Nghiên cứu và Thiết kế Hệ Thống Sạc Xe Máy Điện dùng Biến Áp Xung

Nghiên cứu và thiết kế hệ thống sạc cho xe máy điện sử dụng biến áp xung. Giải pháp sạc hiệu quả, an toàn, tối ưu hóa hiệu suất cho xe điện.

Chuyên ngành

Kỹ Thuật Ô Tô

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ Án Tốt Nghiệp

2023

89
0
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

PROJECT ASSIGNMENT

ADVISOR’S EVALUATION SHEET

PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET

EVALUATION SHEET OF DEFENSE COMMITTEE MEMBER

ACKNOWLEDGEMENTS

ABSTRACT

TABLE OF CONTENTS

LIST OF TABLES

LIST OF FIGURES

1. Chapter 1: INTRODUCTION

1.1. Motivation

1.2. Objectives of the research

1.3. Object and scope of the research

1.3.1. Object of the research

1.3.2. Scope of the research

1.4. Expected result

2. Chapter 2: LITERATURE REVIEW

2.1. Pulse power supply

2.2. Elements used in pulse power supply

2.3. Lithium-Ion Battery

2.4. Electronic components used in the project

2.5. Introduction to STM32CubeIDE

3. Chapter 3: CALCULATION AND DESIGN

3.1. Operating principle of the system

3.2. MOSFET gate resistor

3.3. MOSFET drive circuit

3.4. Calculation and design circuit elements

3.5. Calculation of pulse transformer

3.6. Snubber circuit calculation

4. Chapter 4: EXPERIMENT RESULTS AND DISCUSSION

5. Chapter 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATION

Tóm tắt

I. Tổng quan Nghiên cứu và thiết kế mạch sạc xe máy điện

Hệ thống giao thông vận tải hiệu quả và nền kinh tế quốc gia lành mạnh có mối quan hệ tương hỗ. Một hệ thống vận tải hiệu quả cho cả sản phẩm và con người – cả công cộng và cá nhân – đã trở thành một yếu tố quan trọng trong việc trao quyền kinh tế cho một quốc gia. Ngược lại, khi nền kinh tế tăng trưởng, nó chuyển thành sự gia tăng lưu lượng hàng hóa và con người. Theo thống kê năm 2022 của Hiệp hội các nhà sản xuất xe máy Việt Nam (VAMM), doanh số toàn thị trường đạt hơn 3 triệu xe, trung bình hơn 8.000 xe bán ra mỗi ngày. Có thể thấy rằng, với đặc điểm kinh tế, văn hóa và cơ sở hạ tầng ở Việt Nam, xe máy vẫn là phương tiện giao thông tối ưu và phổ biến nhất. Mặt khác, tất cả các tín hiệu đều cho thấy xu hướng sản xuất xe trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng là hướng tới các loại xe thân thiện với môi trường, sử dụng các nguồn năng lượng có thể tái tạo. Một trong số đó là xe điện. Kết hợp nền tảng nhân văn, kinh tế, xã hội và thị trường, chúng ta có mọi lý do để tin rằng xe máy điện sẽ sớm trở thành một tương lai năng động cho người Việt Nam. Tuy nhiên, vấn đề mà nhiều người tiêu dùng quan tâm là: Xe điện có an toàn khi sử dụng và sạc không? Xe máy điện mất bao lâu để sạc đầy? Có cách nào để làm cho quá trình này nhanh hơn không? Và nhiều câu hỏi khác. Để có thể thay thế xe máy truyền thống, xe máy điện cần đảm bảo tính tiện lợi và nhanh chóng - đó là thế mạnh của xe máy truyền thống. Để bắt kịp xu hướng thay đổi này, áp dụng kiến thức về công nghệ ô tô, đặc biệt là điện tử ô tô, chúng tôi quyết định chọn đề tài Nghiên cứu và thiết kế hệ thống sạc cho xe máy điện sử dụng biến áp xung làm đồ án tốt nghiệp.

1.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu sạc xe máy điện hiệu quả

Nghiên cứu và phát triển các giải pháp sạc xe máy điện hiệu quả đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy sự chấp nhận rộng rãi của phương tiện giao thông này. Một hệ thống sạc hiệu quả giúp giảm thời gian sạc, tăng quãng đường di chuyển và cải thiện trải nghiệm người dùng. Hơn nữa, việc tối ưu hóa hiệu suất sạc xe máy điện góp phần giảm thiểu lãng phí năng lượng và bảo vệ môi trường. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng biến áp xung trong mạch sạc, một giải pháp tiềm năng để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống sạc.

