ứng dụng MATLAB trong mô phỏng điều khiển xe lai kiểu song song

Số 1 Võ Văn Ngân, Q.Thủ Đức, Tp.Hồ Chí
Minh, VN
Tel: +84 8 37221223, Fax: +84 8
38960640

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG MATLAB TRONG MÔ
PHỎNG ĐIỀU KHIỂN XE LAI KIỂU
SONG SONG
GVHD: GV. ThS HUỲNH QUỐC VIỆT
SVTD: TRƯƠNG QUỐC ANH
MSSV: 13145012
SVTD: PHẠM NGỌC QUÝ
MSVV: 13145212
29/07/2017


Tại sao dòng xe hybrid là giải pháp tốt nhất hiện nay của ngành công
nghiệp ô tô ?

Xe
điện

Xe sử dụng động cơ truyền thống

Xe lai

29/07/2017

NỘI DUNG
CHÍNH
1. GIỚI THIỆU XE LAI KIỂU SONG
SONG
2. THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG XE
LAI KIỂU SONG SONG
3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG


1.GIỚI THIỆU XE LAI KIỂU SONG SONG
2.Sơ đồ điều
khiển tổng
quát và mục
tiêu thiết kế
1.Cách bố trí
hệ thống dẫn
động

3. Giải thuật
điều khiển

Lý thuyết về
xe lai kiểu
song song

29/07/2017


1.Cách bố trí hệ thống dẫn động

Sơ đồ cấu trúc hai trục, một hộp
số


2.Sơ đồ điều khiển tổng quát và mục
tiêu thiết kế

Sơ đồ điều khiển tổng quát của hệ thống truyền lực lai kiểu song
song


2.Sơ đồ điều khiển tổng quát và mục
tiêu thiết kế
 Mục tiêu thiết kế
 Đáp ứng các yêu cầu về tính năng vận hành
 Đạt được hiệu suất cao.

 Thu hồi năng lượng phanh càng nhiều càng tốt nhưng phải đảm bảo an tồn
 Duy trì mức SOC hợp lý


3. Giải thuật điều khiển
a. Phương pháp điều khiển nạp cực đại

Công suất kéo

Công suất cực đại ở chế độ kéo kết hợp

A
Công suất cực đại của motor

Công suất hoạt động tối ưu của động cơ

tốc độ xe

Đồ thị chế độ lai


3. Giải thuật điều khiển

Công suất kéo

a. Phương pháp điều khiển nạp cực đại

Công suất cực đại của motor

Công suất hoạt động tối ưu của động cơ

tốc độ xe

Đồ thị chế độ motor kéo


3. Giải thuật điều khiển

Công suất kéo

a. Phương pháp điều khiển nạp cực đại

Công suất cực đại của motor

Công suất hoạt động tối ưu của động cơ

B

Công suất động cơ ở 1 phần tải

tốc độ xe

Đồ thị chế độ động cơ kéo và chế độ nạp PPS


3. Giải thuật điều khiển

Công suất phanh

a. Phương pháp điều khiển nạp cực đại

tốc độ xe

C
Công suất phanh nạp cực đại của motor

Đồ thị chế độ phanh tái sinh


3. Giải thuật điều khiển
a. Phương pháp điều khiển nạp cực đại

Công suất phanh

tốc độ xe

Công suất phanh nạp cực đại của motor

D

Đồ thị chế độ phanh lai


3. Giải thuật điều khiển
b. Phương pháp điều khiển engine ON-OFF

Đồ thị minh họa phương pháp điều khiển động cơ
On-Of


3. Giải thuật điều khiển
c. Chiến lược kiểm soát cân bằng

Đồ thị chiến lược kiểm soát một phần tải


2.THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG XE LAI KIỂU
SONG SONG

1.Thiết kế xe lai kiểu song song
2. Mô phỏng xe lai kiểu song
song

1. Tính tốn thiết kế xe lai kiểu song song
1. Động cơ
Thơng số kĩ thuật: Toyota Vios 1.5G
2013
 
Thơng số
Giá trị
 
Kích thước
 

D-R-C
Chiều dài cơ sở
Chiều rộng cơ
sở(trước/sau)

