Nghiên cứu điều khiển mô hình hệ thống thu hồi năng lượng quán tính của ô tô dựa trên các chu trình lái xe đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

TÓM TẮT Lý chọn đề tài - Hiện động đốt sử dụng nguồn lƣợng để động làm việc nhờ phần lớn nguồn nhiên liệu hóa thạch Tuy nhiên nguồn nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt lƣợng khí thải từ nhiên liệu gây ảnh hƣởng lớn đến mơi trƣờng sống Chính cần phải có giải pháp đắn thay nguồn nhiên liệu hóa thạch phụ thuộc vào chúng điều đƣợc nghiên cứu áp dụng thành cơng, sử dụng phƣơng pháp hệ thống phanh tái sinh - Thầy Dƣơng Tuấn Tùng trƣờng Đại học Sƣ phạm kĩ thuật Thành phố Hồ Chí Minh có nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu nâng cao hiệu thu hồi lượng hệ thống phanh tái sinh ô tô” thử nghiệm thực tế cho thấy đƣợc kết khả quan Qua đề tài Thầy Dƣơng Tuấn Tùng, nhóm chúng em thực cải tiến, mang tính kế thừa đề tài thầy qua đề tài “Nghiên cứu điều khiển mô hệ thống thu hồi lượng qn tính tơ dựa chu trình lái xe” Để ngày hồn thiện nghiên cứu hệ thống để ứng dụng vào thực tế Nội dung đề tài - Xây dựng mơ lại mơ hình hệ thống phanh tái sinh Thầy Dƣơng Tuấn Tùng xây dựng Matlab Simulink - Cải thiện hạn chế mơ hình Thầy xây dựng - Xây dựng lại mơ hình mơ hệ thống phanh tái sinh Thầy thử nghiệm hệ ii - thống dựa chu trình thử nghiệm để rút nhận xét kết khả quan hệ thống - Xây dựng, tính tốn lựa chọn thơng số mơ hình thực nghiệm Phƣơng pháp nghiên cứu - Kế thừa sở lí thuyết mơ hình Thầy Dƣơng Tuấn Tùng để xây dựng mơ hình - Sử dụng tài liệu liên quan, thƣ viện Matlab Simulink để tham khảo xây dựng mơ hình theo chu trình thực nghiệm - Tính tốn đến thơng số chƣa tính tốn mơ hình trƣớc - Dựa vào kết quả, số liệu, đồ thị mơ từ đƣa số liệu cụ thể để phục vụ nghiên cứu thực nghiệm iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ viii DANH MỤC CÁC BẢNG xii CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TÁI SINH 1.1.Giới thiệu chung 1.2.Tổng quan đề tài 1.2.1.Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lƣợng dƣới dạng điện 1.2.2.Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lƣợng dƣới dạng tích thủy lực 1.2.3.Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lƣợng bánh đà (Flywheel) 1.2.4.Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lƣợng dƣới dạng vật liệu đàn hồi 10 1.2.5.Phân tích so sánh phƣơng án tích trữ lƣợng hệ thống RBS 11 1.3.Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 14 1.3.1.Các nghiên cứu hệ thống phanh tái tạo lƣợng giới 14 1.3.2.Hệ thống phanh tái sinh áp dụng xe HEV EV 15 1.3.3.Hệ thống phanh tái sinh áp dụng dịng xe có kiểu hệ thống truyền lực truyền thống 16 1.3.4.Các nghiên cứu nƣớc 22 1.3.5.Các câu hỏi nghiên cứu đề xuất phƣơng án nghiên cứu 22 iv CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 26 2.1.Xác định công suất lực phanh cần thiết 26 2.2.Xác định thông số thu hồi lƣợng quán tính xe phanh 31 2.2.1.Xác định mơ men qn tính xe trình phanh giảm tốc 32 CHƢƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THU HỒI NĂNG LƢỢNG THEO CÁC CHU TRÌNH LÁI XE CƠ BẢN 47 3.1Chu trình FTP 75 47 3.2Chu trình ECE R15 49 3.3Chu trình NEDC 50 3.4Chu trình EUDC 51 3.5Tính tốn lƣợng thu đƣợc 53 3.5.1Năng lƣợng thu hồi đƣợc dựa chu trình FTP 75 54 3.5.2Năng lƣợng thu hồi đƣợc dựa chu trình ECE R15 54 3.5.3Năng lƣợng thu hồi đƣợc dựa chu trình EUDC 54 