Nghiên cứu điều khiển mô hình thực nghiệm hệ thống thu hồi năng lượng quán tính của ô tô

Đề tài:

BÁO CÁO ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM HỆ
THỐNG THU HỒI NĂNG LƯỢNG QN TÍNH
TRÊN Ô TÔ
GVHD: Th.S Dương Tuấn Tùng
SVTH : Lê Nguyễn Anh Tuấn
Lê Văn Siêu
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7, năm 2017


NỘI DUNG
1. Tổng quan - mơ hình nghiên cứu
2. Cơ sở tính tốn các thơng số của bộ thu hồi năng lượng
3. Xây dựng phương trình năng lượng tái tạo trong q trình phanh
4. Mơ hình hóa & mơ phỏng theo chu trình lái xe: FTP-75, ECE R-15, EUDC, NEDC
5. Các kết quả đạt được khi mô phỏng theo chu trình lái xe
6. Tính tốn thơng số phục vụ thực nghiệm
7. Thiết kế & xây dựng mơ hình thực nghiệm
8. Kết luận & đề xuất hướng phát triển tiếp theo


1. TỔNG QUAN - MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU
Hệ thống phanh tái sinh

Xe điện - xe lai (HEV)&EV

Ắc quy cao áp

Siêu tụ

Mô tơ/Máy phát

Xe truyền thống

Bánh đà

Thủy lực

Vật liệu đàn
hồi

Kết hợp bánh
đà và máy
phát điện


1. TỔNG QUAN - MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU


6. TÍNH TỐN THƠNG SỐ PHỤC VỤ THỰC NGHIỆM


6. TÍNH TỐN THƠNG SỐ PHỤC VỤ THỰC NGHIỆM
1. Tính tốn thơng số kỹ thuật mơ tơ điện
Trước hết ta đi xác định vận tốc cực đại theo chu trình chuẩn ở các thời điểm xe bắt đầu giảm tốc và bộ
thu hồi năng lượng được kích hoạt.
 Xác định số vịng quay cực đại

của mơ tơ điện sử dụng cho mơ
hình thực nghiệm thơng qua cơng
thức:

v

2 n
30v
m
/
s
�
n



 v / ph 
60



6. TÍNH TỐN THƠNG SỐ PHỤC VỤ THỰC NGHIỆM
1. Tính tốn thơng số kỹ thuật mơ tơ điện
 Xác định mơ men (Mcđ) và vận tốc góc (wcđ) đặt vào trục các đăng khi xe giảm tốc:

M cd

M bx M bx



 N .m 
itlc
4,3

w cd

w bx
vt
vt



 rad / s 
itlc
itlc .rbx 4,3.0,33

 Công suất cực đại của mô tơ điện dùng cho thực nghiệm

Pcd  M cd .w cd  W 


6. TÍNH TỐN THƠNG SỐ PHỤC VỤ THỰC NGHIỆM
1. Tính tốn thơng số kỹ thuật mơ tơ điện

Nhìn vào bảng số liệu ta thấy số vịng quay và cơng suất cực đại của chu trình NEDC là
cao nhất nên ta sử dụng thông số này để tiến hành lựa chọn động cơ phù hợp để phục
vụ cho thực nghiệm.


6. TÍNH TỐN THƠNG SỐ PHỤC VỤ THỰC NGHIỆM

2. Tính tốn thơng số kỹ thuật của thiết bị tạo tải
Để lựa chọn thiết bị tạo tải & đo mô men ta phải tính được các mơ men cản đặt vào bánh xe
chủ động tại thời điểm quá trình thu hổi năng lượng xảy ra.
Trước hết ta xác định mô men cản tại các bánh xe chủ động ( M cbx) ứng với thời điểm bắt đầu
thu hổi năng lượng

M cbx  M a  M f   Fa  Ff  .rb [N .m]


6. TÍNH TỐN THƠNG SỐ PHỤC VỤ THỰC NGHIỆM
2. Tính tốn thơng số kỹ thuật của thiết bị tạo tải

Nhìn vào bảng số liệu ta thấy mô men cản tại các bánh xe chủ động của 2 chu trình
NEDC và EUDC là cao nhất nên ta sử dụng thông số này để tiến hành lựa chọn thiết bị
tạo tải và đo mô men phục vụ cho thực nghiệm.


7. Thiết kế & xây dựng mơ hình thực nghiệm


7. Thiết kế & xây dựng mơ hình thực nghiệm
1/ Cấu tạo


7. Thiết kế & xây dựng mơ hình thực nghiệm
1/ Cấu tạo


7. Thiết kế & xây dựng mơ hình thực nghiệm
2/ Nguyên lý hoạt động

7. Thiết kế & xây dựng mơ hình thực nghiệm
2/ Nguyên lý hoạt động
* Nguyên lý hoạt động của bộ thay đổi tỉ số truyền CVT


7. Thiết kế & xây dựng mơ hình thực nghiệm
3/ Mơ tả q trình thử nghiệm


7. Thiết kế & xây dựng mơ hình thực nghiệm
4/ Kết quả nghiên cứu
U(V)
I(A)

U(V)
I(A)

U(V)
I (A)

Vận tốc 30 km/h

t (s)
U(V)
I(A)

Vận tốc 40 km/h

t (s)

t (s)
t (s)

Vận tốc 50 km/h

Vận tốc 60 km/h


7. Thiết kế & xây dựng mơ hình thực nghiệm
4/ Kết quả nghiên cứu
Vận tốc xe
(km/h)

Thời điểm t(s)

Tốc độ

Điện áp

Dòng điện

Công suất

máy phát (rpm)

phát ra U (V)

qua tải I(A)

đạt được P(W)

30

16

2019

14,713

6,104

89,808 (max)

40

17

2268

17,218

5,902

101,621 (max)

50

24

2517

19,802

6,052

119,842 (Max)

60

23

3072

21,832

6,582

143,698 (Max)

Bảng kết quả công suất cực đại thu được ở các tốc độ


8. Kết luận & đề xuất hướng phát triển tiếp theo
1. Kết luận
- Dưa trên các kết quả tính tốn và mơ phỏng nhóm thực hiện đề tài đã thiết kế và xây dựng được mơ
hình thực nghiệm.
- Đã sử dụng được bộ biến tần để điều khiển tốc độ mô tơ thay đổi tương ướng với tốc độ xe.

- Bước đầu thí nghiệm và đo được điện áp và dòng điện thu hồi được ở từng chế dộ giảm tốc của xe.
Đây là cơ sở để tiếp tục thí nghiệm mơ hình theo các chu trình lái xe tiêu chuẩn.
2. Hướng phát triển tiếp theo:
-

Tiếp tục thực nghiệm để tính tốn năng lượng thu hồi được trên tồn bộ chu trình lái xe tiêu chuẩn.

-

Xây dựng cơ sở phân phối lực phanh đối với xe có sử dụng hệ thống phanh tái sinh.

-

Tính tốn mơmen phanh cơ khí khi hệ thống phanh tái sinh hoạt động.

-

Nghiên cứu vấn đề tích trữ và quản lý năng lượng thu hồi được từ hệ thống phanh tái sinh.


BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHĨM EM ĐẾN
ĐÂY LÀ HẾT. XIN CẢM ƠN CÁC THẦY
ĐÃ LẮNG NGHE. TRÂN TRỌNG!!