تحليل ومحاكاة الشواحن المدمجة على متن المركبات الكهربائية مع منظومة دفع متعددة الأطوار

الباحث

مروان محمد علوان هزاع

المشرف

ياسر محمد يونس أمين

الجامعة

جامعة الموصل

الكلية / القسم

كلية الهندسة / الهندسة الكهربائية

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

عربي

الكلمات المفتاحية

المركبات الكهربائية ; الشواحن المدمجة ; منظومة الدفع متعددة الأطوار ; المحاكاة

تلعب الشواحن المدمجة لبطاريات المركبات Ash Sl دورا حيويا في تسريع التحول نحو كهرية قطاع النقل بشكل تام. اذ تعمل هذه الشواحن على استغلال مكونات المسوق الكهريائي ومنظومة الدفع الرئيسي للمركبة الكهريائية وتوظيفها في اثناء العمل بوضع الشحن. تساهم هذه التفنية في رفع قدرة الشواحن الداخلية ،(on-board charger) فتسرع بذلك عملية الشحن وتجعلها قريبة من سرعة الشواحن الخارجية ،(off-board charger) من دون الحاجة الى ادراج مكونات وعناصر إضافية كثيرة تزيد من وزن المركبة وحجمها وكلفة انتاجها. يقدم هذا البحث تحليلا رياضيا شاملا لمنظومة ada المركبة الكهريائية ذو محرك حثي خماسي الطور مسيطر على سرعته اتجاهيا بتقنية توجيه الفيض (FOC) تم استخدام طريقتي تحكم مختلفتين هما المتحكم التناسبي-التكاملي ومتحكم الخطوة الخلفية، وقد وضحت نتائج النمذجة والمحاكاة لمتحكمات الخطوة الخلفية في تتبع مركبات الفيض للقيم المرجعية من دون حدوث اشباع مغتاطيسي في الماكنة، انها أفضل من نتائج استخدام المتحكمات التفاضلية-التناسبية. تضمن القسم الثاني من البحث العمل كشاحن مدمج للمركبة الكهربائية، اذ تم توظيف مسوق القدرة مع ملفات الساكن الخمسة لمحرك منظومة الدفع للعمل كمغير قدرة 30-06 ومرشح لتمرير التيارات الكهريائية من الشبكة ثلاثية الطور إلى وصلة الفولتية المستمرة ليتم بعد ذلك Gad بطارية المركبة(3607 17.3kw/h, )عبر مغير de- de converter مع Glas الحفاظ على دوار المحرك في Alle توقف طبيعي. تم تحليل عمل الشاحن المدمج رياضياً ونمذجته ومحاكاته في برنامج yest MATLAB/Simulink العمل بمنظومة شحن البطارية مرحلتين، في المرحلة الأولى يتم تحويل الفولتية المتناوب ثلاثي الطور إلى فولتية مستمر ثابت القيمة، متحكم بها باستخدام متحكمات تناسبية-تكاملية أو باستخدام متحكمات الخطوة الخلفية مع تنظيم للتيارات المارة عبر ملفات المحرك في المستوى 1,0 بالاستناد إلى طريقة التحكم الموجه للفولتية .VOC خلال هذه المرحلة أبدت متحكمات الخطوة الخلفية أداء ديناميكي أفضل من حيث سرعة الملاحقة وتقليل الخطأ الستاتيكي. أما لشحن البطارية عبر المغير aid ،de-de converter تم الاعتماد على طريقة Gus ،CCVC يلاحظ خلال بدء الشحن بأنه يتم الحفاظ على تيار شحن ثابت القيمة، مع زبادة فولتية البطارية وكذلك تزداد قيمة حالة الشحن SOC بشكل تدريجي مع زيادة الفولتية، حتى الوصول إلى قيمة قريبة من نسبة الشحن الكامل، اذ يبدأ التيار بالانخفاضء بينما تبقى الفولتية ثابت القيمة تقريباً حتى الوصول لنسبة شحن 9093 بعدها يزداد الفولتية بشكل كبير وعلى خطوات حتى يصبح عند قيمة 419 عند نسبة شحن %100-

Integrated on-board chargers (IOBC) for electric vehicle (EV) batteries play a vital role in accelerating the transition towards full electrification of the transportation sector. These chargers harness the components of the electric drive system and the main propulsion system of the EV, utilizing them during charging mode. This technology contributes to enhancing the capabilities of on-board chargers, thereby accelerating the charging speed and making it comparable to the speed of off-board chargers, without the need for incorporating many additional components that increase the weight, size, and production cost of EV. This research provides a comprehensive mathematical analysis of an EV propulsion system with a controlled speed using Field-Oriented Control (FOC) technique. Two different control methods, proportional-integral (PI) controllers and backstepping controllers, were utilized, and the modeling and simulation results demonstrated that the backstepping controllers in the FOC mode outperformed the PI controllers in accurately tracking the flux references without suffering magnetic saturation in the machine. The second part of the research focused on designing an IOBC for EVs. The power converter was used in combination with the five- phase stator windings of the drive motor as an AC-DC power converter and filter to charge an EV battery (360V, 17.3 kWh battery) via a DC- DC converter while maintaining the rotor at standstill. However, the IOBC operation was analyzed, modeled, and simulated using MATLAB/Simulink software. The battery charging system consisted of two stages. In the first stage, the three-phase AC voltage was converted to a constant DC voltage, controlled either by PI controller or by a backstepping controller with current regulation across the motor windings in the d,q plane based on the voltage-oriented control (VOC) method. During this stage, the backstepping controllers exhibited better dynamic performance in terms of tracking speed and reducing steady state error. For battery charging via the DC-DC converter, the constant current-variable voltage (CCVC) method was adopted. During the charging initiation, a constant charging current was maintained, while the battery voltage and state of charge (SOC) gradually increased until reaching nearly full charge, where the charging current started to decrease, while the voltage remained almost constant until reaching a charging ratio of 93%. Afterwards, the voltage increased significantly in steps until reaching 419V at a charging ratio of 100%.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب