Đề tài Mô hình hoá ô tô và kiểm soát tốc độ bằng matlab simulink

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG

CƠ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Ngành: công nghệ kĩ thuật ơ tơ

Đề tài: Mơ hình hố ơ tơ và kiểm soát tốc độ bằng
matlab simulink

GVHD: Phan Như Quân
SVTH:
Cao Thế Vinh
Nguyễn Ngọc Thiện
Đặng Tuấn Kiệt
Nguyễn Đình Lực

1

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

I. Mục tiêu
II. Tính tốn lực
III. Phân tích kết cấu và hiệu suất pin
IV. Động cơ điện
V. Mô hình động lực học
VI. Tổng kết

Tên sinh viên – Lớp 2

MỤC TIÊU

• Thiết lập mơ hình Tốn học của một chiếc ơ tơ điện dựa trên mẫu Tesla
Model S P85.

• Thiết kế mơ hình SIMULINK mơ phỏng động lực học hồn chỉnh của
mẫu Tesla Model S P85.

• Kiểm soát tốc độ xe Tesla bằng Bộ điều khiển tốc độ sử dụng thuật tốn
PID.

Sơ đồ mơ phỏng 3

TÍNH TỐN LỰC

1. Các lực phát sinh khi xe chuyển động

Lực kéo của bánh xe khi chuyển đổi momen:
Ff TL *Gr

Ở đây, 𝐿 = 48/2 = 48/2 = 24𝑐𝑚 và 𝐺r và 𝐺r = 9,7r = 9,73 nên suy ta : F=40.5*T

Trong đó:
Ff : Lực tổng hợp
T : momen xoắn do động cơ tạo ra
L: Khoảnh cách từ tâm quay
Gr: Tỷ số truyền

Tên sinh viên – Lớp 4

TÍNH TỐN LỰC

D 12  *V 2 * S *CD

5

TÍNH TỐN LỰC
r mt *Cr * g *cos

6

TÍNH TỐN LỰC
Fq m * j * i

7

PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ HIỆU SUẤT PIN

1. Pin Tesla model S

•Pin của Tesla model S được ghép bởi 7.104
cell pin mã 18650 bao gồm 16 module mỗi
module gồm 444 cell có khả năng lưu trữ
năng lượng lên 85kWh.
•16 module được mắc nối tiếp , mỗi module
chứa 6 nhóm mỗi nhóm gồm 74 cell mắc
song song.
•Tổng cơng suất của nó là 85.000Wh và nó
nặng 540kg.

8

PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ HIỆU SUẤT PIN

2. Hiệu xuất pin

•Trong một đoạn mạch mắc nối tiếp, Hiệu điện thế của đoạn mạch là tổng
các Hiệu điện thế của các thành phần của nó nhưng cường độ dịng điện
khơng đổi.
•Trong một đoạn mạch mắc song song, điện áp của đoạn mạch là như nhau
trong suốt nhưng cường độ dòng điện là tổng của dòng điện đi qua tất cả
các thành phần của nó được mắc song song.
•Do đó, chúng ta có thể tính tốn điện áp danh định của pin:

𝑉 = 3.6 ∗ 16 ∗ 6 16 ∗ 16 ∗ 6 6 = 346𝑉
•Dịng điện tối đa sẽ được thiết lập thông qua mô-men xoắn cực đại.

9

PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ HIỆU SUẤT PIN
3. Kết luận

•Phân tích pin này đã cho chúng ta biết điện áp hoạt động tối đa mà chúng
ta sẽ lấy ở đây là 346V để xem xét mức trung bình trong một lần xả pin.
•Điện áp tối đa và mức phóng điện tối đa này đã cho ta giới hạn đối với các
giá trị tối đa mà hệ thống của chúng ta có thể đạt được, cả về điện áp và
dòng điện. Tất cả các thông số này sẽ được thực hiện một cách thích hợp
trong SIMULINK.

10

ĐỘNG CƠ ĐIỆN

1. Động cơ 1
2

Tesla Model S sử dụng động cơ cảm

ứng ba pha xoay chiều bốn cực.

Để đơn giản, chúng ta sẽ sử dụng động

cơ DC có chổi than mà chúng ta

sẽ biểu diễn toán học sao cho phù 4

hợp với động cơ Tesla nhất. 3

1) Cuộn dây, 2 Vòng bi
3) Trục roto, 4)Nam châm

11

ĐỘNG CƠ ĐIỆN

2. Mơ hình tính tốn

•Sụt áp rơi trên điện trở :
ir=I*R

•Sụt áp rơi trên cuộn cảm:
IL=L*(di/dt)

Theo định luật Kirchhoff, ta có:

𝑉=𝐼(𝑡)∗𝑅+𝐿*(di/dt) +𝐸(𝑡) (1)

12

ĐỘNG CƠ ĐIỆN

di V  l(t)  R  Ke *(t)
dt L

13

ĐỘNG CƠ ĐIỆN

3. Biểu diễn phương trình trong mơi trường matlab Simulink

T(t)=Kt*l(t) di V  l(t)  R  Ke *(t)
dt L

14

MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC

Lực kéo khí
động học

Lực kéo động cơ

Lực cản lăn Lực cản lăn

15

MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC
2. Mơ hình hố trong matlab simulink

16

MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC
3. Mơ hình hồn chỉnh.

17

MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC

• Mơ hình thể hiện các thơng số khi xe đạt tốc độ 100km/h.

Tốc độ từ 0 đến 100km/h trong 4,4s

18

MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC

Momen xoắn khi đạt đến 100km/h là 600N/m

19

MƠ HÌNH KHÍ ĐỘNG HỌC

Gia tốc xe khi đạt tốc độ 100km/h

20