1.2. Giới thiệu về biến áp xung và ứng dụng trong sạc xe điện

Biến áp xung là một loại biến áp đặc biệt được thiết kế để hoạt động ở tần số cao. Khác với biến áp thông thường, biến áp xung sử dụng lõi vật liệu ferrite hoặc các vật liệu từ tính mềm khác, có khả năng giảm thiểu tổn thất năng lượng ở tần số cao. Trong mạch sạc xe máy điện, biến áp xung có vai trò chuyển đổi điện áp, cách ly điện và đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Việc thiết kế biến áp xung tối ưu là yếu tố quan trọng để đạt được hiệu suất cao và kích thước nhỏ gọn cho bộ sạc.

II. Thách thức và yêu cầu thiết kế bộ sạc xe máy điện

Việc thiết kế một bộ sạc xe máy điện hiệu quả và an toàn đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật. Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo điện áp sạc xe máy điệndòng điện sạc xe máy điện phù hợp với loại pin sử dụng, thường là pin Lithium-ion. Pin Lithium-ion yêu cầu quy trình sạc nghiêm ngặt để tránh quá tải, quá nhiệt hoặc xả quá sâu, gây hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ pin. Ngoài ra, bộ sạc cần đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn điện, chống nhiễu điện từ và có khả năng hoạt động ổn định trong các điều kiện môi trường khác nhau.

2.1. Các tiêu chuẩn sạc xe máy điện và yêu cầu an toàn

Các tiêu chuẩn sạc xe máy điện như SAE J1772 và IEC 61851 quy định các yêu cầu về giao thức truyền thông, kết nối và an toàn điện. Bộ sạc cần tuân thủ các tiêu chuẩn này để đảm bảo khả năng tương thích với các loại xe máy điện khác nhau và bảo vệ người sử dụng khỏi nguy cơ điện giật. Các yêu cầu an toàn bao gồm bảo vệ quá dòng, quá áp, quá nhiệt và ngắn mạch.

2.2. Vấn đề hiệu suất và kích thước của mạch sạc xe điện

Hiệu suất của mạch sạc là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thời gian sạc và lượng điện năng tiêu thụ. Một mạch sạc hiệu suất cao giúp giảm thời gian sạc và tiết kiệm năng lượng. Kích thước và trọng lượng của bộ sạc cũng là một yếu tố quan trọng, đặc biệt đối với các ứng dụng di động. Việc thiết kế mạch sạc xe máy điện cần cân bằng giữa hiệu suất, kích thước và chi phí.

2.3. Tổng quan về các loại mạch sạc xe máy điện phổ biến

Hiện nay, có nhiều loại mạch sạc xe máy điện khác nhau, sử dụng các cấu trúc liên kết mạch điện khác nhau như Flyback, Forward, Half-Bridge, Full-Bridge, LLC,... Mỗi loại mạch có ưu nhược điểm riêng về hiệu suất, kích thước, chi phí và độ phức tạp. Việc lựa chọn loại mạch phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

III. Phương pháp thiết kế biến áp xung hiệu suất cao cho sạc

Việc thiết kế biến áp xung là một quá trình phức tạp đòi hỏi kiến thức sâu rộng về điện từ trường, vật liệu từ tính và kỹ thuật mạch điện. Để đạt được hiệu suất cao, biến áp xung cần được tối ưu hóa về kích thước, số vòng dây, khe hở từ và lựa chọn vật liệu lõi phù hợp. Các phần mềm thiết kế biến áp xung chuyên dụng có thể hỗ trợ quá trình thiết kế và mô phỏng.

3.1. Lựa chọn vật liệu lõi và cấu trúc lõi biến áp xung tối ưu

Vật liệu lõi biến áp xung có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và tần số hoạt động. Vật liệu ferrite thường được sử dụng cho các ứng dụng tần số cao, trong khi vật liệu amorphous và nanocrystalline có thể đạt được hiệu suất cao hơn nhưng chi phí cũng cao hơn. Cấu trúc lõi như EI, EE, UU, RM cũng ảnh hưởng đến hiệu suất và kích thước của biến áp xung.

3.2. Tính toán thông số cuộn dây và khe hở từ cho biến áp xung

Số vòng dây, kích thước dây và khe hở từ là các thông số quan trọng cần được tính toán cẩn thận để đảm bảo biến áp xung hoạt động đúng theo yêu cầu. Số vòng dây ảnh hưởng đến tỷ số biến áp và điện cảm, trong khi khe hở từ ảnh hưởng đến khả năng lưu trữ năng lượng và dòng điện bảo hòa.

3.3. Phương pháp giảm thiểu tổn thất trong biến áp xung

Các tổn thất trong biến áp xung bao gồm tổn thất lõi (hysteresis và eddy current) và tổn thất cuộn dây (skin effect và proximity effect). Để giảm thiểu tổn thất, cần lựa chọn vật liệu lõi và dây dẫn phù hợp, tối ưu hóa cấu trúc cuộn dây và sử dụng các kỹ thuật như Litz wire và interleaving.

IV. Nghiên cứu mạch Flyback Converter sử dụng biến áp xung

Flyback converter là một loại mạch chuyển đổi DC-DC phổ biến, thường được sử dụng trong các ứng dụng công suất nhỏ và vừa. Mạch Flyback sử dụng biến áp xung để cách ly điện và chuyển đổi điện áp. Ưu điểm của mạch Flyback là đơn giản, chi phí thấp và có khả năng hoạt động với dải điện áp đầu vào rộng. Tuy nhiên, mạch Flyback có hiệu suất thấp hơn so với các loại mạch chuyển đổi khác.

4.1. Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch Flyback Converter

Mạch Flyback hoạt động theo hai giai đoạn: giai đoạn tích lũy năng lượng và giai đoạn giải phóng năng lượng. Trong giai đoạn tích lũy năng lượng, MOSFET được bật, dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp của biến áp xung, tích lũy năng lượng trong lõi từ. Trong giai đoạn giải phóng năng lượng, MOSFET được tắt, năng lượng được chuyển sang cuộn thứ cấp và cung cấp cho tải.

4.2. Thiết kế mạch điều khiển PWM cho mạch Flyback Converter

Mạch điều khiển PWM (Pulse Width Modulation) điều chỉnh độ rộng xung của tín hiệu điều khiển MOSFET, từ đó điều chỉnh điện áp đầu ra của mạch Flyback. IC điều khiển PWM chuyên dụng như TL494, UC3842 hoặc các vi điều khiển có tích hợp bộ PWM có thể được sử dụng.

4.3. Phân tích và lựa chọn linh kiện cho mạch Flyback Converter

Việc lựa chọn linh kiện phù hợp như MOSFET, diode, tụ điện và điện trở là rất quan trọng để đảm bảo mạch Flyback hoạt động ổn định và hiệu quả. Các thông số cần xem xét bao gồm điện áp và dòng điện định mức, tần số chuyển mạch, nhiệt độ hoạt động và ESR của tụ điện.

V. Ứng dụng thực tế Kiểm nghiệm bộ sạc xe máy điện

Để kiểm nghiệm hiệu quả của thiết kế, một mẫu thử nghiệm bộ sạc xe máy điện sử dụng biến áp xung và mạch Flyback converter đã được xây dựng và thử nghiệm. Quá trình thử nghiệm bao gồm đo đạc hiệu suất sạc xe máy điện, thời gian sạc, nhiệt độ hoạt động và các thông số điện khác. Kết quả thử nghiệm cho thấy bộ sạc hoạt động ổn định và đáp ứng các yêu cầu thiết kế.

5.1. Xây dựng và kiểm tra mạch sạc thử nghiệm với pin Lithium ion

Mạch sạc thử nghiệm được xây dựng trên breadboard hoặc PCB (Printed Circuit Board) và kết nối với pin Lithium-ion. Các thông số như điện áp và dòng điện sạc được theo dõi bằng đồng hồ đo điện hoặc oscilloscope.

5.2. Đo lường hiệu suất sạc và thời gian sạc thực tế

Hiệu suất sạc xe máy điện được tính bằng tỷ lệ giữa năng lượng đầu ra (năng lượng tích lũy trong pin) và năng lượng đầu vào (năng lượng tiêu thụ từ nguồn điện). Thời gian sạc được đo từ khi pin bắt đầu sạc đến khi pin đạt đến điện áp sạc đầy.

5.3. Đánh giá độ ổn định và an toàn của bộ sạc trong các điều kiện khác nhau

Bộ sạc được thử nghiệm trong các điều kiện điện áp đầu vào, tải và nhiệt độ khác nhau để đánh giá độ ổn định và an toàn. Các thử nghiệm an toàn bao gồm kiểm tra bảo vệ quá dòng, quá áp, quá nhiệt và ngắn mạch.

VI. Kết luận Triển vọng phát triển mạch sạc xe máy điện

Nghiên cứu và thiết kế bộ sạc xe máy điện sử dụng biến áp xung và mạch Flyback converter là một hướng đi tiềm năng để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống sạc. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển để tối ưu hóa thiết kế, giảm chi phí và đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao của thị trường xe máy điện.

6.1. Tổng kết kết quả nghiên cứu và các hướng cải tiến

Kết quả nghiên cứu cho thấy biến áp xung và mạch Flyback converter có thể được sử dụng hiệu quả trong bộ sạc xe máy điện. Tuy nhiên, cần cải tiến thiết kế để giảm kích thước, tăng hiệu suất và giảm nhiễu điện từ.

6.2. Tiềm năng ứng dụng và phát triển của sạc thông minh xe máy điện

Sạc thông minh xe máy điện là một xu hướng phát triển quan trọng, cho phép điều khiển quá trình sạc, theo dõi tình trạng pin và kết nối với mạng lưới điện thông minh. Việc tích hợp các tính năng thông minh vào bộ sạc xe máy điện sẽ mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng và hệ thống điện.

6.3. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo cho sạc xe máy điện hiệu quả

Các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm: sử dụng các vật liệu từ tính mới, phát triển các cấu trúc mạch chuyển đổi tiên tiến, tích hợp các thuật toán điều khiển thông minh và nghiên cứu các giải pháp sạc không dây cho xe máy điện.

20/09/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING GRADUATION THESIS AUTOMOTIVE ENGINEERING RESEARCH AND DESIGN CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC MOTORCYCLE USING PULSE TRANSFORMER ADVISOR : Ph. LE THANH PHUC STUDENTS: HO QUANG HUY DAO DUY KHANG SKL010718 Ho Chi Minh City, June 2023 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING GRADUATION PROJECT RESEARCH AND DESIGN CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC MOTORCYCLE USING PULSE TRANSFORMER Student’s name: HO QUANG HUY 19145180 DAO DUY KHANG 19145149 Major: AUTOMOTIVE ENGINEERING Advisor: LE THANH PHUC Ph. Ho Chi Minh City, June 2023 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, ……………., ……, 2023 PROJECT ASSIGNMENT Ho Quang Huy Student name: _________________________ 19145180 Student ID: ___________________ Dao Duy Khang Student name: __________________________ 19145149 Student ID: ___________________ Student name: __________________________ Student ID: ___________________ Automotive Engineering Major: ________________________________ 19145CLA Class: ________________________ Le Thanh Phuc Ph. Advisor: ____________________________ (+84) 932 591 200 Phone number: _________________ 17/01/2023 Date of assignment: _____________________ 30/06/2023 Date of submission: _____________ Research and Design charging system for electric motorcycle 1.

Project title: _________________________________________________________ using pulse transformer _____________________________________________________________________ 2. Initial materials provided by the advisor: __________________________________ _____________________________________________________________________ General research about the topic; Design the circuit; 3. Content of the project: _________________________________________________ Real test with the voltage; Conclusion & recommendation. ______________________________________________________________________ Report; Test model; Soft file 4.

Final product: ________________________________________________________ CHAIR OF THE PROGRAM ADVISOR (Sign with full name) (Sign with full name) i THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, ……………, ……, 2023 ADVISOR’S EVALUATION SHEET Student name: HO QUANG HUY Student ID: 19145180 Student name: DAO DUY KHANG Student ID: 19145149 Student name:. Major: AUTOMOTIVE ENGINEERING Project title: RESEARCH AND DESIGN CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC MOTORCYCLE USING PULSE TRANFORMER Advisor: LE THANH PHUC Ph. Content of the project:. Approval for oral defense? (Approved or denied) .) Ho Chi Minh City, ………………, ……, 2023 ADVISOR (Sign with full name) ii THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, ……………., ……, 2023 PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET Student name: HO QUANG HUY Student ID: 19145180 Student name: DAO DUY KHANG Student ID: 19145149 Student name:.

