-Ion trên thực tế trước khi kết nối với hệ thống nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.
3.1.1. Lựa chọn thông số cho pin
Hình 3.1: Block Paramters – Battery
3.1.2. Xây dựng sơ đồ các khối mô phỏng
3.1.2.1. Chú thích ý nghĩa các khối sử dụng - Nguồn điện áp sạc: DC 42V
- Giả lập điện trở làm tải để xả pin (R=100 Ω)
- Dùng MOSFET để điều khiển các trạng thái của pin
- Dùng công tắc để điều khiển quá trình sạc và xả (Công tắc ở trạng thái 0 – mở và 1 – đóng)
57 3.1.2.2. Các chương trình dùng để mô phỏng
a) Khi pin ở trạng thái sạc: Công tắc ở chế độ đóng (1) và điện áp sạc từ nguồn DC (Vsạc = 42 V) sẽ được kết nối với bộ pin. Lúc này pin được sạc và tải sử dụng điện áp từ nguồn DC để làm điện áp tải (Vtải = 42 V).
Hình 3.2: Chương trình mô phỏng pin ở trạng thái xả
Hai trạng thái khi sạc pin:
- Sạc ổn định dòng: Dòng sạc được giữ không đổi, vì vậy cần 1 bộ điều khiển PI (Giá trị của P = 0,005 và giá trị của I = 10) và bộ tạo xung PWM để tạo xung điều khiển MOSFET.
- Sạc ổn định áp: Thông thường SOC của pin được sạc đến 80% (VB = 39.96 V) thì pin sẽ chuyển sang giai đoạn sạc ổn áp (Dòng sạc giảm dần về 0).
Hình 3.3: Chương trình điều khiển dòng sạc khi điện áp pin đạt 39.96 V (SOC=80%)
b) Khi pin ở trạng thái xã: Công tắc ở chế độ mở (0) và điện áp sạc từ nguồn DC (Vsạc= 42 V) sẽ ngắt kết nối với bộ pin. Lúc này pin cung cấp điện áp cho tải điện trở (VLoad).
58
Hình 3.4: Chương trình mô phỏng pin ở trạng thái xả
Hình 3.5: Chương trình điều khiển dòng sạc khi xả pin
Hình 3.6: Chương trình điều khiển dòng điện là sạc hoặc xả
Sử dụng công tắc để điều khiển dòng điện là dòng sạc hay dòng xả. Nếu Source = 1 (>0) tức là pin đang ở trạng thái sạc thì công tắc điều khiển đầu ra (IB_ref) là (IB_ref_charger). Ngược lại nếu Source = 0 tức là pin đang ở trạng thái xả thì công tắc điều khiển đầu ra (IB_ref) là (IB_ref_dis).
59
Hình 3.7: Chương trình điều khiển dòng điện của pin
Hình 3.8: Chương trình hiển thi các giá trị của pin lên đồ thị
3.2. Kết quả mô phỏng
3.2.1. Kết quả mô phỏng quá trình sạc pin
a) Quá trình sạc ổn định dòng:
Hình 3.9: Kết quả mô phỏng quá trình sạc ổn định dòng
a) Giá trị SOC; b) Giá trị điện áp pin (Vb); c) Giá trị dòng điện (Ib); d) Giá trị điện áp tải (VLoad)
60 b) Quá trình sạc ổn định áp:
Hình 3.10: Kết quả mô phỏng quá trình sạc ổn định áp
a) Giá trị SOC; b) Giá trị điện áp pin (Vb); c) Giá trị dòng điện (Ib); d) Giá trị điện áp tải (VLoad)
c) Quá trình xả pin:
Hình 3.11: Kết quả mô phỏng quá trình xả pin
a) Giá trị SOC; b) Giá trị điện áp pin (Vb); c) Giá trị dòng điện (Ib); d) Giá trị điện áp tải (VLoad)
61