chuyên đề xe điện xe lai, chương 1 xe điện (EV elechtric vehicles)

CHUYÊN ĐỀ:

XE ĐIỆN - XE LAI

CHƯƠNG 1: XE ĐIỆN
(EV: Electric Vehicles)


Đặc điểm cơ bản của xe điện (EV):
vSử dụng một motor điện để cung cấp lực kéo
vDùng ắc quy, pin nhiên liệu, siêu tụ
vBánh đà làm nguồn cung cấp năng lượng.


Xe điện có nhiều ưu điểm hơn so với xe sử dụng
động cơ đốt trong (ICEV: Internal Combustion
Engines Vehicles) như:
vKhông có khí xả
vHiệu suất cao
vKhông sử dụng đến dầu mỏ
vHoạt động êm dịu, không ồn.


1.1 CẤU TRÚC XE ĐIỆN

Hình 1.1 Hệ thống truyền lực cơ bản của xe điện


Hình 1.2 Hệ thống truyền lực của xe điện hiện đại

Hình 1.3 Cấu trúc của các EV


1.2

TÍNH NĂNG HOẠT ĐỘNG CỦA XE ĐIỆN

Các chỉ tiêu đánh giá:
vThời gian tăng tốc của xe
vTốc độ cực đại
vKhả năng leo dốc


1.2 TÍNH NĂNG HOẠT ĐỘNG CỦA XE ĐIỆN
1.2.1 Đặc tuyến của motor kéo


1.2 TÍNH NĂNG HOẠT ĐỘNG CỦA XE ĐIỆN
1.2.1 Đặc tuyến của motor kéo


Nhận xét:
Dựa vào biên dạng đường đặc tuyến mômen
– tốc độ của động cơ 60 kW với các hệ số tốc độ
khác nhau x (x=2,4,6):
vVới dải công suất không đổi dài thì mômen
xoắn cực đại của motor có thể tăng đáng kể
ð Khả năng tăng tốc và khả năng leo dốc
được cải thiện và hộp số trở nên đơn
giản hơn.

Giới hạn:
Mỗi loại motor có giới hạn về hệ số tốc độ.
Ví dụ:
v Motor dùng nam châm vĩnh cửu: x < 2
v Các motor từ trở thay đổi có thể đạt x > 6
v Các động cơ không đồng bộ thì x = 4


1.2.2 Yêu cầu về lực kéo và tốc độ xe:

Ft =

Tm ig i0 ηt
rd

(4.1)

Và

πN m rd
V=
(m s)
30ig i0

(4.2)


1.2.3 Tính năng của xe

Vận tốc cực đại của xe:
πN m max rd
Vmax =
(m s )
30ig min i0
Lực kéo có ích:

Ft - net = Ft - Fr - Fω


Độ dốc lớn nhất:

Ft - net Ft - ( Fr + Fω )
i=
=
Mυg
Mυg
Hay

d - ft 1 - d 2 + f r2
sin α =
1 + fr





Thời gian tăng tốc:
ta = ò

Vb

0

Vf
Mυδ
Mυδ
dV
+
dV
2
2
ò
V
b P V - M g f - (1 2) ρ C A V
Pt Vb - Mυ g fr - (1 2) ρaCD Af V
t
υ
r
a D f

δM υ 2
ta =
(V f + Vb2 )
2 Pt
Công suất kéo Pt:
δM υ 2
Pt =
(V f + Vb2 )
2ta

Công suất kéo trung bình:
1
P=
ta

ò

ta

0

1
( M υ g f rV + ρaCD Af V 3 )dt
2

Vận tốc xe:

V = Vf

t
ta

Thay vào ta thu được kết quả:

2
1
3
P = M υ g f rV f + ρa C D A f V f

3
5


Tổng công suất kéo:
δM υ 2
2
1
2
Pt =
(V f + Vb ) + M υ g f rV f + ρa CD Af V f3
2ta
3
5



1.2

SỰ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG

Một số cách tính:
Ø Năng lượng tiêu thụ trên một đơn vị chiều dài
quãng đường (kWh/km)
Ø Đơn vị thể tích nhiên liệu trên một đơn vị
quãng đường (l/100km)
Ø Chiều dài quãng đường trên một đơn vị thể
tích nhiên liệu (Ml/mpg).

Đối với xe điện:
Sự tiêu thụ năng lượng là một sự tích hợp của
công suất đầu ra ( Pb-out ) tại các cực của ắc quy:

Pb - out

V
=
ηt ηm

1
dV ö
æ
2
ç M υ g ( f r + i ) + ρa C D A f V + Mδ
÷
2
dt
è
ø


Đối với xe điện:
Năng lượng sinh ra trong quá trình phanh nạp
(phanh tái sinh):
Pb -in

αV æ
1
dV ö

2
=
ç M υ g ( f r + i ) + ρa CD Af V + Mδ
÷
ηt ηm è
2
dt ø


Đối với xe điện:
Sự tiêu thụ năng lượng có ích từ ắc quy là:
Eout =

òP

b - out

kéo

dt +

ò

phanh

Pb -in dt