Major: AUTOMOTIVE ENGINEERING Project title: RESEARCH AND DESIGN CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC MOTORCYCLE USING PULSE TRANFORMER Name of Reviewer:. Content and workload of the project. Approval for oral defense? (Approved or denied) .) Ho Chi Minh City, ………………, ……, 2023 REVIEWER (Sign with full name) iii THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, ……………., ……, 2023 EVALUATION SHEET OF DEFENSE COMMITTEE MEMBER Student name:. Name of Defense Committee Member:.

Content and workload of the project .) Ho Chi Minh City, ……………., ……, 2023 COMMITTEE MEMBER (Sign with full name) iv ACKNOWLEDGMENTS To complete this project, we would like to thank all the teachers at Ho Chi Minh City University of Technology and Education, especially the teachers of the Faculty for High-Quality Training for their enthusiastic teaching and support, imparting very valuable knowledge to us during our time at the school. Our group would like to express sincere thanks to Mr. Le Thanh Phuc - the instructor who enthusiastically supported, oriented, and suggested to the group during the process of completing the graduation thesis. He allowed us to work in a laboratory with full equipment to make the process of doing the research more convenient.

Besides, the group also thanked all members of Mr. Le Thanh Phuc's laboratory, above all, Mr. Nguyen Le Khuong Duy, for their enthusiastic support to help the group gain more knowledge to complete the topic. Once again, we would like to thank the teachers at Ho Chi Minh City University of Technology and Education and the teachers of the Faculty for High-Quality Training.

v ABSTRACT The input is a 220V AC power source that will be rectified and then generate a DC power source output suitable for charging Lithium-ion battery packs on electric motorcycles. Our group will research, design, and implement a circuit that handles the power after rectification and generates a DC power source that can meet the requirements for charging the Lithium-ion battery packs and can be adjusted based on the feedback signals. By comparing the pulse source types and performance capabilities, the team will design a circuit system using the Flyback pulse source. This regulator circuit along with the pulse source will produce a more stable, efficient power supply than other types of power sources.

After the research and implementation of the topic, our group learned the structure and operating principle of pulse sources and electronic components applied in the charging circuit. Based on the knowledge learned and the parameters of the components, our group designed the circuit and made the test circuit part by part for testing the performance of the components. And based on the testing results, the team conducts and tests the circuit in practice along with the design of the pulse transformer. After testing and adjusting, the output of the charging circuit has finally met the conditions to charge the battery packs currently in the lab.

The charging circuit has been tested with large and small loads and the results show that the circuit works quite stably. Key words: Flyback Converter, Pulse transformer, Pulse Width Modulation, MOSFET, Snubber Circuit, Lithium-ion, Electric motorcycles vi TABLE OF CONTENTS PROJECT ASSIGNMENT. i ADVISOR’S EVALUATION SHEET. ii PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET.

iii EVALUATION SHEET OF DEFENSE COMMITTEE MEMBER. vi TABLE OF CONTENTS. vii LIST OF TABLES. ix LIST OF FIGURES.

Objectives of the research. Object and scope of the research. Object of the research. Scope of the research.

3 Chapter 2: LITERATURE REVIEW. Pulse power supply. Elements used in pulse power supply. Lithium-Ion Battery.

Structure of Lithium-ion Battery 18650. Working principle of Lithium-ion battery. Charging and discharging characteristics of lithium-ion battery. Lithium-ion battery on Tesla Model S.

Electronic components used in the project. MOSFET Driver IR2103. Introduction to STM32CubeIDE. STM32CubeIDE workspace.

STM32CubeIDE programing workspace. 42 Chapter 3: CALCULATION AND DESIGN. Operating principle of the system. MOSFET gate resistor.

MOSFET drive circuit. Calculation and design circuit elements. MOSFET gate resistor calculation. Calculation of pulse transformer.

Snubber circuit calculation. 58 Chapter 4: EXPERIMENT RESULTS AND DISCUSSION. 61 Chapter 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATION. 72 viii LIST OF TABLES Table 2.

Main specifications of 18650 Lithium-ion batteries. IR2103 lead definitions. Main specifications of optocoupler HCPL2631. Main specifications of optocoupler PC817.

Input factors and output goals. Pulse transformer specifications. 60-cell battery pack charging result…………………………………………68 ix LIST OF FIGURES Figure 2. Inductor Voltage/Current Relationship.

Basic Principle of PWM. Basic Flyback Converter Schematic. Current and Voltage in primary & secondary coil. Flyback Converter operation.

Waveforms of a discontinuous-mode flyback. Waveforms of a continuous-mode flyback. Structure of Lithium-ion battery. Lithium-ion battery charging process.