3.5.4Năng lƣợng thu hồi đƣợc dựa chu trình NEDC 55 CHƢƠNG IV : XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 56 4.1Tính tốn lựa chọn thơng số mơ hình thực nghiệm 56 4.2Cơ sở tính tốn thơng số mơ hình thí nghiệm 56 4.3Đƣa vào mô Matlab Simulink 57 4.4Kết tính tốn lựa chọn động phục vụ thực nghiệm 59 4.5Bộ biến tần 63 4.5.1Các thông số 64 4.5.2 Cách cài đặt tần số 67 4.5.3Điều khiển biến tần VF-FS1 69 4.6Bộ hãm từ 74 4.7Cảm biến moment 74 4.8Xây dựng mơ hình thực tế để vận hành kiểm chứng kết 75 4.8.1Cấu tạo 75 4.8.2 Nguyên lý hoạt động 79 4.8.3 Mơ tả q trình thí nghiệm 80 4.9 Tính tốn lƣợng thu hồi đƣợc theo chu trình 88 4.10 Phân tích kết thực nghiệm 91 4.10.1Chu trình FTP 75 91 4.10.2Chu trình ECE R15 92 v 4.10.3Chu trình EUDC 93 4.10.4Chu trình NEDC 94 4.10.5Nhận xét chung 95 Chƣơng 5:KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỀN 96 5.1Kết luận 96 5.2Hƣớng phát triển 96 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu chữ viết tắt Giải thích ý nghĩa Ghi RBS Regenerative Braking System Hệ thống phanh tái sinh CVT Continuously Variable Transmission Hộp số vô cấp EV Electric Vehicles Các xe điện HEV Hybrid Electric Vehicles Các xe lai điện HHV Hydraulic Hybrid Vehicles Các xe lai thủy lực CICE Conventional Engine KERS Kinetic Energy Recovery System Hệ thống thu hồi lƣợng động FCV Fuel Cell Vehicles Các xe sử dụng pin nhiên liệu FWB Flywheel Battery Bánh đà tích điện Internal Combustion Động đốt truyền thống vii ` DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 1.1: Các hƣớng nghiên cứu cơng nghệ tích trữ lƣợng tái tạo phanh [5] Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống tích trữ lƣợng tái tạo phanh dƣới dạng điện Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống điều khiển converter [19] Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống phanh tái sinh với siêu tụ Hình 1.5: Hệ thống tích trữ lƣợng phanh thủy lực kiểu nối tiếp [34] Hình 1.6: Hệ thống tích trữ lƣợng phanh thủy lực kiểu song song [34] Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống tích trữ lƣợng phanh bánh đà [36] Hình 1.8: Bánh đà tích điện xe Porches 918 RSR concept [36] Hình 1.9: Hệ thống bánh đà tích trữ lƣợng xe Volvo [35] Hình 1.10: Hệ thống tích trữ lƣợng phanh lị xo cuộn [36] 10 Hình 1.11: Độ ổn định điện áp phƣơng án tích trữ lƣợng phanh [5] 11 Hình 1.12: Khả chịu nhiệt phƣơng án tích trữ lƣợng phanh[5] 12 Hình 1.13: Hiệu suất phƣơng án tích trữ lƣợng phanh [5] 12 Hình 1.14: Suất tiêu hao nhiên liệu phƣơng án tích trữ lƣợng phanh[5] 13 Hình 1.15: Giá thành so sánh phƣơng án tích trữ lƣợng phanh [5] 13 Hình 1.16: Sơ đồ thử nghiệm tác giả Jefferson and Ackerman [25] 17 Hình 1.17: Sơ đồ thử nghiệm của tác giả R.J.Hayes [26] 18 Hình 1.18: Sơ đồ hệ thống tích trữ lƣợng phanh ZI [7] 19 Hình 1.19: Sơ đồ hệ thống tích trữ lƣợng phanh khí [27] 20 Hình 1.20: Bánh đà siêu tốc hãng Flybird [36] 20 Hình 1.21: Sơ đồ thử nghiệm hệ thống SJSU-RBS [33] 21 Hình 1.22: Mơ hình RBS đề xuất 24 Hình 2.1: Các lực tác dụng lên xe 26 Hình 2.2: Thử nghiệm bệ thử xe 38 Hình 2.3: Màn hình thị đo 38 Hình 2.4: Cơng suất kéo cơng suất cản tay số 41 viii Hình 3.1: Tốc độ xe so với chu trình chuẩn FTP 75 sau điều khiển PID Mathlab 47 Hình 3.2: Kết tốc độ máy phát thực tế sau mơ theo chu trình FTP-75 47 Hình 3.3: Cơng suất máy phát điện mơ theo chu trình FTP-75 48 Hình 3.4: Tốc độ xe so với chu trình chuẩn ECE-R15 sau điều khiển PID 49 Hình 3.5: Kết tốc độ máy phát thực tế mơ theo chu trình ECE-R15 49 Hình 3.6: Cơng suất máy phát điện mơ theo chu trình ECE R15 50 Hình 3.7: Tốc độ xe so với chu trình chuẩn NEDC sau điều khiển PID 50 Hình 3.8: Kết tốc độ máy phát thực tế sau mơ theo chu trình NEDC 51 Hình 3.9: Cơng suất máy phát điện mơ theo chu trình NEDC 51 Hình 3.10: Tốc độ xe so với chu trình chuẩn EUDC sau điều khiển PID 52 Hình 3.11: Kết tốc độ máy phát thực tế sau mơ theo chu trình EUDC 52 Hình 3.12: Cơng suất máy phát điện mơ theo chu trình NEDC 53 Hình 3.13: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 54 Hình 3.14: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 54 Hình 3.15: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình EUDC 55 Hình 3.16: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc dựa chu trình NEDC 55 Hình 4.1: Mơ hình thực nghiệm 56 Hình 4.2: Mơ tính số vịng quay mơ tơ 58 Hình 4.3: Mơ tính số tốc độ góc 58 Hình 4.4: Mơ tính mơ men tác dụng lên trục đăng xe giảm tốc 58 Hình 4.5: Mơ tính cơng suất phát trục đăng xe giảm tốc 59 Hình 4.6: Số vịng quay tồn chu trình FTP 75 59 Hình 4.7: Cơng suất phát trục đăng tồn chu trình FTP 75 60 Hình 4.8: Số vịng quay tồn chu trình ECE R15 60 Hình 4.9: Cơng suất phát trục đăng tồn chu trình ECE R15 61 Hình 4.10: Số vịng quay tồn chu trình NEDC 61 Hình 4.11: Cơng suất phát trục đăng tồn chu trình NEDC 62 ix Hình 4.12: Số vịng quay tồn chu trình EUDC 62 Hình 4.13: Cơng suất phát trục đăng tồn chu trình EUDC 63 Hình 4.14: Biến tần Toshiba VF-FS1-2075PM ( 3PH-200V-7.5kW) 64 Hình 4.15: Biểu đồ thể thời gian tăng/ giảm tốc 64 Hình 4.16: Mối quan hệ tần số cực đại với tần số cài đặt 65 Hình 4.17: Đồ thị biểu diễn tần số giới hạn giới hạn dƣới 66 Hình 4.18: Sơ đồ lắp biến trở vào mạch điện biến tần 69 Hình 4.19: Sơ đồ sử dụng tín hiệu điện áp để điều khiển biến tần 69 Hình 4.20: Kết nối bên cho PID 72 Hình 4.21: Thơng số kỹ thuật hãm từ 74 Hình 4.22: Bộ hãm từ đƣợc lắp đặt lên mơ hình 74 Hình4.23: Cảm biến moment đƣợc lắp trục bánh xe 75 Hình 4.24: Mặt trƣớc mơ hình thực nghiệm 76 Hình 4.25 : Mặt bên mơ hình thực nghiệm ( phải ) 77 Hình 4.26: Mặt bên mơ hình thực nghiệm ( trái) 78 Hình 4.27: Mặt mơ hình thực nghiệm 79 Hình 4.28: Quá trình thử nghiệm mơ hình 81 Hình 4.29: Đồ thị điện áp theo thời gian điều khiển PID chu trình FTP 75 82 ình 4.30: Đồ thị điện áp theo thời gian điều khiển PID chu trình ECE R15 83 Hình 4.31: Đồ thị điện áp theo thời gian điều khiển PID chu trình NEDC 84 Hình 4.32: Đồ thị điện áp theo thời gian điều khiển PID chu trình EUDC 85 Hình 4.33: Biểu đồ cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình FTP 75 87 Hình 4.34: Biểu đồ cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình ECE R15 87 Hình 4.35: Biểu đồ cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình EUDC 88 Hình 4.36: Biểu đồ cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình NEDC 88 Hình 4.37: Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 89 Hình 4.38: Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 90 x Hình 4.39: Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình EUDC 90 Hình 4.40: Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình NEDC 91 Hình 4.41: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 theo mơ 91 Hình 4.42: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 theo thực nghiệm 92 Hình 4.43: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 theo mơ 92 Hình 4.44: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 theo thực nghiệm 93 Hình 4.45: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình EUDC theo mơ 93 Hình 4.46: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình EUDC theo thực nghiệm 94 Hình 4.47: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình NEDC theo mơ 94 Hình 4.48: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình NEDC theo thực nghiệm 95 xi  Chu trình EUDC Bảng 4.16: Bảng số liệu điện áp theo thời gian điều khiển PID chu trình EUDC STT Thời gian Điện áp t (s) 19 26 29 36 38 45 49 61 114 118 122 Volt (V) 0 1.98 1.98 3.72 3.72 5.3 5.3 7.35 7.35 6.38 5.93 10 11 12 STT 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Thời gian Điện áp t (s) 190 200 250 284 357 368 371 372 373 376 380 400 Volt (V) 5.93 7.35 7.35 9.92 9.92 8.61 6.29 5.09 4.3 2.2 0 12 Điện áp (V) 10 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Thời gian (s) Hình 4.32: Đồ thị điện áp theo thời gian điều khiển PID chu trình EUDC - Nạp chu trình tiêu chuẩn (dƣới dạng điện áp theo thời gian) cho PID biến tần để tiến hành thực nghiệm - Bộ biến tần (PID) điều khiển động quay để đảm bảo tốc độ xe thực tế mơ hình, bám sát với đồ thị chu trình lái xe tiêu chuẩn Bộ điều khiển phát giảm tốc xe thông qua cảm biến tốc độ xe Mỗi giảm tốc xe xảy 85 thu hồi lƣợng đƣợc kích hoạt hoạt động, điều khiển máy phát quay trình thu hồi lƣợng đƣợc bắt đầu Lúc thu thập liệu truyền tín hiệu: điện áp, dịng điện, tốc độ xe, tốc độ bánh đà máy tính đƣợc kết nhƣ bảng đồ thị dƣới đây: 86  Chu trình FTP 75 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 55 111 160 209 268 328 385 451 511 566 614 663 718 771 836 903 963 1026 1075 1123 1172 1219 1268 1351 1446 1528 1573 1618 1663 1708 1753 1798 1843 Công suất (W) Công suất máy phát thu đƣợc chu trình FTP 75 Thời gian (s) Hình 4.33: Biểu đồ cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình FTP 75  Chu trình ECE R15 Cơng suất (W) Cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình ECE R15 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 13 24 37 49 61 66 74 80 86 103 116 124 130 135 143 149 151 155 160 163 166 169 172 177 188 Thời gian (s) Hình 4.34: Biểu đồ cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình ECE R15 87  Chu trình EUDC Cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình EUDC 180 160 Công suất (W) 140 120 100 80 60 40 20 28 41 58 75 91 104 134 139 144 149 154 159 164 169 177 194 209 223 240 256 272 286 302 311 321 328 348 378 Thời gian (s) Hình 4.35: Biểu đồ cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình EUDC  Chu trình NEDC 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 117 201 278 380 450 455 458 461 464 474 580 667 674 678 681 684 687 689 692 711 814 893 973 999 1002 1004 1007 1010 1013 1016 1019 1070 1130 1179 Công suất (W) Công suất máy phát thu đƣợc chu trình NEDC Thời gian (s) Hình 4.36: Biểu đồ cơng suất máy phát thu đƣợc chu trình NEDC 4.9 Tính tốn lƣợng thu hồi đƣợc theo chu trình - Dựa thơng số thực nghiệm chu trình ta tính lƣợng thu hồi đƣợc trình xe phanh giảm tốc Tại thời điểm bất kì, cơng suất 88 thu đƣợc đƣợc tính theo cơng thức: P=U.I (W) - Trong đó: U, I lần lƣợt dịng điện điện áp máy phát phát thời điểm t