Skip to main content
SUPERVISOR
Ehsan Adib,Hossein Farzanehfard
احسان ادیب (استاد مشاور) حسین فرزانه فرد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zeinab Kardooni
زینب کردونی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
In order to reduce fuel usage and greenhouse emissions,there is growing interest in electric vehicle technologies. Battery chargers play a critical role in the evolution of this technology. The charging time and lifetime of the battery have strong dependency on the characteristics of the battery charger. The conventional battery charger consists of an AC/DC rectifier to generate a DC voltage from the AC line, followed by a DC/DC converter to generate the required DC voltage level for the battery pack. Traditionally, the input section of an AC/DC converter consists of a full-wave rectifier followed by a large capacitor. The current drawn from the AC line in such a case is not sinusoidal and consists of pluses of relatively short duration and large peak value. Such a current is undesirable because it has a high rms value which leads to high losses. Also, such a current is rich in harmonics which may interfere with other loads connected to the AC line. So the battery charger should have power factor correction stage to make the input current sinusoidal. Single stage type battery charger combines the power factor correction stage and DC/DC conversion stage into one. This charger has fewer components that reduce volume and weight of charger. So it is more efficient and suitable for electric vehicles. In this thesis, at first section,battery charger left; TEXT-INDENT: 0cm; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; unicode-bidi: embed; DIRECTION: ltr" align=left Key Words Battery charger, Electric vehicle, Single stage converter, Power factor correction, Constant current and constant voltage, Phase shifted full bridge, Soft switching.
امروزه به منظور کاهش مصرف مواد سوختی و جلوگیری از آلودگی هوا، گرایش به سمت خودروهای برقی افزایش یافته است. در نتیجه نیاز به یک واحد شارژ باتری استاندارد و کارا ضروری است. زمان شارژ و مدت زمانبرق دهی باتری و عمر آن وابستگی زیادی به خصوصیات شارژر دارد. راندمان ماژول های باتری فقط به طراحی آنها وابسته نیست بلکه روش استفاده و چگونگی شارژ باتری و کنترل ولتاژ و جریان و دما نیز در آن موثر است. به خصوص در تکنولوژی های نوین باتری این وابستگی بیشتر شده است و به علت قیمت بالای این باتری ها، کاهش عمر باتری به دلیل شارژ غلط قابل اغماض نیست. شارژر باتری به صورت معمول شامل یکسوساز، طبقه اصلاح ضریب توان، خازن باس و مبدل DC/DC می باشد، البته گاهی طبقه اصلاح ضریب توان با مبدل DC/DC ادغام می شود. در کاربرد خودرو برقی یا هیبرید توان ذخیره شده در باتری ها، توان بالایی است که این خود نیاز به یک باتری شارژر توان بالا را الزام می کند. در توان های بالا علاوه بر نیاز به افزایش بهره وری مدار، هارمونیک های جریان مصرفی از شبکه برق AC نیز باید کنترل ومحدود گردد. روش های سنتی جهت ایجاد ولتاژ یکسو شده از برق شهر، یعنی پل دیود و خازن به شدت جریان غیر سینوسی (شبه پالسی) از شبکه قدرت می کشد که در توان های بالا به جز افزایش تلفات، هارمونیک های این جریان بر روی شبکه توزیع اثرات بسیار مخربی دارد. به همین دلیل استانداردهای جدید الزام به کنترل این هارمونیک ها کرده اند. در توان های پایین می توان از روش های غیر فعال استفاده کرد ولی در توان های بالا الزاما این مسئله باید توسط یک مدار فعال (اصلاح گر ضریب توان فعال) انجام شود. وظیفه این واحد کشیدن جریان کاملا سینوسی از شبکه برق AC است. در صورتیکه بتوان واحد اصلاح گر ضریب توان را با واحد شارژ باتری در خودرو برقی ترکیب کرد؛ علاوه بر کاهش هزینه، وزن، حجم و تلفات نیز امکان پذیر است که همه این موارد در کاربرد خودرو برقی دارای اهمیت هستند. در این پایان نامه در بخش اول مروری بر طبقه بندی باتری شارژرهای خودرو برقی انجام شده است و توپولوژی های متفاوت جهت شارژ باتری مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین مروری بر روش های مختلف شارژ باتری و مقایسه آنها انجام شده است. در ادامه مبدل های اصلاح ضریب توان تک مرحله مطرح و توپولوژی های متفاوت آن مورد بررسی قرارگرفته اند. در بخش دوم یک باتری شارژر تک مرحله با اصلاح ضریب توان پیشنهاد، طراحی و ساخته شده است. ساختار اصلی یک مبدل تمام پل شیفت فاز می باشد که در فرکانس ثابت و در حالت جریان گسسته عمل می کند.جهت اصلاح ضریب توان یک سیم پیچ اضافی و یک پل دیود و یک سلف به مبدل شیفت فاز استاندارد اضافه شده است.بدین وسیله روشن وخاموش شدن سوئیچهای پیش فاز تحت شرایط ولتاژ صفر و روشن وخاموش شدن سوئیچهای پس فاز تحت شرایط جریان صفر در گستره وسیعی از تغییرات بار قابل دسترسی است.همچنین دیودهای مورد استفاده در مدار همگی تحت شرایط جریان صفر خاموش می شوند.در نتیجه نوسانات ولتاژ در دیودهای یکسوساز وجود ندارد ونیازبه مدار کلمپ در ثانویه نیست.برخلاف عملکرد مبدل در حالت جریان پیوسته ولتاژ خازن باس در گستره وسیعی از بار بدون تغییر می ماند که منجر به کاهش استرس ولتاژ سوئیچها می شود.اصلاح ضریب توان در این مدار به صورت ذاتی و بدون نیاز به مدار کنترل انجام می شود که منجربه سادگی مدار کنترل کلی می شود . کنترل فرایند شارژ اعم از شارژ با جریان ثابت و ولتاژ ثابت و کنترل دمای باتری توسط یک میکرو کنترلر انجام می شود .در ادامه آنالیز مبدل، مشخصات کارایی مبدل، روابط طراحی، الگوریتم شارژ ونتایج شبیه سازی آورده شده است و در پایان نتایج یک نمونه آزمایشگاهی در توان 300 وات ارائه گردیده است. واژه های کلیدی : 1-شارژر باتری 2-خودرو برقی 3-مبدل تک مرحله 4-اصلاح ضریب توان 5-جریان ثابت ولتاژ ثابت 6- مبدل شیفت فاز تمام پل 7-سوئیچینگ نرم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی