¿Cómo cambiar entre dos fuentes de alimentación de CC que alimentan un motor en un vehículo eléctrico?

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Antecedentes: para un proyecto final universitario, mi grupo de estudiantes está investigando la posibilidad de hacer funcionar una motocicleta con dos baterías separadas, cada una de una química diferente (plomo-ácido y litio-ion). La idea detrás del diseño es intentar y lograr un diseño que cueste menos producir pero que tenga el mismo rango que uno que use exclusivamente Li-ion. Queremos alimentar la bicicleta con li-ion a bajas demandas de potencia (por ejemplo, crucero o aceleración suave) y luego pasar de li-ion a plomo-ácido para momentos en que se necesita una mayor potencia (aceleración fuerte y altas velocidades máximas para un tiempo corto). Inicialmente, esperábamos simplemente desconectar la primera fuente de energía y luego cambiar a la segunda. Sin embargo, después de hablar con un profesor aquí, informó que el controlador registraría una corriente de 0A y se apagaría, lo que significa que todo el sistema tendría que reiniciarse antes de que pudiera comenzar a funcionar nuevamente. Obviamente, esto no es adecuado para un vehículo eléctrico.

Entonces, mi pregunta es: ¿es posible alimentar un solo motor con una fuente de energía y luego cambiar rápidamente a otra fuente de energía (de igual voltaje) sin dañar ningún componente y, idealmente, no perder energía durante un período prolongado de tiempo mientras se cambia? También, lo ideal sería que quisiéramos asegurarnos de que la fuente de energía no utilizada esté completamente desconectada y no esté utilizando energía cuando no esté en uso.

Lo siento por mi inexperiencia y si alguno de los anteriores no tiene mucho sentido, la electrónica no es mi fuerte (ingeniero mecánico).

He leído algunas de las preguntas existentes relacionadas con la mía, pero parece que no puedo encontrar ninguna relevante, si alguien tiene algún conocimiento de alguna que sea muy útil. Además, si alguien sabe de algún trabajo existente que haya hecho algo similar, también sería muy útil.

¡Gracias!

    
pregunta Joe

2 respuestas

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Le sugiero que hable con otro profesor.

Supongo que utilizas un controlador de motor de puente en H para controlar realmente el motor. Sin intentar realmente implementarlo (es decir, puede que no funcione), sugeriría que el controlador tenga una entrada de habilitación que deshabilitará su unidad interna. Si desactiva el controlador justo antes de hacer el cambio, luego lo vuelve a habilitar justo después, el controlador debería manejar el trabajo.

Alternativamente, si proporciona un condensador de tamaño decente en la entrada del controlador, proporcionará corriente durante el cambio. Y aunque esto obviamente no es práctico para interrupciones prolongadas, al usar interruptores MOSFET, el período de conmutación debe medirse en microsegundos, y no es difícil hacer que un capacitor haga eso, incluso para corrientes bastante altas.

Otra posibilidad que podría considerar es proporcionar las dos baterías a diferentes voltajes, con la batería de alta demanda (lo que es bastante extraño) proporcionando un voltaje ligeramente inferior al de la batería de crucero. A continuación, proporciona un circuito de conmutación que se parece a

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

En crucero, el interruptor está cerrado, y como la batería de crucero tiene un voltaje más alto que la batería de aceleración, D1 tiene polarización inversa y no se extrae corriente de la batería de aceleración. Si se abre el interruptor, la batería de aceleración proporciona toda la energía.

El interruptor se usa solo para maximizar la eficiencia. Se desperdicia algo de energía durante la aceleración debido a la caída en el diodo (por lo que se especifica un Schottky), pero esto solo es cierto durante los períodos relativamente breves cuando se requiere una alta aceleración. También tiene la virtud de permitir que la batería Accel actúe como batería de reserva, en caso de que la batería de crucero se agote durante el uso.

Es perfectamente posible reemplazar el interruptor con otro diodo. En este caso, el consumo de alta corriente acaparará la batería de crucero hasta que la batería de aceleración se libere. Esto tiene un par de inconvenientes. La primera, y la más obvia, es que hay una pérdida continua de energía debido al calentamiento del diodo. Si usa una batería de alto voltaje (y por lo tanto, de menor corriente), esto minimizará el problema, pero aún así puede ser objetable. Una segunda dificultad, y menos obvia, es que a medida que la batería de crucero se descarga, su voltaje disminuirá y se podrá acceder a la batería de aceleración cada vez más, hasta que se agoten ambas baterías.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Aquí hay una breve respuesta que podría mejorarse si supiéramos más sobre las corrientes y los voltajes con los que está trabajando. Las hojas de datos, enlaces, etc., al motor y las baterías ayudarían.

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respondido por el EM Fields

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