Dựa công thức công suất ta tính đƣợc lƣợng tái tạo phanh xe khoảng thời gian thu hồi lƣợng tái tạo hoạt động n ∫ ( ) - Nếu cơng suất thu đƣợc số, lƣợng thu đƣợc đƣợc tính nhƣ sau: ( Dựa theo cơng thức cơng suất thu đƣợc, ta tính gần giá trị lƣợng thu đƣợc chu trình  Chu trình FTP 75 Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 55 111 160 209 268 328 385 451 511 566 614 663 718 771 836 903 963 1026 1075 1123 1172 1219 1268 1351 1446 1528 1573 1618 1663 1708 1753 1798 1843 Năng lượng (J) - ) Thời gian (s) Hình 4.37: Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 89  Chu trình ECE R15 Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 700 Năng lượng (J) 600 500 400 300 200 100 0 13 24 37 49 61 66 74 80 86 103 116 124 130 135 143 149 151 155 160 163 166 169 172 177 188 Thời gian (s) Hình 4.38: Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15  Chu trình EUDC Đồ thị lƣợng thu đƣợc theo thực nghiệm tồn chu trình EUDC 600 400 300 200 100 0 54 100 134 136 138 140 142 144 146 148 151 153 155 157 159 161 163 165 167 170 202 247 290 309 311 314 323 373 Năng lƣợng (J) 500 Thời gian (s) Hình 4.39: Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình EUDC 90  Chu trình NEDC Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình NEDC 700 Năng lượng (J) 600 500 400 300 200 100 122 204 291 397 451 456 458 461 465 505 614 673 676 679 682 685 688 691 695 795 878 959 998 1001 1004 1007 1010 1013 1016 1020 1076 1138 1188 Thời gian (s) Hình 4.40: Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình NEDC 4.10 Phân tích kết thực nghiệm 4.10.1 Chu trình FTP 75  Theo mơ NĂNG LƢỢNG THU HỒI ĐƢỢC TRÊN CHU TRÌNH FTP 75 Năng lượng (J) 700 600 500 400 300 200 100 55 109 163 217 271 325 379 433 487 541 595 649 703 757 811 865 919 973 1027 1081 1135 1189 1243 1297 1351 1405 1459 1513 1567 1621 1675 1729 1783 1837 Thời gian (s) Hình 4.41: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 theo mô 91  Theo thực nghiệm 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 55 111 160 209 268 328 385 451 511 566 614 663 718 771 836 903 963 1026 1075 1123 1172 1219 1268 1351 1446 1528 1573 1618 1663 1708 1753 1798 1843 Năng lượng (J) Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 Thời gian (s) Hình 4.42: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 theo thực nghiệm  Nhận xét: - Tổng lƣợng thu hồi theo thực nghiệm đạt khoảng 27.87% so với mơ 4.10.2 Chu trình ECE R15  Theo mô Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 700 Năng lượng (J) 600 500 400 300 200 100 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 102 108 114 120 126 132 138 144 150 156 162 168 174 180 186 Thời gian (s) Hình 4.43: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 theo mơ 92  Theo thực nghiệm Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 700 Năng lượng (J) 600 500 400 300 200 100 0 13 24 37 49 61 66 74 80 86 103 116 124 130 135 143 149 151 155 160 163 166 169 172 177 188 Thời gian (s) Hình 4.44: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 theo thực nghiệm  Nhận xét: Tổng lƣợng thu hồi theo thực nghiệm đạt khoảng 32.45% so với mô - 4.10.3 Chu trình EUDC  Theo mơ Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình EUDC 700 Năng lƣợng (J) 600 500 400 300 200 100 11 22 33 44 55 66 77 88 99 110 121 132 143 154 165 176 187 198 209 220 231 242 253 264 275 286 297 308 319 