Electric vehicle – Page 2 – IONI ENGINEERING ™EV BOXCASE

Σχεδίαση και Ανάλυση Κινητήρα Μονίμων Μαγνητών 16kW για Εφαρμογή…

Σχεδίαση και Ανάλυση Κινητήρα Μονίμων Μαγνητών 16kW για Εφαρμογή Ηλεκτροκίνησης & Συγκριτική Μελέτη Δύο Εναλλακτικών Γεωμετριών Δρομέα
Σκολαρίκη, Αναστασία; Skolariki, Anastasia
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών.Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη σχεδίαση σύγχρονου κινητήρα μονίμων μαγνητών για εφαρμογή ηλεκτρικής κίνησης, με αντικειμενικό σκοπό την επίτευξη της επιθυμητής επίδοσης βελτιστοποιώντας την απόδοση, την κυμάτωση της ροπής και τον συντελεστή αρμονικής παραμόρφωσης (T.H.D.) της επαγόμενης τάσης. Συγκεκριμένα, ο κινητήρας αυτός προορίζεται για το ηλεκτρικό κινητήριο σύστημα μικρού μονοθέσιου οχήματος με απαίτηση ισχύος 16 kW ώστε να επιτυγχάνει ονομαστική ταχύτητα 70 km/h και δυνατότητα παροχής κατά το δυνατόν υψηλής ροπής εκκίνησης. Αρχικά, επιχειρείται βιβλιογραφική διερεύνηση των διαθέσιμων τοπολογιών σύγχρονων μηχανών μόνιμου μαγνήτη, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στις μηχανές ακτινικής ροής που αποτελούν συχνά χρησιμοποιούμενη κατηγορία μηχανών μονίμων μαγνητών. Επίσης, προσδιορίζονται οι γεωμετρικές διαμορφώσεις οι οποίες κρίνονται καταλληλότερες για την εφαρμογή αυτή και αναλύονται τα γενικά χαρακτηριστικά τους. Στη συνέχεια, περιγράφονται οι δημοφιλέστερες μέθοδοι βελτιστοποίησης, οι οποίες εφαρμόζονται κατά τη σχεδίαση ηλεκτρικών μηχανών. Οι μέθοδοι αυτές χρησιμοποιούνται προκειμένου να προσδιορισθούν ευκολότερα οι γεωμετρικές παράμετροι που ικανοποιούν τα κριτήρια σχεδίασης με βάση τα ονομαστικά χαρακτηριστικά της μηχανής καθώς και οι ηλεκτρικές παράμετροι που ικανοποιούν τα κριτήρια βέλτιστης λειτουργίας σε περιπτώσεις εφαρμογών με πολλές λειτουργικές καταστάσεις. Η σχεδίαση των ηλεκτρικών μηχανών στηρίζεται σε ορισμένες αρχές και τεχνικές, οι οποίες περιγράφουν και επιτρέπουν τη μελέτη των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων που συμβαίνουν κατά τη λειτουργία τους. Για την κατανόηση της μεθοδολογίας σχεδίασης, οι θεωρητικές αυτές αρχές περιγράφονται εκτενώς καθώς και τα φαινόμενα που επηρεάζουν την επίδοση και την απόδοση της μηχανής. Ακολούθως, αναπτύσσεται η διαδικασία σχεδίασης της μηχανής, η οποία περιλαμβάνει ένα πρώτο στάδιο προκαταρκτικής σχεδίασης, βασισμένο σε αναλυτικές σχέσεις, και ένα δεύτερο στάδιο οριστικής σχεδίασης, που χρησιμοποιεί αριθμητικές τεχνικές επίλυσης των εξισώσεων του μαγνητικού πεδίου. Κατά το πρώτο στάδιο της προκαταρτικής σχεδίασης, προσδιορίζονται οι διαστάσεις του διακένου και των βασικών γεωμετρικών διαμορφώσεων του στάτη και του δρομέα της μηχανής, η οποία προορίζεται για τη συγκεκριμένη εφαρμογή, θεωρώντας κατάλληλες ειδικές φορτίσεις στα τυλίγματα και τον πυρήνα. Η οριστική σχεδίαση επιτυγχάνεται εφαρμόζοντας τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων για την επίλυση των εξισώσεων του μαγνητικού πεδίου σε συνδυασμό με κατάλληλες τεχνικές βελτιστοποίησης. Στο στάδιο αυτό διερευνώνται δύο εναλλακτικές τοπολογίες δρομέων μονίμων μαγνητών, με επιφανειακή και εγκάρσια χωροθέτηση των μονίμων μαγνητών αντίστοιχα, οι οποίες εμφανίζουν συμπληρωματικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ως προς την ικανότητα υπερφόρτισης και τη δυνατότητα εξασθένισης του πεδίου. Οι τοπολογίες αυτές βελτιστοποιήθηκαν μέσω ανάλυσης ευαισθησίας των γεωμετρικών παραμέτρων τους και συγκρίθηκαν οι δύο βέλτιστες γεωμετρίες που προέκυψαν ως προς την επίδοση και την απόδοσή τους. Με τον τρόπο αυτό αναδείχθηκε ότι η προτεινόμενη τοπολογία εγκαρσίων μαγνητών εμφανίζει συνολικά μικρό προβάδισμα έναντι της μελετηθείσας επιφανειακών μαγνητών για τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Στους αριθμητικούς κώδικες που αναπτύχθηκαν για τη συγκριτική διερεύνηση των δύο τοπολογιών ηλεκτρικών μηχανών μονίμων μαγνητών χρησιμοποιήθηκαν τα λογισμικά FEMM και MATLAB.

