Thiết Kế Mạch Nạp cho Bộ Pin Cao Áp trên Ô Tô Điện
Tóm tắt bài báo (Abstract)
Thiết kế bộ sạc trên xe (OBC - On-Board Charger) tích hợp mạch DC/DC chuyển đổi nguồn điện lưới xoay chiều thành điện áp một chiều cao áp 310V sạc cho hệ thống pin xe điện.
Công trình Nghiên cứu Khoa học
THIẾT KẾ MẠCH NẠP CHO BỘ PIN CAO ÁP TRÊN Ô TÔ ĐIỆN
A Design of a High-Voltage On-board Battery Charger for Electric Vehicles
Lê Thanh Phúc, Huỳnh Quốc Việt — Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
Tóm tắt nội dung nghiên cứu
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu về thiết kế bộ on-board battery charger (OBC) cho ô tô điện. Đây là bộ chuyển đổi điện xoay chiều trong dân dụng thành dòng điện một chiều nạp cho bộ pin cao áp trên ô tô điện. Phương pháp trung bình không gian trạng thái được sử dụng để mô hình hóa bộ chuyển đổi DC/DC. Biến áp hoạt động ở chế độ gián đoạn. Mô hình này được dùng là một phần của thiết kế bộ OBC có hồi tiếp điện áp cao. Mô hình OBC có thể duy trì điện áp cao phù hợp với yêu cầu của bộ pin trên ô tô điện hiện nay. Tần số 100kHz được lựa chọn là tần số hoạt động của bộ chuyển đổi DC/DC. Điện áp phát ra trên cuộn thứ cấp sau chỉnh lưu được duy trì ở 310V ở chế độ không tải.
1. GIỚI THIỆU BỘ NẠP ON-BOARD CHARGER (OBC)
Bộ sạc tích hợp trên xe (OBC) cho phép xe điện sạc trực tiếp từ nguồn điện xoay chiều AC dân dụng (220V/50Hz). OBC đóng vai trò chỉnh lưu dòng AC thành DC và chuyển đổi điện áp tăng áp phù hợp với cấp điện áp 300V - 400V của bộ pin xe điện.
2. MÔ HÌNH HÓA VÀ THIẾT KẾ MẠCH DC/DC CHẾ ĐỘ DCM
Sử dụng phương pháp trung bình không gian trạng thái (State Space Averaging Method) để xây dựng hàm truyền và mô hình động học của biến áp xung cách ly hoạt động ở chế độ dẫn gián đoạn (Discontinuous Conduction Mode - DCM) tại tần số 100 kHz.
3. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN
Mạch nạp được thử nghiệm thực tế với tải thực cho điện áp đầu ra ổn định 310V, hiệu suất chuyển đổi đạt 93.4%, độ méo hài tổng THD < 5% và cung cấp dòng nạp liên tục cho hệ thống pin thử nghiệm.