Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (2)

Để cho phép truyền công suất từ cuộn dây truyền tải đến cuộn dây nhận, nguồn điện xoay chiều từ lưới điện được chuyển thành tần số cao HF AC thông qua bộ chuyển đổi AC / DC và DC / AC...

KHẢO SÁT VÀ MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY TRÊN XE

-⮚ M c tiêu chính c a ụ ủ đề tài là kh o sát và mô ph ng v công ngh s c không dây trên xe i n ả ỏ ề ệ ạ đ ệ

⮚ N i dung c a lu n v n còn có th làm tài li u nghiên c u h c t p cho các ộ ủ ậ ă ể ệ ứ ọ ậ đố ượi t ng là sinh viên, h c sinh chuyên ngành là c khí, ọ ơ

công ngh ô tô.ệ

2

1.T ng quan v xe i n ổ ề đ ệ

2 Công ngh s c không dây trên xe i nệ ạ đ ệ

3 ng d ng c a công ngh s c không dâyỨ ụ ủ ệ ạ

4 Mô ph ng công ngh s c không dây trên matlabỏ ệ ạ

3

1.1 Khái niệm

Ô tô điện (cũng là xe ô tô chạy bằng pin hoặc xe hơi chạy bằng

điện) là một chiếc ô tô cắm điện với lực đẩy có được từ một hoặc

nhiều động cơ điện , sử dụng năng lượng thường được lưu trữ

trong pin sạc cho ô tô

4

2.1 Khái niêm:

Sạc là một thách thức khác đối với BEV. Công nghệ sạc và

công nghệ pin bổ sung cho nhau. Để giải tỏa "nỗi lo về phạm vi" của

người lái xe EV, công nghệ sạc là rất quan trọng và đóng một vai trò

quan trọng trong ngành BEV. Với sự phát triển nhanh chóng của công

nghệ sạc và sự lan rộng của cơ sở hạ tầng sạc, việc sạc ngày càng trở

nên tiện lợi và nhanh chóng hơn

6

2.2 Nguyên lý hoạt động:

Sạc không dây sử dụng sự trao đổi năng lượng giữa hai tấm đệm, một tấm nằm trên mặt đất và một tấm bên dưới gầm xe Bệ sạc (trên mặt đất) rộng khoảng 1m2, trong khi bệ nhận (trên ô tô) được đặt trong một thiết bị nhỏ Để cho phép truyền công suất từ cuộn dây truyền tải đến cuộn dây nhận, nguồn điện xoay chiều từ lưới điện được chuyển thành tần số cao (HF) AC thông qua bộ chuyển đổi AC / DC và DC / AC

7

2.3 Truyền điện không dây

Truyền điện giữa hai cuộn dây dựa trên nguyên tắc cảm ứng lẫn nhau, theo đó nếu một cuộn dây được kết nối với nguồn điện áp xoay chiều, một thông lượng xoay chiều được thiết lập, khi liên kết với các cuộn dây khác tạo ra lực điện động Công suất được truyền bởi hai cuộn dây ghép nối lẫn nhau với không khí và môi trường xung quanh làm lõi của nó

8

❖ Các phương thức truyền điện không dây.

Có 3 phương thức:

Truyền điện không dây điện dung

Truyền điện không dây bánh răng từ tính

Truyền điện cảm ứng

9

❖ Phương thức truyền điện không dây.

• Truyền điện không dây điện dung

- Chi phí thấp và tính đơn giản của công nghệ

- Sử dụng cấu trúc hình học và cơ học tiên tiến của khớp nối

tụ điện

- Tụ điện được sử dụng để chuyển điện từ nguồn sang máy

thu thay vì sử dụng cuộn dây hoặc nam châm

- Rất hữu ích cho các ứng dụng công suất thấp

10

❖ Phương thức truyền điện không dây.

• Truyền điện không dây bánh răng từ tính

- Trong phương pháp này, hai nam châm vĩnh cửu (PM) được đặt cạnh nhau trái ngược.

- Nguồn được đưa vào cuộn dây máy phát để tạo ra một cơ khí mô-men xoắn trên PM sơ cấp

- PM sơ cấp quay và tạo ra mô-men xoắn trên PM thứ cấp thông qua tương tác cơ học

- Trong hai lần đồng bộ - PM đã đóng, PM chính hoạt động như chế độ máy phát điện và - - PM thứ cấp nhận năng lượng và cung cấp cho pin thông qua bộ chuyển đổi điện và BMS

Sơ đồ truyền điện không dây bánh răng từ tính.

11

❖ Phương thức truyền điện không dây.

• Truyền điện cảm ứng

- Điện áp AC chính được chuyển đổi vào nguồn AC HF và được cung cấp cho máy phát Máy thu hoặc cuộn thứ cấp nhận điện thông qua thay đổi

từ trường

- Nguồn điện nhận được được chuyển đổi thành DC cho bộ lưu trữ điện của EV thông qua thiết bị điện tử công suất bổ sung và bộ lọc mạch điện

Sơ đồ bộ truyền lực công suất cảm ứng

12

2.4 Liên kết bù

Các tụ bù được thêm vào kết hợp nối tiếp và song song trên cả máy phát và máy thu bên trong hệ thống sạc không dây tĩnh cho xe điện.

Nguồn bù được yêu cầu để loại bỏ sự lệch pha giữa dòng điện để giảm thiểu công suất phản kháng trong nguồn.

Nó cũng yêu cầu cuộn cảm nối tiếp bổ sung để điều chỉnh dòng điện nguồn để mắc song song trong mạch cộng hưởng.

Sơ đồ liên kết bù.

13

2.4 Liên kết bù.

SS: Nối tiếp - nối tiếp

SP: Nối tiếp - song song

PS: Song song - nối tiếp

PP: Song song - song song

Bốn loại cấu trúc liên kết bù

14

2.5 Cấu trúc liên kết biến áp không dây

• Trong hệ thống sạc không dây, bộ phát và bộ thu miếng

đệm được làm bằng nhiều lớp thành phần để đạt được tối

đa hiệu suất truyền tải điệnvà điện từ thấp hơn sự khác

biệt với hiệu quả chi phí

• Có ba thành phần chính của tấm đệm biến áp không dây:

cuộn dây, vật liệu che chắn (ferit và tấm nhôm), và các

lớp bảo vệ và nâng đỡ

Các phương - chiều tấm đệm

(a) Th ng ẳ đứng(b) M t trênặ

(c) Ngang

15

⮚ Sử dụng các hình dạng để cải thiện hiệu suất và để giải quyết các vấn đề lệch lạc giữa tấm đệm máy phát và máy thu

2.5 Cấu trúc liên kết biến áp không dây

Một thành phần quan trọng khác của máy biến áp không dây là cấu trúc ferit

từ tính Từ thông được phân loại trong phạm vi công suất từ trung bình đến cao

Ngoài ra, nó còn ảnh hưởng đến hiệu quả ghép nối giữa các cuộn dây, đặc

biệt nếu không có tấm chắn để giảm từ thông rò rỉ

2.5 Cấu trúc liên kết biến áp không dây

2.6 Vấn đề an toàn, tiêu chuẩn sạc không dây cho xe điện

• An toàn:

Cần phải đảm bảo mật độ từ thông đáp ứng các hướng dẫn an toàn khi con người ở các vị trí thông thường như đứng ngoài xe hoặc ngồi trong

xe Các xe điện thường được làm bằng thép, đó cũng là một vật liệu che chắn từ trường tốt

  Các lớp truyền điện không dây

Công suất đầu vào tối đa (kW)

WPT – 1

3.7

WPT – 2

7.7

WPT – 3

11

WP

T – 4

85 ( Tần số: 81.39 – 90)

Tiêu chuẩn nội bộ J2950 để sạc không dây trên xe điện.

• Tiêu chuẩn sạc không dây cho xe điện

18

• Sạc không dây tĩnh:

- Sạc không dây tĩnh có thể dễ dàng thay thế bộ sạc với sự tham gia của trình điều khiển tối thiểu và nó giải quyết được các vấn đề an toàn như nguy hiểm khi đi lại và điện giật.

- Thời gian sạc phụ thuộc vào mức năng lượng nguồn, kích thước bệ sạc và khoảng cách khe hở không khí giữa hai đầu cuộn dây.

- Khoảng cách trung bình giữa các ánh sáng trọng lượng xe khoảng 150–300 mm.

- Sạc không dây tĩnh có thể được lắp đặt trong các khu vực đậu xe, bãi đậu xe,

19

24

Dòng điện cuộn sơ cấp Lp

22

Dòng điện cuộn sơ cấp Lp

23

Dòng điện cuộn thứ cấp Ls

24

Công suất khi ở tần số cơ bản của cuộn sơ cấp và thứ cấp

25

26