Skip to main content
SUPERVISOR
Ehsan Adib,Hossein Farzanehfard
احسان ادیب (استاد مشاور) حسین فرزانه فرد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mojtaba Salehan
مجتبی صالحان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
Nowadays, batteries have a wide application due to usage as a power provider in electrical and electronic systems and as an energy supplier in many energy generation systems. Thus, investigation of challenges related to batteries is important. Because of limitation in battery cell capacity and voltage and for achieving higher capacity and voltage, series and parallel combination is used. Battery systems would be created with cells combination. In a battery system balancing of charge between system cells whether in charging or discharging time is one of most importance issues. Since balancing of charge in battery cells increases battery life and operation reliability of a battery system various methods for cell balancing have been proposed. These methods divide into two groups: dissipative and non-dissipative. In this thesis, first methods are investigated and their advantages and disadvantages are noticed. In one group of proposed methods dc-dc converters are used for cell balancing and it is showed that usage of these converters increases system operation reliability. But hard switching in these converters causes the increase in dissipations and noise and leads to magnetics interferences in system. For this reason soft switching converters using is considered. A branch of soft switching converters are resonant converters which in them switching operates in soft condition without the need for an auxiliary circuit. SwRC family converters have this property too. Then in this thesis, a buck-boost converter is proposed with change in buck-G SwRC converter circuit topology. All active elements of proposed converter are in soft condition. Analyzing operational modes with main waves diagram, step by step design method with examples and simulation and implementation converter results for performance validation of proposed converter are provided. A cell balancing method based on proposed converter is presented and all operational situations of proposed method with circuit schematic diagram are provided. Also to illustrate the matter simulation results and implementation results for a balancer which has three Li-ion cells are provided. Comparison of analytical, simulation and implementation results shows a good agreement between them. In addition to decrease in dissipations the proposed method because of switching in soft situation, has less elements and complexity than similar methods and leads to increase in cell balancing speed. Keywords: 1- Battery 2- Cell balancing 3- dc-dc converters 4- soft switching converters
امروزه باتری‌ها به علّت استفاده در سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی به عنوان عضو تأمین کننده‌ی توان و در بسیاری از سیستم‌های تولید انرژی به عنوان عضو ذخیره‌کننده‌ی انرژی، کاربرد وسیعی پیدا کرده است. از این‌رو پرداختن به چالش‌های مرتبط با باتری نیز دارای جایگاه ویژه‌ای است. به دلیل محدودیت ظرفیت و ولتاژ یک سلول باتری و برای دستیابی به ظرفیت و ولتاژ کاری بالاتر، از ترکیب سری و موازی سلول‌های باتری استفاده می‌شود. با ترکیب سلول‌ها سیستم‌های باتری به وجود می آید. در یک سیستم باتری یکی از مهم‌ترین مسائل حفظ توازن میزان شارژ بین سلول‌های سیستم چه در زمان شارژ و چه در زمان دشارژ باتری می‌باشد. از آنجائیکه حفظ توازن سلول های باتری باعث افزایش طول عمر باتری و همچنین افزایش قابلیت اطمینان عملکرد سیستم باتری خواهدشد، روش‌های گوناگونی برای برقراری توازن باتری مطرح گردیده است.این روش ها در دو گروه اتلافی و غیر اتلافی تقسیم بندی می شوند. در این پایان نامه ابتدا روش‌های موجود مورد بررسی قرار گرفته و به مزایا و معایب هرکدام اشاره شده است. در یک گروه از روش‌های پیشنهاد شده از مبدل‌های dc-dc برای برقراری توازن باتری استفاده شده است و مشخص شده با استفاده از این مبدل‌ها می‌توان قابلیت اطمینان عملکرد سیستم را افزایش داد. امّا کلیدزنی سخت در این مبدل ها باعث افزایش تلفات،افزایش نویز و ایجاد تداخلات الکترومغناطیس در سیستم می شود.به همین دلیل استفاده از مبدل های کلیدزنی نرم مورد توجّه قرار گرفته اند. یک گروه از مبدل های کلیدزنی نرم مبدل های رزنانسی هستند که کلیدزنی در آنها بدون نیاز به مدار جانبی تحت شرایط نرم انجام می شود. مبدل های خانواده SwRC نیز دارای این ویژگی هستند. در ادامه یک مبدل کاهنده-افزاینده با تغییر در توپولوژی مدار مبدل Buck-G SwRC پیشنهاد شده است. تمام المان های اکتیو مبدل پیشنهادی تحت شرایط نرم قرار دارند. تحلیل مدهای عملکردی مبدل به همراه شکل موج های اصلی و روش طراحی گام به گام با ذکر مثال و نتایج شبیه سازی و پیاده سازی عملی مبدل جهت بررسی صحت عملکرد مبدل پیشنهادی، ارائه شده است. یک روش برقراری توازن باتری مبتنی بر مبدل پیشنهادی، پیشنهاد شده و تمامی وضعیت های عملکردی روش پیشنهادی به همراه شماتیک مدار ارائه گردیده است. همچنین برای روشن شدن مطالب نتایج شبیه سازی و پیاده سازی عملی یک متوازن کننده ی متشکل از سه سلول لیتیوم-یون، ارائه گردیده است، بین نتایج تحلیل نظری، نتایج شبیه سازی و نتایج پیاده سازی عملی سازگاری خوبی برقرار است. روش پیشنهادی علاوه بر کاهش تلفات به دلیلکلیدزنی تحت شرایط نرم، نسبت به روش های مشابه دارای المان و پیچیدگی کمتری بوده و باعث افزایش سرعت برقرای توازن باتری می گردد. کلمات کلیدی: 1- باتری 2-توازن باتری 3-مبدل‌های dc-dc 4-مبدل‌های کلیدزنی نرم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی