طراحي و بهينه سازي مبدل DC/DC در تركيب شبكه تغذيه خودروي الكتريكي و راه آهن برقي DC

كارشناسي ارشد

آلودگي و بازده پايين سوخت هاي فسيلي، گرايش به استفاده از شبكه هوشمند در حمل و نقل را نيز افزايش داده است كه درنتيجه آن، خودروهاي الكتريكي بسيار مورد استقبال قرار گرفته اند. براي شارژ اين خودروها چند روش وجود دارد كه مهم ترين آن ها شارژ سريع DC است. از طرفي براي استفاده از انرژي تجديدپذير نور خورشيد، ترمز احياشده قطار برقي و ذخيره ساز با توجه به ماهيت آن ها، لزوم بهره گيري از مبدل چنددرگاهي DC/DC دوطرفه مطرح مي شود كه موجب كاهش تعداد قطعات، هزينه و فضاي اشغالي مي شود. طراحي مبدل هاي چنددرگاهي به دو روش عمده ايزوله و غيرايزوله انجام مي شود. در روش ايزوله، ساختارهايي همچون باك و بوست مطرح شده اما در روش غيرايزوله، ساختارهاي پل با استفاده از ترانسفورماتور طرح مي شود. در اين پايان نامه، طرحي براي ساختار مبدل DC/DC سه درگاهي دوطرفه معرفي شده است و متناسب با اهداف مورد نظر، سناريوهاي متفاوتي بيان شده تا امكان استفاده از توان توليدي سلول هاي خورشيدي و انرژي حاصل از ترمز احياشده قطار برقي براي شارژ خودروي برقي را داشته و ضمناً امكان ذخيره سازي هم وجود داشته باشد. به گونه اي كه يك درگاه مبدل در سمت فشار ضعيف، متصل به سيستم فتوولتاييك بوده و با استفاده از روش رديابي بيشترين نقطه توان، بيشينه توان از اين درگاه دريافت مي شود و درگاه دوم ولتاژ ضعيف مبدل نيز به باتري وصل است. همچنين تك درگاه خروجي مبدل به ايستگاه شارژ خودروي الكتريكي متصل مي شود. از پارامتر كنترلي چرخه كار براي توزيع توان بين درگاه هاي سمت ورودي و پارامتر زاويه انتقال فاز جهت كنترل شارش توان بين دو طرف مبدل استفاده شده است. عملكرد مبدل در شرايط مختلف بار و توليد توان سلول خورشيدي طي يك شبانه روز مورد بررسي قرار گرفته است. براي تحليل عملكرد مبدل در شرايط مختلف، از شبيه سازي در محيط نرم افزار سيمولينك متلب استفاده شده است. پس از اعمال شرايط متفاوت، كميت هاي ولتاژ و جريان خروجي، جريان باتري، زاويه انتقال فاز و چرخه كار تحليل و تفسير شده اند. واژه‌هاي كليدي: خودروي الكتريكي، شارژ سريع DC، مبدل DC/DC سه درگاهي دوطرفه، سيستم فتوولتاييك، عملكرد مبدل طي يك شبانه روز

190030

دانشگاه علم و صنعت ايران

راه آهن برقي

دكتر سيد سعيد فاضل