Μελέτη για την Κατασκευή ενός Συστήματος Επαγωγικής Φόρτισης Ηλεκτρικού Αυτοκινήτου Ισχύος 4kW

Abstract

Η εργασία πραγματεύεται την επαγωγική φόρτιση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου και ο σκοπός της εργασίας είναι η ανάλυση ενός συστήματος επαγωγικής φόρτισης, από την μαθηματική ανάλυση μέχρι την σχεδίαση του συστήματος σε εξωτερικό χώρο. Κύριο θέμα αποτελεί η ανάλυση των προβλημάτων που την δυσχεραίνουν καθώς και των προβλημάτων που δημιουργεί η ίδια εξαιτίας της ιδιαίτερης ηλεκτρομαγνητικής της φύσης. Πιο συγκεκριμένα η εργασία χωρίζεται σε δύο τμήματα. Το πρώτο όντας το μαθηματικό τμήμα της εργασίας δείχνει πώς ένα επαγωγικό σύστημα που αποτελεί στην ουσία ένα μετασχηματιστή, μπορεί και λειτουργεί χωρίς πυρήνα και πώς αντιμετωπίζεται η μεταβολή των μεγεθών του μετασχηματιστή μέσω της μεταβολής της λειτουργίας του αντιστροφέα του συστήματος. Στην συνέχεια γίνεται ανασκόπηση στην διεθνή έρευνα και στις διατάξεις που έχουν δημιουργηθεί μέχρι τώρα αλλά και στις καινοτομίες σε λύσεις προβλημάτων που αντιμετωπίζουν τα επαγωγικά ασύρματα συστήματα φόρτισης. Τέλος πραγματοποιείται μία απλή προσομοίωση σε Simulink που δείχνει πώς μία DC τάση μπορεί τελικά και τροφοδοτεί μία μπαταρία ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Το δεύτερο μέρος της εργασίας πραγματεύεται το φυσικό σύστημα, την εγκατάσταση ενός απλού συστήματος επαγωγικής φόρτισης καθώς και την λειτουργία ενός αντιστροφέα παρουσία αυτού και της ισχυρής ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής που δημιουργεί. Αρχικά καθώς το σύστημα προορίζεται κυρίως για εξωτερική χρήση, η εργασία παρουσιάζει τις IP (International Protection Marking) προδιαγραφές και πως το σύστημα μπορεί να εγκατασταθεί υπογείως έχοντας ανοσία στα στοιχεία της φύσης και ταυτόχρονα διατηρώντας ανοσία στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που παράγεται από τον μετασχηματιστή και από εσωτερικά στοιχεία του αντιστροφέα. Αυτή η ενότητα αποτελεί οδηγό στην σχεδίαση του περιβλήματος ενός αντιστροφέα, στις επιλογές συσκευασίας των ηλεκτρονικών του, στην ψύξη του και στην επιλογή της μεθόδου ψύξης καθώς και στην μαγνητική θωράκιση όλων των στοιχείων του συστήματος. Τέλος περιγράφεται η μεθοδολογία θωράκισης του μαγνητικού πεδίου που αυξάνει σημαντικά την απόδοση του επαγωγικού φορτιστή και επιτρέπει την ασφαλέστερη χρήση του μετασχηματιστή. Η σχεδίαση ενός περιβλήματος που αντέχει τις περιβαλλοντικές συνθήκες για τις οποίες προορίζεται είναι αλληλένδετη με την μαγνητική θωράκιση και για αυτόν τον λόγο πρέπει να γίνεται ταυτόχρονα για μία ενδεδειγμένη σχεδίαση.