Всем известно, что расстояние, которое может преодолеть электромобиль, зависит не от количества бензина в баке, а от процента заряда аккумулятора. АКБ – одна из главных составляющих электромобиля, поэтому сохранение ее неизменной емкости является первоочередной задачей.
Проблема заключается в том, что рабочая емкость всех основных типов и классов аккумуляторов и собранных из них батарей при низких наружных температурах значительно снижается. Это приводит к периодическому проведению восстановительных зарядных циклов, требующих больших временных затрат.
Помимо этого, хронический недозаряд АКБ при отрицательных температурах приводит к необратимой потере рабочей емкости и быстрому выходу аккумуляторов из строя из-за пассивации активных масс электродов у щелочных батарей и сульфатации у кислотных батарей, обусловленных неправильной эксплуатацией [2].
– Зарядка от бытовой сети.
– Одно или трехфазная зарядка (используется специальный разъем).
– Зарядка быстрым током.
С целью сокращения затрат на изготовление для проведения эксперимента выбран компьютерный блок питания, являющийся наиболее важной часть системного блока [3]. На его базе собрано устройство для зарядки АКБ (рис. 1). Блок мощностью 300 Вт позволяет нагружать его до 20 А, что хватает с запасом для автомобильного аккумулятора. Учитывая, что зарядка должна происходить при напряжении в 13,9–14,4 В, то главной доработкой в блоке станет поднятие напряжение на линии 12 до 14,4 В. Это достигается путем доработки схемы.
Применяется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – это процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, осуществляется путем видоизменения скважности импульсов, при постоянной частоте.
Существует несколько типов широтно-импульсной модуляции, таких как аналоговый, цифровой, двоичный (двухуровневый), троичный (трехуровневый).
Структурная схема ШИМ-контролера и осциллограммы основных сигналов представлены на рис. 2.
Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется UП пилообразной формы, поступающее на вход компаратора КШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал UУС, поступающий с регулирующего усилителя. Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности UП (опорное напряжение) и UРС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал UУС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (UOUT).