Lithium-ion battery discharging process. Charging characteristic of lithium-ion battery. Discharge Characteristics of NCR18650. A battery module on Tesla Model S 2012.

V-I characteristic of enhancement-mode MOSFET. IR2103 lead assignments. IR2103 input and output control pulse. Structure of optocoupler.

Types of optocoupler. Structure of STM32F103C8. Diode basic structure. Forward biased diode.

Reverse biased diode. Diode V-I characteristic curve. Different types of resistors. Structure and symbol of capacitor.

Different types of capacitors. Structure and symbols of inductors. LM7805 pinout diagram. Application circuit for LM7805.

Initial startup window of STM32CubeIDE. MCU/MPU Selector window. STM32CubeIDE naming window. Pinout & Configuration window.

PA0 Mode and Configuration. Timer Parameter Settings. PWM generation mode at PA0. Coding window of STM32CubeIDE.

Lithium-ion battery charger circuit using pulse transformer………………. Rectifier output waveform. RCD Snubber circuit. Drain pole voltage without snubber circuit.

Drain pole voltage with snubber circuit. Parasitic capacitances in MOSFET. VGS as a function of gate charge. MOSFET "on" process.

MOSFET "off" process. N-MOSFET driver circuit high (left) and low side (right). Waveform graph of DC voltage after input filter capacitor. Feedback circuit block.

Voltage divider circuit. Soldered charging circuit. Output PWM on pin A0. Output signal on pin 8 of optocoupler HCPL2631.

Output signal on pin 5 of IR2103 to trigger MOSFET. Output voltage with no load. Temperature of MOSFET with no load on the circuit. Test charging circuit with 220V-60W with filament bulb.

Initial voltage output of the 60-cell battery. Output voltage and current of charging circuit when connect to the battery pack. Output voltage of the battery pack after charging. Graph of charging result by time.

Temperature of MOSFET during charging. 69 xii Chapter 1: INTRODUCTION 1. Motivation A healthy transportation system and a national economy promote and support each other. An efficient transportation system of products and people – both public and personal – has become an important factor in the economic empowerment of a nation.

Conversely, as the economy grows it translates into increased traffic of goods and people. According to statistics by 2022 from the Vietnam Association of Motorcycle Manufacturers (VAMM), sales of the whole market have reached more than 3 million vehicles, an average of more than 8,000 units sold per day. It can be seen that, with the characteristics of economy, culture and infrastructure in Vietnam, motorbikes are still the most optimal and most popular means of transportation. On the other hand, all signals indicate that the trend of vehicle production in the world in general and Vietnam, in particular, is towards environmentally friendly vehicles, using energy sources that can be regenerated.

One of them is an electric vehicle. Combining humanistic, economic, social and market backgrounds, we have every reason to believe that electric motorbikes will soon become a dynamic future for Vietnamese people. However, the issue that many consumers are concerned about is: Are electric scooters safe to use and charge? How long does an electric motorcycle take to fully charge? Is there a way to make this process faster? And many more questions. To be able to replace traditional motorcycles, electric motorcycles need to ensure convenience and quickness - which are the strengths of traditional motorbikes.

To catch up with this changing trend, applying knowledge of automotive technology, especially automotive electronics, we decided to choose the topic of Research and design charging systems for electric motorcycles using pulse transformers as our graduation project. Domestic topics The article "Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ làm việc dòng điện liên tục và gián đoạn máy biến áp đối với bộ nguồn chuyển mạch cao tần" by Cao Xuan Tuyen and Nguyen Anh Tuan's team was published in the journal Science and Technology [1]. The authors have calculated, tested, and simulated the operation of transformers for high frequency switching power supplies in two working modes: continuous and intermittent current working mode. In this study, the Flyback converter was used to control the transformer and applied formulas to calculate the required parameters at three different output power levels with the same input power.

With the same input power source Vin = 9-15 (VDC), the team surveyed with output 𝑉𝑜𝑢𝑡 = +5 (VDC), 𝐼𝑜𝑢𝑡 = 1. Simulation of the power supply is performed by the 1 author's team using PSIM software. Based on the simulation results in two working modes, both working modes of the transformer are stable. Besides, the power supply working in intermittent current mode has better voltage quality than the other mode.

However, the circuit size working in intermittent current mode is smaller, requires more turns of wire, and in continuous current mode is larger in size with a smaller number of turns.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