330 341 352 363 374 385 396 Thời gian (s) Hình 4.45: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình EUDC theo mô  Theo thực nghiệm 93 Đồ thị lƣợng thu đƣợc theo thực nghiệm tồn chu trình EUDC 600 Năng lƣợng (J) 500 400 300 200 100 54 100 134 136 138 140 142 144 146 148 151 153 155 157 159 161 163 165 167 170 202 247 290 309 311 314 323 373 Thời gian (s) Hình 4.46: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình EUDC theo thực nghiệm  Nhận xét: Tổng lƣợng thu hồi theo thực nghiệm đạt khoảng 38.25% so với mô - 4.10.4 Chu trình NEDC  Theo mơ Đồ thị lƣợng thu hồi đƣợc chu trình NEDC 700.0 Năng lƣợng (J) 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 34 68 102 136 170 204 238 272 306 340 374 408 442 476 510 544 578 612 646 680 714 748 782 816 850 884 918 952 986 1020 1054 1088 1122 1156 0.0 Thời gian (s) Hình 4.47: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình NEDC theo mô  Theo thực nghiệm 94 Năng lƣợng thu hồi đƣợc chu trình NEDC 700 Năng lượng (J) 600 500 400 300 200 100 109 193 252 358 438 452 456 459 462 465 489 597 670 674 678 680 683 686 688 691 694 762 853 913 984 999 1002 1004 1007 1010 1012 1015 1018 1044 1098 1155 Thời gian (s) Hình 4.48: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình NEDC theo thực nghiệm  Nhận xét: - Tổng lƣợng thu hồi theo thực nghiệm đạt khoảng 55.03% so với mô 4.10.5 Nhận xét chung - Đồ thị thu hồi lƣợng theo thực nghiệm đạt giá trị tƣơng đối so với đồ thị lƣợng thu hồi theo thực nghiệm - Trong trình thu hồi lƣợng theo thực nghiệm ma sát bánh đà với khơng khí, sụt giảm điện áp, q trình phanh, thời gian phanh, tốc độ điều khiển động nên việc tính tốn thu hồi lƣợng chƣa đƣợc tối ƣu, mật độ lƣợng thu hồi biểu đồ đạt tƣơng đối 95 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỀN 5.1 Kết luận - Dựa kết tính tốn thực nghiệm nhóm thực đề tài thiết kế xây dựng đƣợc mơ hình thực nghiệm - Đã sử dụng điều khiển PID biến tần để điều khiển tốc độ động theo chu trình tiêu chuẩn - Bƣớc đầu thực nghiệm, đo đạt, thu thập, xử lý số liệu phần mềm Labview, Excel để tính tốn cơng suất lƣợng thu hồi đƣợc thời điểm giảm tốc chu trình tiêu chuẩn 5.2 Hƣớng phát triển - Tiếp tục thực nghiệm để tối ƣu việc thu hồi đƣợc lƣợng chu trình lái xe tiêu chuẩn - Kiểm sốt đƣợc lực phanh bánh xe cách xác - Điều khiển hãm từ thu thập liệu từ cảm biến moment bán trục bánh xe chủ động 96 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Nguyễn Hữu Cẩn, Lý thuyết ô tô máy kéo [2] Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện-điện tử ô tô [3] Vũ Thành Trung, Nguyễn Đình Tuấn, Nguyễn Hồng Vũ,Nghiên cứu xác định hệ số khối lƣợng quay phục vụ việc mô động lực học chuyển động xe hyundai starex, Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ tồn quốc khí - Lần thứ IV Tiếng Anh [4] S.J.Clegg (1996) A Review of Regenenrative Brake System Institute of Transport Studies, University of Leeds [5] Farhan Khan, Shivam Kumar, Dr.Ashish Mathew, Recovering waste energy of a braking system by the use of regenerative braking system, International Journal of Innovative Research in science and Engineering, Vol.No.2, Issue 04, April 2016 [6] Mayuresh Thombre, Prajyot Borkar, Mangirish Bhobe, Kinetic Energy Recovery System Using Spring, International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering Vol:8, No:4, 2014 [7] L.E.Unnewehr, S.A>Nasar, 1982, Wiley, Electric Vehicle Technology [8] Radhika Kapoor, C Mallika Parveen, Member, IAENG, Comparative Study on Various KERS, Proceedings of the World Congress on Engineering 2013 Vol III, WCE 2013, July - 5, 2013, London, U.K [9] F J Thoolen, "Development of an advanced high speed flywheel energy storage system," Ph.D Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, The Netherlands, 1993 [10] R M van Druten, "Transmission design of the Zero Inertia powertrain," Ph.D Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, The Netherlands, 2001 [11] Li-qiang Jin, Peng-fei Chen and Yue Liu, An Analysis of Regenerative Braking and Energy Saving for Electric Vehicle with In-Wheel Motors, International Journal of Control and Automation, Vol 7, No 12 (2014), pp 219-230 [12] R J Hayes, J P Kajs, R C Thompson, and J H Beno, "Design and Testing of a Flywheel Battery for a Transit Bus," SAE Technical Paper 1999-01-1159, 1999 [13] S Shen, B Vroemen, and F Veldpaus, "IdleStop and Go: a way to improve fuel ecnomy," Vehicle System Dynamics, vol 44, pp 449-476, 2006 [14] C M Jefferson and M Ackerman, "A flywheel variator energy storage system," Energy Conversion and Management, vol 37, pp 1481-1491, 1996 [15] G Le Solliec, A Chasse, M Geamanu, Regenerative braking optimization and wheel slip control for a vehicle with in-wheel motors, Preprints of the 7th IFAC 97 Symposium on Advances in Automotive Control, National Olympics Memorial Youth Center, Tokyo, Japan, September 4-7, 2013 [16] N A Schilke, A O DeHart, L O Hewko, C C Matthews, D J Pozniak, and S M Rohde, "The Design of an Engine-Flywheel Hybrid Drive System for a Passenger Car," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, vol 200, pp 231-248, October 1, 1986 1986 [17] S Shen, A Serrarens, M Steinbuch, and F Veldpaus, "Coordinated control of a mechanical hybrid driveline with a continuously variable transmission," JSAE Review, vol 22, pp 453-461, 2001 [18] U Diego Ayala, Martinez-Gonzalez, P., McGlashan, N., Pullen, K.R.,, "The mechanical hybrid vehicle: an investigation of a flywheel-based vehicular regenerative energy capture system," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part D, Journal of automobile Engineering, vol 222, 2008 [19] Leonardo De Novellis, Wheel Torque Distribution Criteria for Electric Vehicles With Torque-Vectoring Differentials, IEEE transactions on vehicular technology, vol 63, no 4, May 2014 [20] Anirudh Pochiraju, Design principles of a flywheel regenerative braking system (F RBS) for formula SAE type race car and system testing on a virtual test rig modeled on MSC ADAMS, Mechanical Engineering and the Graduate Faculty of the University Of Kansas [21] LOI WEI CHEONG, Regenerative Braking System (RBS): Energy Measurement, June 2012 [22] Fabian Perktold, Research on a regenerative braking system for a golf cart, University of Applied Sciences Upper Austria – Campus Wels Innovation- and Product Management, February 1, 2016 [23] Jinhyun Park, Torque Distribution Algorithm for an Independently Driven Electric Vehicle Using a Fuzzy Control Method, journal energies ISSN 1996-1073, 2015 [24] XIAO Wen – Yong, Regenerative Braking Algorithm for an ISG HEV Based on Regenerative Torque Optimization, Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), Volume 13, Issue 2, pp 193-200, 09 May 2008 [25] Sanketh S Shetty and Orkun Karabasoglu, Regenerative Braking Control Strategy for Hybrid and Electric Vehicles Using Artificial Neural Networks, Springer International Publishing Switzerland 2014 [26] Piranavan, Kinetic Energy Recovery and Power Management for Hybrid Electric Vehicles, CRANFIELD UNIVERSITY Defence Academy - College of Management and Technology, Ph.D thesis, 2014 [27] Anirudh Pochiraju, Design principles of a flywheel regenerative braking system (F RBS) for formula sae type race car and system testing on a virtual test rig modelled on MSC ADAMS, University Of Kansas School Of Engineering, Master of Science thesis, 2012 [28] C M JEFFERSON and M ACKERMAN, A Flywheel variator energy storage 98 system, Energy Convers Mgmt Vol, 37, No 10, pp 1481-1491, 1996 Copyright © 1996 Elsevier Science Ltd 80196-8904(96)110007-6 Printed in Great Britain [29] Dietrich, P., Eberle, M., and Hörler, H., "Results of the ETH-Hybrid III-Vehicle Project and Outlook," SAE Technical Paper 1999-01-0920, 1999 [30] Diego-Ayala, U., Martinez-Gonzalez, P., McGlashan, N & Pullen, K R (2008) The mechanical hybrid vehicle: an investigation of a flywheel-based vehicular regenerative energy capture system, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 222(11), pp 2087-2101 [31] D Cross and C Brockbank, “Mechanical hybrid system comprising a flywheel and CVT for motorsport and mainstream automotive applications,” SAE Technical Paper 2009-01-1312 [32] C Brockbank, “Development of full-toroidal traction drives in flywheel based mechanical hybrids,” in Proceedings of the CVT Hybrid International Conference (CVT '10), pp 163–169, Maastricht, The Netherlands, November 2010 [33] A Barr and A Veshnagh, “Fuel economy and performance comparison of alternative mechanical hybrid powertrain configurations,” SAE Technical Paper 2208-010083 [34] C Brockbank and W Body, “Flywheel based mechanical hybrid system; simulation of the fuel consumption benefits of various transmission arrangements and control strategies,” in Proceedings of the ASME International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE '10), Montreal, Canada, August 2010 [35] Alberto A Boretti, Improvements of vehicle fuel economy using mechanical regenerative braking, Int J Vehicle Design, Vol 55, No 1, 2011 [36] Tai-Ran Hsu, On a Flywheel-Based Regenerative Braking System for Regenerative Energy Recovery, Proceeding of Green Energy and systems Conference 2013, USA Website [37] http://auto.howstuffworks.com/hydraulic-hybrid2.htm [38] https://en.wikipedia.org/wiki/Regenerative_braking_system [39] http://www.mazda.com/en/innovation/technology/env/i-eloop/ [40] http://www.torotrak.com/products-partners/products/flybrid 99 ... định mô men quán tính xe q trình phanh giảm tốc 32 CHƢƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THU HỒI NĂNG LƢỢNG THEO CÁC CHU TRÌNH LÁI XE CƠ BẢN 47 3. 1Chu trình FTP 75 47 3. 2Chu trình. .. chu trình NEDC 53 Hình 3.13: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình FTP 75 54 Hình 3.14: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình ECE R15 54 Hình 3.15: Biểu đồ lƣợng thu hồi đƣợc chu trình. .. dụng lại xe? - Làm để tính tốn thiết kế thu hồi lƣợng quán tính xe nhƣ điều khiển hệ thống để thu hồi lƣợng cách tốt nhƣng đảm bảo phân phối lực phanh tính ổn định phanh xe? - Q trình phanh xe tơ