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ

Ανάκτηση ενέργειας μέσω αναγεννητικής πεδήσεως σε επιβατικά οχήματα

Ανάκτηση ενέργειας μέσω αναγεννητικής πεδήσεως σε επιβατικά οχήματα
Μπαφατάκης Λουκάς; Bafatakis, Loukas
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών & Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Οχημάτων

Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται το ζήτημα της αναγεννητικής πεδήσεως στα οχήματα. Στο κεφάλαιο 2 μελετάται η εφαρμογή της αναγεννητικής πεδήσεως στους διαφόρους τύπους οχημάτων και ειδικότερα στα αμιγώς θερμικά, στα υβριδικά και στα πλήρως ηλεκτρικά οχήματα. Εξετάζονται οι τύποι των υβριδικών οχημάτων που υφίστανται και πως υλοποιείται η αναγεννητική πέδηση στον καθέναν από αυτούς, ενώ επίσης παρουσιάζονται και οι τύποι των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων με διάκριση στην μονάδα προώθησης. Στο κεφάλαιο 3 εξετάζεται η γενική αρχή λειτουργίας της αναγεννητικής πεδήσεως και οι νόμοι που την διέπουν. Αρχικά μελετώνται με χρήση νόμων κλασικής μηχανικής, οι δυνάμεις που ασκούνται σε ένα όχημα κατά την πέδηση και αναφέρονται τα είδη της αναγεννητικής πέδησης και πως αυτά επηρεάζουν την ανάκτηση ενέργειας, ενώ μελετάται και η δυνατότητα των ηλεκτροκινητήρων στην εξομοίωση του συστήματος αντιμπλοκαρίσματος των τροχών. Στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται οι μέθοδοι αποθήκευσης της ανακτηθείσας ενέργειας μέσω αναγεννητικής πεδήσεως για κάθε τύπο οχήματος, μελετώνται οι εγγενείς τους ιδιότητες και επιχειρείται μια σύγκριση μεταξύ τους. Το κεφάλαιο 5 πραγματεύεται την επίδραση της εφαρμογής συστήματος αναγεννητικής πεδήσεως στην κατανάλωση, τις εκπομπές ρύπων και αυτονομία των οχημάτων, ανάλογα με τον τύπο τους και το μέσο αποθήκευσης που χρησιμοποιείται, ενώ στο κεφάλαιο 6 εκτίθενται τα συμπεράσματα και οι προοπτικές από την εφαρμογή της αναγεννητικής πεδήσεως στα οχήματα.

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ

Μαγνητοστατική ανάλυση και μελέτη διάταξης ελέγχου σταθμού επαγωγικής φόρτισης…

Μαγνητοστατική ανάλυση και μελέτη διάταξης ελέγχου σταθμού επαγωγικής φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων
Μουργελάς, Γεώργιος Σ.; Mourgelas, Georgios S.
Magnetostatic analysis and control system study of an inuctive charging station for electric vehicles
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος

Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η μαγνητοστατική ανάλυση ενός σταθμού επαγωγικής φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων, καθώς και η μελέτη της διάταξης ελέγχου του σταθμού αυτού. Στο Κεφάλαιο 1, πραγματοποιείται μια γενική περιγραφή των μεθόδων ασύρματης φόρτισης, ενώ μεγαλύτερη βαρύτητα δίνεται στην επαγωγική φόρτιση για ηλεκτρικά οχήματα. Στο Κεφάλαιο 2, εξετάστηκε η επίδραση της διαστασιολόγησης ενός σταθμού επαγωγικής φόρτισης δομής «Ι» στην ισχύ που μπορεί να μεταφερθεί στο όχημα λόγω μεταβολής της επαγώμενης μαγνητικής ροής. Η μαγνητοστατική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια του λογισμικού Αnsys. Με βάση τα αποτελέσματα της ανάλυσης αυτής δίνεται ένα παράδειγμα σταθμού επαγωγικής φόρτισης και εξετάζεται η επίδραση της ορθής και πλευρικής μετατόπισης του οχήματος ως προς το σταθμό όσoν αφορά στη μεταφερόμενη προς το όχημα ισχύ. Στο Κεφάλαιο 3 μελετήθηκε και σχεδιάστηκε ένας σταθμός επαγωγικής φόρτισης χαμηλής ισχύος, καθώς και η διάταξη ελέγχου του. Πραγματοποιήθηκε στο Ansys μαγνητοστατική ανάλυση μίας διάταξης τύπου «Ι» για εφαρμογές χαμηλής ισχύος, της οποίας οι τιμές για τις αυτεπαγωγές και την αμοιβαία επαγωγή χρησιμοποιήθηκαν στο κύκλωμα του ελέγχου. Η διάταξη ελέγχου του σταθμού αποτελείται από αντιστροφέα υψηλής διακοπτικής συχνότητας –με είσοδο dc τάση που προκύπτει από ανόρθωση της τάσης του δικτύου- μετασχηματιστή μεγάλου διακένου, κύκλωμα συντονισμού και ανορθωτή της τάσης εξόδου του δευτερεύοντος για τροφοδότηση της μπαταρίας του αυτοκινήτου. Οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν με τη βοήθεια του λογισμικού Simulink του matlab.

The scope of this diploma thesis is the magnetostatic study of an inductive charging station for electrical vehicles, as well as the study of a control system for this station In chapter 1, an overall description of the methods of wireless charging is given, with greater emphasis on the inductive charging for electric vehicles In chapter 2, the effect of dimensioning of an “I” type structure inductive charging station in the power that can be transferred to the vehicle due to the change of the induced magnetic flux is examined. The magnetostatic analysis was accomplished with the software Ansys. Based on the results of this analysis I, an example of inductive charging station is given and the effect of straight and lateral displacement of the vehicle relative to the station with respect to the transferred power to the vehicle is examined. In chapter 3, a low power inductive charging station was studied and designed, as well as its control circuit. The magnetostatic analysis of an “I” type structure for low power applications was performed in Ansys , whose values for the inductances and mutual inductance were used in the control circuit The device consists of a high – frequency inverter, whose input is the rectified grid voltage- a large gap transformer, a resonant primary and secondary circuit and a rectifier, which powers the vehicle. The simulations were performed using the Simulink software of matlab. The study was carried out in the third chapter

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ

Μοντελοποίηση Μπαταριών σε Εφαρμογές Ηλεκτροκίνησης

Μοντελοποίηση Μπαταριών σε Εφαρμογές Ηλεκτροκίνησης
Μούρκα, Γεωργία; Mourka, Georgia
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των μπαταριών που χρησιμοποιούνται στην περίπτωση της ηλεκτροκίνησης με έμφαση στα σύγχρονα μοντέλα. Ένας τρόπος για να βελτιωθεί η ποιότητα του αέρα στις αστικές περιοχές είναι να αντικατασταθούν τα συμβατικά αυτοκίνητα με κινητήρες HEVs που λειτουργούν με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Οι μπαταρίες είναι ένα ουσιώδες συστατικό των HEVs και χρήζουν ιδιαίτερης εξέτασης. Από τις διαθέσιμες εφαρμογές κυρίαρχο ρολό διαδραματίζουν οι Li-On μπαταρίες, αφού η χρήση τους είναι έντονα διαδεδομένη σε εφαρμογές αυτοκίνησης. Για την καλύτερη θεώρηση της εξέτασης του αντικείμενου προτείνεται η πλήρης μοντελοποίηση της λειτουργίας των μπαταριών τύπου Li-On για εφαρμογές ηλεκτροκίνησης με την χρήση του προγραμματιστικού εργαλείου Matlab. Η διερεύνηση δύναται να αφόρα είτε την χρήση του Simulink εργαλείου είτε την εφαρμογή εμπειρικών μοντέλων διαθέσιμων στην βιβλιογραφία. Σε κάθε περίπτωση, ο βασικός στόχος είναι η μελέτη της επίδρασης διαφορετικών κύκλων κίνησης των ηλεκτρικών οχημάτων στην λειτουργία των μπαταριών. Για τον λόγο αυτό εξετάζεται αναλυτικά τόσο η διαδικασία της φόρτισης των ηλεκτρικών οχημάτων όσο και η διαδικασία της εκφόρτισης.

The purpose of this thesis is the study of batteries used in the case of electrification with emphasis on contemporary models. One way to improve the air quality in urban areas is to replace conventional cars with ones that powered as HEVs operating with rechargeable batteries. Batteries are an essential component of HEVs and deserve special analysis. From the available applications the Li-on batteries are dominant since their use is highly prevalent in automotive applications. For a better view of the object examination is proposed to completely model the operation of battery type Li-on for electrification applications using the programming tools Matlab. The examination may be conducted using the Simulink tool, or the application of empirical models available in the literature. In any case, the main objective is to study the effect of different motion cycles of electric vehicle batteries to function. For this reason discussed in detail both the process of charging electric vehicles and the burning of the discharge.

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ

Διερεύνηση της συμμετοχής των ηλεκτρικών οχημάτων στην πρωτεύουσα ρύθμιση…

Διερεύνηση της συμμετοχής των ηλεκτρικών οχημάτων στην πρωτεύουσα ρύθμιση συχνότητας σε μη διασυνδεδεμένα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας
Ντουσάκης, Ιωάννης-Αντώνιος Α.; Ntousakis, Ioannis-Antonios A.
Investigation of the participation of electric vehicles in primary frequency regulation in non interconnected electric power systems
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Η/Υ. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος

