Przetwornica

[mariuszdymon]

Można dać przetwornice boost miedzy baterią a sterownikiem w celu stabilizacji napięcia i prędkości ?

[W.P.]

Można, ale słabo się to opłaca.
Duży klocek, na który musisz znaleźć miejsce, zwykle w obudowie nieodpornej na deszcz. Do tego sprawność nie przekraczająca 85% (czasem więcej), co przy deficycie energii (a w akumulatorze zawsze jej za mało) stanowi znaczący uszczerbek.

W takim rozwiązaniu sprawdza się szeregowe połączenie przetwornicy z akumulatorem. Straty są znacząco mniejsze, ale wymaga to rozbudowy układu.
Jeździłem tak przez kilka lat ze stałym napięciem 44V na wyjściu w zakresie napięć akumulatora 42÷33V. Komfort jazdy bezcenny.

[mariuszdymon]

takie ?to kloc?
DC-DC 1500W 30A
Wydajność konwersji: 92%-97% (wydajność ma wpływ na napięcie wejściowe, napięcie wyjściowe, prąd i różnica ciśnień)
Rozmiar modułu: 130mm x 52mm x 84mm
Waga: 372g

[W.P.]

Widać po zdjęciu, że przez kilka lat trochę się zmieniło. Zabawę z ustabilizowaniem napięcia zasilania w funkcji rozładowania akumulatorów zacząłem w taki sam sposób po obserwacji spadku wspomagania po przejechaniu kilkunastu kilometrów od pełnego naładowania.

Użyłem podobnej przetwornicy z deklarowaną mocą 600W, co wydawało mi się wystarczające dla silnika 250W. Niewiele na tym przejechałem, nie więcej niż łącznie 20km. W pewnym momencie wszystko wyłączyło się, a w warsztacie okazało się, że padła przetwornica.

Piszę o tym dlatego, że działanie takiego układu oparte jest na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. W dużym uproszczeniu szkielet budowy takiego układu to szeregowy od (+) zasilania dławik (toroid widoczny na zdjęciu) oraz okresowo zwierający go do (-) tranzystor sterowany scalonym kontrolerem tak by utrzymać napięcie na wyjściu na wartości zadanej potencjometrem.

Dopóki wszystko działa to jest OK. Jednak jeśli padnie tranzystor, a pada zawsze na zwarcie, to akumulator zostaje zwarty poprzez tych kilka zwojów grubego drutu na w/w rdzeniu. To niemal czyste zwarcie.

I teraz mamy hazard... Co zdarzy się dalej?
Albo prąd zwarcia rozerwie obudowę tranzystora kluczującego przetwornicy i przerwie pętlę zwarcia, albo zdąży rozłączyć BMS. Ale tam też są szeregowe tranzystory. W zasadzie powinny rozłączyć, ale jeśli nie zdążą bo kilka milisekund upłynie zanim kontroler BMS wyłączy im sterowanie i wcześniej padną także na zwarcie to masz czyste zwarcie akumulatora... A akumulator tego nie lubi.

Jeśli chcesz się bawić to pomyśl o dodatkowym bezpieczniku.

Ps. O co chodzi z tą różnicą ciśnień?

[RadQ]

W takim rozwiązaniu sprawdza się szeregowe połączenie przetwornicy z akumulatorem. Straty są znacząco mniejsze, ale wymaga to rozbudowy układu.
Jeździłem tak przez kilka lat ze stałym napięciem 44V na wyjściu w zakresie napięć akumulatora 42÷33V. Komfort jazdy bezcenny.

Mógłbyś przybliżyć temat lub podlinkować gdzie można się na ten temat "doedukować"? Temat dość ciekawy i mnie zaintrygował choć sam używam 9 lvl wspomagania i gdy zauważę to zjawisko spadku mocy to podnoszę wspomaganie o 1 lvl. Nie mniej fajnie by było mieć możliwość jeszcze inaczej radzić sobie z tym problemem nawet pomijając straty tym bardziej że jak wspomniałeś są one mniejsze w takiej konfiguracji.

[W.P.]

Nie korzystałem z żadnych gotowych rozwiązań.
Po doświadczeniach, które wyżej opisałem wyleczyłem się z pomysłu użycia gotowej przetwornicy step_up na rzecz rozwiązania wykorzystującego szeregowe połączenie akumulatora z przetwornicą.

Tym sposobem przetwarzam jedynie część napięcia sumując je z napięciem akumulatora.
Do takiego sposobu potrzebna jest przetwornica izolująca stronę pierwotną od wtórnej. Jej strona pierwotna zasilana jest z akumulatora, a napięcie strony wtórnej połączone jest szeregowo z tym samym akumulatorem.
Sygnał błędu do sprzężenia zwrotnego pobierany jest z zacisków wyjścia zespołu zasilającego by na wyjściu utrzymywać 44V=const bez względu na wartość napięcia akumulatora.

Dla pełnego wyjaśnienia - jeśli napięcie akumulatora = 42V to przetwornica daje 2V by na zaciskach było 44V; jeśli Ua spadnie do 40V to z przetwornicy mamy 4V by Uwy=const.
I tak aż do 33V na akumulatorze (wtedy z przetw. mamy 11V).
Tę wartość ustaliłem sobie jako poziom rezerwy. Poniżej układ nadzorujący napięcie akumulatora samoczynnie wyłącza dodatkowe wspomaganie. To najsmutniejszy moment jazdy, ale jest jeszcze trochę energii by spokojnie dojechać do domu.

[W.P.]

Co do strat uwzględniających sprawność przetwornicy to są one znacząco mniejsze niż przy przetwarzaniu całego napięcia z akumulatora.

Jeśli np. Ua = 39V to przetwornica dodaje 5V. Amperomierz zwykle pokazywał coś w okolicach 10A. Czyli przetwornica dodawała 50W. Zakładając sprawność np. 85% to pobieram z akumulatora ok. 59W.
Zatem straty to 9W.
W krańcowym przypadku, dla 33V z przetwornicy mam 11V czyli 11V x 10A = 110W
Przy założonej sprawności 85% pobieram 129W.
Zatem straty to 129W - 110W = ok. 20W.

Nie jest tak źle, zważywszy, że do silnika dochodzi w tym czasie 10A x 44V czyli 440W
Czasem po dłuższej jeździe sprawdzałem temperaturę korpusu silnika (nominalnie 250W). Był ciepły ale nie gorący.

[RadQ]

Nie jest tak źle, zważywszy, że do silnika dochodzi w tym czasie 10A x 44V czyli 440W
Czasem po dłuższej jeździe sprawdzałem temperaturę korpusu silnika (nominalnie 250W). Był ciepły ale nie gorący.

OK, dzięki za szczegółowe wyjaśnienie, wydaje mi się że "załapałem" co twórca miał na myśli Pozdrawiam.

[mariuszdymon]

tylko regen z tym nie działa