Адаптивний зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів
Автор: Міканов Андрій Віталійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Радіоелектронні пристрої, системи та комплекси
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Робота присвячена розробці адаптивного зарядного пристрою для автомобільних акумуляторів. Адаптивний зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів – це пристрій, призначення якого відновлювати заряд автомобільного акумулятора за певним алгоритмом, коли вихідна напруга і, відповідно, струм заряджання автоматично регулюється відповідно до рівню зарядки акумулятора. Пристрій повинен мати користувацький інтерфейс для введення певних вхідних даних зарядки або для ручного керування процесом зарядки. Останні конструкторські підходи спрямовані на реалізацію більш продуктивних та безпечних для акумуляторів алгоритмів заряджання і часто спираються на електрохімічні процеси в свинцевих акумуляторах. Хоча свинцеві акумулятори існують вже більше 100 років, теорія свинцевого акумулятора досі не завершена, то ж підходів до заряджання акумуляторів є доволі багато і частина з них протирічить один одному. При виконанні роботи досліджено існуючі види свинцевих акумуляторів та проаналізовано теорію свинцевого акумулятора для більш глибокого розуміння електрохімічних процесів в середині акумуляторів протягом їх життєвих циклів і формування оптимального алгоритму процесу заряджання. Існують деякі проблеми у створенні алгоритму заряджання акумулятора. Великий струм зарядки хоча і заряджає акумулятор швидше, але при тому псує намазку пластин акумулятора, що призводить до його швидкого виводу з ладу. Занадто малий струм зарядки призводить до формування на поверхні пластин акумулятора ізолюючого шару сульфату свинця, що в свою чергу призводитьдо поступового зменшення ефективної ємності акумулятора. Також на якість заряджання впливає пауза між циклами заряджання, адже саме в ці паузи відбуваються важливі хімічні процеси «засвоєння» заряду акумулятором. У перших двох розділах роботи досліджено існуючі аналоги адаптивного зарядного пристрою та глибоко розглянуті електрохімічні процеси в свинцевих акумуляторів під час їх заряджання та розряджання, визначено основні моменти теорії свинцевих акумуляторів, на які необхідно спиратись при проектуванні зарядних пристроїв. Також, спираючись на існуючі дослідження, було обгрунтовано використання ШІМ для заряджання свинцевих акумуляторів. Проаналізоване явище сульфатації пластин свинцевих акумуляторів та проведений огляд методів десульфатації з точки зору електрохімії. У третьому розділі сформульоване чітке технічне завдання до проектування адаптивного зарядного пристрою та сформована схема пристрою. В результаті було описано специфіку та алгоритм роботи отриманого пристрою. У висновку було проаналізовано отримані результати та сформовано подальший план дій щодо покращення конструкції та переходу від прототипу пристрою до повнофункціональної ринкової пропозиції. Згідно результатів розрахунків, які проводилися у четвертому розділі, було зроблено висновок, що прототип адаптивного зарядного пристрою за своїми показниками є цілком конкурентноспроможним порівняно з існуючими аналогами, а тому після певних покращень щодо функціоналу і габаритів, а також після розробки дизайну корпусу отриманий пристрій точно зможе вистояти конкуренцію на ринку. Об’єкт дослідження – адаптивний зарядний пристрій. Предмет дослідження – електрохімічні процеси життєвих циклів свинцевих акумуляторів.Сфера досліджень – створення адаптивного зарядного пристрою, реалізація оптимального алгоритму зарядних процесів. Мета роботи: аналіз існуючих аналогічних пристроїв заряджання, дослідження теорії свинцевих акумуляторів, формування оптимального алгоритму заряджання акумуляторів, проектування схеми пристрою, аналіз отриманого пристрою та формування плану подальших дій щодо покращення пристрою. Ключові слова: адаптивний зарядний пристрій, адаптивний алгоритм зарядки, свинцевий акумулятор, теорія свинцевого акумулятора, десульфатація акумулятора, ШІМ, мікроконтролер. ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ ПОСИЛАННЯ 1) Вікіпедія. Автомобиль [Електронний ресурс] : [Веб-сайт] – Електронні дані – Wikimedia Foundation Inc. – Режим доступу: https://ru.wikipedia.org/ wiki/%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8C#%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F. 2) Апаратне та системне забезпечення ЕОМ. Навчальний посібник з дисципліни «Комп’ютерна техніка та організація обчислювальних робіт» для студентів базового напрямку 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» / Укладачі Гречин Т.М., Музичак А. З. – м. Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2007. – 196 с. 3) МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ: КРАТКИЙ ОБЗОР Myrobot.ru [Електронний ресурс] : [Веб-сайт] – Електронні дані – Copyright © myrobot.ru, 2005-2019 – Режим доступу: https://myrobot.ru/stepbystep/mc_meet.php (дата звернення 25.04.2020) - Назва з екрану