Ο έλεγχος Vehicle to Grid (V2G) είναι μία στρατηγική που δυνητικά μπορεί να εφαρμόζεται σε σταθμούς φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων και έχει τη δυνατότητα να προσφέρει υπηρεσίες πρωτεύουσας ρύθμισης συχνότητας στο ηλεκτρικό δίκτυο. Στην παρούσα εργασία διερευνούμε τις επιπτώσεις από τη συμμετοχή των ηλεκτρικών οχημάτων στη ρύθμιση συχνότητας για μη διασυνδεδεμένα συστήματα, λαμβάνοντας υπ’ όψιν τόσο τις ανάγκες του δικτύου όσο και τις απαιτήσεις των χρηστών σχετικά με τη φόρτιση των οχημάτων τους. Όταν ένας χρήστης ηλεκτρικού οχήματος σταθμεύει και συνδέει το όχημά του στο δίκτυο, εξετάζονται δύο περιπτώσεις. Στην πρώτη, το όχημα είναι επαρκώς φορτισμένο κατά τον χρήστη και κατά συνέπεια δεν έχει την απαίτηση να το παραλάβει με υψηλότερη στάθμη φόρτισης (State of Charge – SOC). Η τεχνική ελέγχου Battery SOC Holder φροντίζει έτσι ώστε η ενέργεια της μπαταρίας να διατηρείται κοντά στην αρχική της τιμή ενώ παράλληλα την αξιοποιεί για ρύθμιση συχνότητας. Στην δεύτερη περίπτωση, το όχημα δεν είναι επαρκώς φορτισμένο και κατά συνέπεια ο χρήστης έχει την απαίτηση να το παραλάβει με υψηλότερη στάθμη φόρτισης. Εκεί εφαρμόζεται η τεχνική ελέγχου Charging with Frequency Regulation κατά την οποία το όχημα ρυθμίζει την ισχύ με την οποία φορτίζει υποστηρίζοντας κατά αυτόν τον τρόπο το δίκτυο. Διενεργούνται προσομοιώσεις σε ένα απλό, μη διασυνδεδεμένο ηλεκτρικό δίκτυο για διάφορες καταστάσεις λειτουργίας προκειμένου να δειχθεί η αποτελεσματικότητα των τεχνικών ελέγχου.

Vehicle to grid (V2G) control is a strategy that can be potentially applied in electric vehicle charging stations and can provide frequency regulation services for the power system. In this thesis it is investigated which are the consequences of the participation of electric vehicles in frequency regulation for decentralized systems, taking into consideration both the needs of the power system and the demands of EV users regarding the charging of their vehicles. When an EV user parks and plugs the vehicle in there are two particular cases that are examined. In the first case, the vehicle is sufficiently charged so the user does not demand to receive the vehicle with higher state of charge (SOC). The Battery SOC holder control strategy is applied to maintain the battery energy around its initial value along with adaptive frequency droop control. In the second case, the vehicle is not sufficiently charged, so the user demands to receive it with higher state of charge. Then, a charging method, called Charging with Frequency Regulation is applied in order to regulate the charging power in time, supporting in this way the power system. Simulations are conducted for a simple decentralized power system for various operation points in order to show the effectiveness of these control strategies.

Ολοκληρωμένο Σύστημα Μελέτης, Σχεδιασμού και Εγκατάστασης Σταθμών Φόρτισης για Οικιακές, Επαγγελματικές και Κοινόχρηστες Εφαρμογές στο Δημόσιο Χώρο

Επωνυμία Επιχείρησης Ή Όνομα Ενδιαφερόμενου *

Email *

Τηλέφωνο Επικοινωνίας *

Μήνυμα *

Checkboxes *

Αποδοχή Γενικού Κανονισμού για την Προστασία Δεδομένων (GDPR)

Η υποβολή της φόρμας επικοινωνία συνεπάγεται ανεπιφύλακτη αποδοχή επεξεργασίας προσωπικών δεδομένων αποκλειστικά για ενημερωτικούς σκοπούς τώρα ή στο μέλλον. Ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας ενδέχεται να λαμβάνεται ηλεκτρονικές μορφές επικοινωνίας από τις οποίες μπορείτε ανά πάσα στιγμή να παραιτηθείτε.