Cellánkénti töltő rendszer tervezése akkumulátor pakkhoz

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Stumpf Péter Pál
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Az előző évtizedekben, az energia szektor átalakuláson megy keresztül, aminek a keretében a „zöld” technológiák nagyobb hangsúlyt kapnak, hogy csökkenjen a káros anyag kibocsájtás és, hogy elérhető legyen a fenntartható fejlődés eszméje. Ebben a folyamatban, a megújuló energiaforrások és az alternatív hajtások szerepe is emelkedik, azonban ezek a technológiák igénylik az effektív és tiszta energiatárolás lehetőségét. Többek között ezért is lehet az elektromos energia tárolásának lehetőségeit, ami ma már nagyban befolyásolja a mindennapi eszközeink működését, az egyik legjobban feltörekvő és szükséges technológia kérdésének tekinteni. Sajnálatos módon, az energiatárolók felhasználása több esetben még kiforratlan módszerekkel történik és tökéletesítésre szorul. Azonban, ha ez megtörténik, az világszerte tudná növelni a felhasználás hatékonyságát. Ezen okok miatt, ennek a dolgozatnak a témája az akkumulátor technológia jelenlegi állása, előnyei, hátrányai és a fejlesztési lehetőségeinek felvázolása.

Az első fejezetben, a legelterjedtebb elektromos energia tárolási koncepciók kerülnek bemutatásra. A különböző technológiák jellemző felhasználási területeinek megindoklása mellett, a nélkülözhetetlenségük is részletezésre kerül.

Ezek után az akkumulátor technológiára kerül a hangsúly. Mivel, az akkumulátorok használatát nagyban befolyásolja az őket kiegészítő áramkör ezért ezeknek a teljesítmény elektronikai eszközöknek a fejlesztésével növelhető az egész rendszer teljesítménye. Azért, hogy egy akkumulátor cellát és a benne végbemenő kémiai folyamatokat egy áramköri építőelemeként használhassunk, egy helyettesítő képet kell bevezetni, ami ebben a fejezetben bemutatásra kerül. Továbbá, az ideális töltési karakterisztika egy cellát tekintve is meg van fogalmazva, amivel hosszútávon is optimálisan használhatóvá válik az akkumulátor.

A következő két fejezetben egy olyan eszköz tervezésének a lépései vannak felvázolva, aminek segítségével elérhető az előzőleg megfogalmazott karakterisztika több cella felhasználása mellett is. Elsőként, a rendszer hardver terve kerül bemutatásra, aminek alapját a cellákhoz egyenként csatlakoztatott, külön-külön vezérelt kétirányú DC/DC konverterek adják. Ezután, a konverterek irányító algoritmusa és a szabályozást kisegítő funkciók ismertetése következik, ami egy TI C2000 mikrokontrollerre lett implementálva.

Az ötödik fejezetben, a rendszert felépítő fő komponensek modellezése és szimulációja történik meg MATLAB Simulink környezetben. Majd a felépített rendszer valódi működése van vizsgálva cellák töltése és merítése közben.

Végül, a projekt további tervei vannak felvázolva és a fejlesztési lehetőségek, amikkel ez a különálló akkumulátor cella kezelési struktúra egy valós alternatívaként tud szolgálni a hagyományos megoldások mellett.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.