طراحي و شبيه سازي يك متعادل كننده باتري براي ماهواره مدار ژئو با سرعت و بازدهي بالا

كارشناسي ارشد

امروزه در بسياري از كاربردهايي كه دسترسي به انرژي برق به صورت مستقيم امكان پذير نمي باشد از عناصر ذخيره كننده انرژي مانند باتري ها استفاده مي شود. باتري ها براي تامين مقدار انرژي مورد نياز از به هم پيوستن چندين سلول بصورت سري و موازي ساخته مي شوند. يكي از كاربردهايي كه در آن به شدت به باتري نياز است ماهواره مي¬¬¬باشد. ماهواره ها عموما توان مورد نياز خود را از طريق سلول هاي خورشيدي دريافت مي كنند. ماهواره ژئو در مدار خود در يك 24 ساعت حداكثر 72 دقيقه نور خورشيد را نداشته و اصطلاحا در محدوده خورشيد گرفتگي قرار دارد به همين دليل سيستم توان ماهواره را مجهز به باتري مي كنند تا در اين مدت توان مورد نياز ماهواره را تامين كند. باتري ها براي عملكرد مطلوب نياز به يك سيستم مديريتي دارند تا در طول دوره ماموريت ماهواره بتوانند عملكرد مطلوب را داشته باشند. يك سيستم مديريت باتري (BMS) بايد بتواند اعمال مانيتورينگ، محافظت از سلول هاي باتري، تخمين وضعيت باتري، حداكثر كردن عملكرد باتري و ارتباط با وسايل خارجي را فراهم كند. در باتري هاي ليتيوم - يوني، مشاهده، اندازه گيري، بالانس و محافظت، از پارامترهاي مهم مي باشد. متعادل سازي سلول يا بالانس مهم ترين پارامتر در اين نوع باتري است. در اين پايان نامه يك مبدل متعادل سازي سلول براي يك ماژول متشكل از 6 سلول باتري متصل شده به صورت سري، طراحي شده است. اين سيستم بر اساس مبدل DC-DC، پل فعال (SAB ) طراحي شده است. چرا كه اين مبدل تمام پل كاملا قابل كنترل بوده و نرخ توان بالايي دارد. همين امر كمك مي كند تا سرعت متعادل سازي بالا باشد چون جريان بالانس تا جاي ممكن مي تواند بالا باشد. در اين مدار گردش توان نيز يك طرفه است كه خود باعث جلوگيري از اشباع هسته از طريق حلقه كوچك بين سلول مجاور، مي شود. علاوه بر اين گردش جريان كاملا قابل كنترل مي باشد. از آنجايي كه در صورت نامتعادل بودن تنها يك سلول جريان بيشتري كشيده شده و يا در حالتي كه عدم تعادل در سلول ها بسيار كم باشد فركانس سويچينگ پايين مي¬آيد براي عملكرد مطلوب يك كنترل كننده جريان هيسترزيس و حد فركانسي طراحي شده تا مدار را در محدوده كاري قابل قبول قرار دهد. كليد واژه- بالانسر، سلول باتري، متعادل سازي، مدار اسنابر، مبدل بازگشتي

190409

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر شهرام محمد نژاد