Dimensionnement d'un gros chargeur de batteries
Bonjour à tous,
Dans le cadre de mon projet, je dois réaliser un chargeur de batterie pour une voiture solaire. Les batteries utilisées sont des batteries Lithium-Polymère. La configuration du pack est 32S5P ( 32 modules en série, et chaque module est composé de 5 cellules Li-po en parallèles).
Je souhaite charger ce pack à 0,5C soit 20A, la tension minimal lorsque la batterie est déchargé et de 86,4V (2,7V par module) et on souhaite chargé le pack jusqu’à 128V(4V par module).
De tel chargeur n’existant pas sur le marché, on souhaite dimensionner ce chargeur en plaçant un transformateur monophasé en sortie du réseau, puis un redresseur pour redresser la tension. Suite à cela on met un hacheur série avec une commande d’asservissement réglant α pour avoir iL constant égale à 20A. Le schéma électrique est présent en pièce jointe.
Dans un premier temps nous souhaitons faire le calcul théorique de ce dimensionnement. (En négligeant les pertes de puissances, est en faisant les hypothèses que le courant en sortie du redresseur est parfaitement lissé, de même pour la tension sortie redresseur)
Dans l’étude que j’ai menée il y a un problème. Je trouve une puissance consommée pour la charge des batteries plus grande que la puissance tirée sur le réseau)
Voici ma démarche :
-Si on prend un transformateur de rapport m=0,5, alors en sortie du transfo Vs=230/2=115V ;
-Hyp : On choisit une bobine dimensionnée tel que Ired=cste, le signal is(t) est alors un signal carré, la puissance est donc en fonction de la valeur efficace du fondamentale, par décomposition en série de fourrier : I1m=4/π* Ired, car Ired=Iseff
Donc Is1eff=4/(π*racine(2))*Ired
-Dans le cas où la batterie est décharger Emin=86,4V, et P=Emin*IL=86,4*20=1728W
Or Vred= racine(2)*115=162,63V (car on suppose la tension lissé)
Emin=αVred donc α=0,53.
En supposant le convertisseur parfait on a PentréeH=PsortieH
Soit Vred*<iH(t)>=<VH(t)>*<iL(t)>
Vred*<iH(t)>=α*Vred< iL(t)>
Donc <iH(t)>=α<iL(t)>
Donc <iHmin>=10,6A,
Dans la capacité seul le courant impulsionnel passe donc Ired=<iHmin>=10,6A
-Donc la puissance en sortie du transfo est :
Ps=Vseff*Is1eff*cosφ
Avec Is1eff=4/(π*racine(2))*Ired=9,54
Soit PS=115*9,54=1097 cosφ.
Ce qui me donne une puissance tirée sur le réseau plus petite que celle consommée par les batteries.
Si quelqu’un peut m’aider merci, je dois rendre cette étude la semaine prochaine.
-----