4410-1700-1475 mm
2550 mm
1475/1460 mm

 
 
 

Khoảng sáng gầm
Trọng lượng khơng tải
Trọng lượng tồn tải

133 mm
1100 kg

1500 kg

 

Loại động cơ

Động cơ
 

Dung tích cơng tác
Cơng suất cực đại

 
Hộp số
 

Moomen xoắn cực đại
Tự động 4 cấp(U340E)
Dung tích bình nhiên
liệu

4 xy lanh thẳng
hàng,16 van DOHC,
Dual VVT - i
1496 cc(1.5l)
79kW tại 6000
vòng/phút
140 Nm tại 4200
68.5 kg
vòng/phút

42l


1. Tính tốn thiết kế xe lai kiểu song song
2. Hộp số
Thông số kĩ thuật: hộp số tự động
U340E
Hôp số U340E

Giá trị

1st

2.847

2nd

1.552

3rd

1.000

4th

0.700

Số lùi

2.343

Tỉ số
truyền

Tỉ số truyền cuối

4.237

Mặt cắt ngang của hộp số
U340E


1. Tính tốn thiết kế xe lai kiểu song song
3. Motor
• Xe Toyota vios 1.5G 2013:
- Tăng tốc 0 đến 100km/h: 13.8s
- Vận tốc cực đại của xe:
180km/h
• Hệ số tốc độ của motor cần thiết kế là: x=6.
• Vận tốc cơ sở của motor:

• Cơng suất của
motor:
)
 Vì vậy nhóm chọn motor cần sử dụng:


1. Tính tốn thiết kế xe lai kiểu song song
4. Battery
• Cơng suất của PPS phải lớn hơn cơng suất của motor

điện:

Vì vậy nhóm thiết kế chọn battery có cơng suất 55kW là
hợp lí.


2. Mô phỏng xe lai kiểu song song
 Các thông số sử dụng:
Tên

Kí hiệu

Giá trị

Khối lượng của xe

M

1500 Kg

Gia tốc trọng trường

g

9.81 m/s2

Hệ số cản lăn

f

0.02

Cx

0.4 Ns2/m4

Diện tích khu vực trước xe

S

2 m2

Khối lượng riêng của khơng khí

Pa

1.25 kg/m3

Tọa độ trọng tâm của xe theo
chiều cao

hg

0.7375 m

r

0.255 m

Hệ số cản khơng khí

Bán kính tính tốn của bánh xe


2. Mô phỏng xe lai kiểu song song
 Các thông số sử dụng:
Tên

Kí hiệu

Giá trị

L

4.41 m

Mức bình thấp

SOClow

0.4

Mức bình trung bình

SOCmed

0.6

Mức bình cao

SOCmax

0.8

Mơ men cực đại của motor

Tm-max

400 N.m

Veb

9 m/s

Chiều dài cơ sở của xe

Vận tốc cơ sơ của motor
Hiệu suất truyền động của motor

0.95

Hiệu suất truyền động của động
cơ

0.9


2. Mô phỏng xe lai kiểu song song
 Các khối mô phỏng:

2. Mô phỏng xe lai kiểu song song
 Lưu đồ giải thuật:


2. Mơ phỏng xe lai kiểu song song
 
 
Mức

 
 
Thấp

 
 
Trung bình

 
 

Te = Tb
Tchgsl = Tb – Te

Te = Tc
Tchgsm = Tc – TC

Te = TC
Tchgsh = 0

Te = Ta
Tchgml = Ta – TB

Te = T b
Tchgmm = Tb – TB

Te = Tb
Tchgmh = Tb – Te

Te = Tb
Tchgll = Tb – Te

Te = TA
Tchglh = 0

Te = T A
Tchglh = 0

Cao

SOC
 
Mô-men yêu cầu
 
Vùng mơ-men thấp
 
Vùng mơ-men trung
bình
 
 

Vùng mơ-men cao

Bảng tóm tắt kiểm sốt từng trường hợp hoạt động của động
cơ theo mơ-men yêu cầu và mức SOC


Chu trình thử ECE-R15.
1. Vận tốc: