| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή ενός συστήματος επίβλεψης ηλεκτροχημικών συσσωρευτών. Η συγκεκριμένη εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη των επιμέρους κυκλωμάτων από τα οποία αποτελείται ένα σύστημα επίβλεψης ηλεκτροχημικών συσσωρευτών. Τα παραπάνω συστήματα παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον και είναι απαραίτητα για τη λειτουργία των συσσωρευτών κάτω από ασφαλείς συνθήκες. Ειδικότερα, η μη επίβλεψη των ηλεκτροχημικών συσσωρευτών ιόντων λιθίου μπορεί να επιφέρει καταστροφικά αποτελέσματα. Για το λόγο αυτό επιλέχθηκε να μελετηθεί και να κατασκευαστεί ένα σύστημα όπως αυτό που αναφέρεται, το οποίο θα επιβλέπει τους συσσωρευτές ενός ηλεκτροκίνητου οχήματος τύπου buggy.
Αρχικά, έγινε παρουσίαση των χαρακτηριστικών των ηλεκτροχημικών συσσωρευτών. Στη συνέχεια αναλύθηκαν τα βασικότερα μέρη από τα οποία αποτελείται ένα σύστημα επίβλεψης αυτών. Επίσης, αναφέρθηκαν τα μεγέθη των οποίων η γνώση είναι αναγκαία και εντοπίστηκε η ανάγκη ύπαρξης ενός κυκλώματος ισοστάθμισης της ενέργειας των κελιών.
Στη συνέχεια, αναλύθηκαν οι διάφοροι μέθοδοι μέτρησης των τάσεων μίας συστοιχίας έξι κελιών και μελετήθηκαν τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κάθε μεθόδου. Έπειτα, επιλέχθηκε η καταλληλότερη μέθοδος και κατασκευάστηκε πλακέτα για να δοκιμαστεί το ολοκληρωμένο μέτρησης τάσεων BQ76PL536A-Q1.
Σε επόμενη φάση, μελετήθηκαν οι κυριότερες τοπολογίες ισοστάθμισης της ενέργειας των ηλεκτροχημικών συσσωρευτών και αναπτύχθηκαν τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της κάθε μίας. Ακολούθησε η επιλογή της καταλληλότερης τοπολογίας και η προσομοίωση της λειτουργίας της μέσω του προγράμματος Matlab/Simulink. Μετά από ορισμένες αλλαγές στη διάταξη και εκ νέου προσομοιώσεις, κατασκευάστηκε πλακέτα, για να ελεγχθεί η ορθότητα της λειτουργίας της.
Τέλος, κατασκευάστηκε το ολοκληρωμένο σύστημα επίβλεψης, το οποίο είναι ικανό να συγκεντρώνει κάθε φορά τα απαραίτητα δεδομένα για τη λειτουργία των συσσωρευτών κάτω από ασφαλή όρια. Μία ακόμη αρμοδιότητά του είναι ο υπολογισμός της στάθμης φόρτισης κάθε κελιού, με στόχο τη εξισορρόπηση της ενέργειας των συσσωρευτών. Επιπρόσθετα, κάθε πλακέτα είναι κατασκευασμένη με τέτοιο τρόπο, ώστε να μπορεί να επικοινωνεί με όμοιες της, οι οποίες επιβλέπουν υψηλότερα ή χαμηλότερα στη συστοιχία κελιά. Με αυτό τον τρόπο, είναι δυνατόν να επιβλέπουμε τους συσσωρευτές ενός ηλεκτροκίνητου οχήματος με τη χρήση ενός μόνο μικροελεγκτή. Στο τέλος της παρούσας διπλωματικής εργασίας επιβεβαιώνεται η θεωρητική ανάλυση των επιμέρους κυκλωμάτων, με μία σειρά από πειραματικά αποτελέσματα.
|
|---|
