Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (35)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN- ĐIỆN TỬ Luận văn tốt nghiệp ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG QUẢN LÍ NĂNG LƯỢNG TRÊN XE ĐIỆN Giảng viên hướng dẫn : Hoàng Ngọc Tân Sinh viên thực : Lê Văn Hà Lớp : 18OT111 MSSV : 118000844 Chương I Mở đầu Vấn đề Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Mục Lục Chương II Khái quát chung hệ thống Khái qt chung hệ thống Mơ hình hóa hệ thống Tầm quan trọng hệ thống Chương III Tính tốn mơ Tính tốn Mô Matlab Simulink kiểm nghiệm Kết mô Chương IV Đánh giá kết luận Tính hiệu Kết luận Chương I Mở đầu Vấn đề Lý chọn đề tài Nguồn lượng coi vấn đề lớn ô tơ điện, quan tâm đặc biệt Ơ tơ điện có lịch sử lâu đời, từ khoảng thập kỷ nhà nghiên cứu giới hàn lâm giới công nghiệp Khi ô tô điện trở thành trở lại phát triển trở lại mạnh mẽ nhằm giải sản phẩm thương mại vấn đề liên quan đến nguồn lượng mối vấn đề lớn nhân loại: cạn kiệt quan tâm hàng đầu người tiêu dùng nguồn nhiên liệu hóa thạch ô nhiễm môi trường gây ô tô chạy xăng dầu Mục tiêu nghiên cứu Trong kỹ thuật điều khiển nói chung vấn đề điều khiển cho tơ điện nói riêng, mơ hình hóa bước tiên đóng vai trị đặc biệt quan trọng Vì vậy nhà sản xuất ln tích cực tìm giải pháp tối ưu việc lưu trữ lượng Việc phục hồi lưu trữ lượng đóng vai trị quan trọng giúp tiết kiệm nhiên liệu cho hành trình ô tô chạy điện.  Chương II Khái quát chung hệ thống Hệ thống quản lý lượng (EMS): EMS là bộ não lưới điện bên nhà Nó phối hợp thơng minh xe điện, sạc tường, hệ thống sưởi, vv theo yêu cầu Tất những gì chủ sở hữu xe điện sẽ phải làm đơn giản là cắm cáp sạc Việc sử dụng nhiều ô tô tạo thách thức nghiêm trọng môi trường / sống người, nhiễm khơng khí, nóng lên tồn cầu giảm nhanh trữ lượng nhiên liệu hóa thạch trái đất trở thành dịch vụ. Xe điện, xe điện hybrid xe điện chạy pin nhiên liệu liên tục thiết kế để thay đổi dòng xe truyền thống ngày tới. Hầu hết cấu trúc điện hybrid sử dụng nhiều dự án lưu trữ lượng, dự án có khả lưu trữ lượng mức cao dự án cịn lại có cơng suất lượng cao khả đảo ngược, gọi "hệ thống lưu trữ lượng sạc lại" Hệ thống quản lý lượng ô tô điện 2 Chương II Khái quát chung hệ thống Mơ hình hóa hệ thống Hệ thống lưu trữ lượng kết hợp siêu tụ ắc quy dẫn đến mối quan hệ dòng điện điện áp hệ biểu diễn bởi: uchop điện áp biến đổi uSC điện áp siêu tụ ubat là điện áp ichop là dòng điện biến đổi ibat dòng điện ắc quy iSC là dòng điện siêu tụ itract là dòng điện DC-link m hệ số điều chế biến đổi Mơ hình hóa siêu tụ Trong phạm vi báo, siêu tụ mơ hình hóa mơ hình tối Mơ hình hóa ác quy Ắc quy mơ hình hóa mơ hình tối giản sau: giản sau: CCS điện dung VOC đại diện cho điện áp hở mạch ắc quy USC(0) biểu diễn trạng thái điện áp ban đầu siêu tụ rbat nội trở ắc quy Chương II Khái qt chung hệ thống Kiểm sốt q trình xả pin Kiểm sốt sạc pin tơ điện Nhận nguồn cấp từ pin Lưu trữ liệu Độ xác Tầm quan trọng hệ thống   Xác định trạng thái sạc SOC Mạng giao tiếp Kiểm soát nhiệt độ pin Xác định trạng thái sức khỏe SOH Cân cell pin 3 Chương III Tốn mơ kiểm nghiệm Bài toán tối ưu quản lý lượng đặt với mục đích cực tiểu hóa tổn thất ắc quy trình hoạt động qua tối ưu hóa lượng tiêu thụ xe tăng tuổi thọ ắc quy Dựa phương trình mơ hình hóa đối tượng hệ thống, phương trình trạng thái biểu diễn mối quan hệ biến trạng thái điện áp siêu tụ U SC  và biến điều khiển dòng điện ắc quy i bat  được xây dựng sau: Với mục tiêu cực tiểu hóa tổn thất ắc quy, hàm mục tiêu xác định bởi: Cấu trúc hệ lượng lai Với T thời gian hoạt động hệ thống Nhiệm vụ việc giải toán tối ưu xác định luật điều khiển i* bat  (t) nhằm cực tiểu hóa hàm mục tiêu (6) ắc quy siêu tụ cho ô tô điện 3 Chương III Tốn mơ kiểm nghiệm Điều kiện áp dụng sau tính tốn, ta cần có:   Các tham số phải biết trước Tên thông số Giá trị Thời gian tồn chu trình 195 s Các ràng buộc biến trạng thái giới hạn vật lý Quãng đường 0,99 km Hàm mục tiêu (hàm tối ưu) Tốc độ trung bình 18,26 km Gia tốc tối đa 1,06 m/s Gia tốc giảm tốc tối đa -0,83 m/s Gia tốc trung bình 0,64 m/s Gia tốc giảm tốc trung bình -0,75 m/s Thời gian dừng 64 s Số lần dừng Xây dựng mơ hình đối tượng để với chu trình chạy xe biết trước xác định tiêu thụ lượng toàn dải xe     Các giới hạn siêu tụ:       Xác định trạng thái yêu cầu đầu cuối chu trình Dịng nạp xả tối đa iSC_max:            200 A Điện áp tối đa cho phép uSC_max:    236 VDC Điện áp tối thiểu uSCmin:                125VDC Điều kiện đầu uSC(0):                  118 VDC Điều kiện cuối uSC(T) :                    118 ±2 VDC Các giới hạn ắc quy:  Dòng nạp tối đa: A (Nhằm mục đích tối thiểu hóa số lần nạp xả ắc quy, yếu tố ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ ắc quy)   Dòng xả tối đa: 40 A tương ứng với dòng xả định mức ắc quy Điều kiện đầu : Ắc quy đầy Bảng tham số chu trình ECE Chương III Tốn mơ kiểm nghiệm Tổng quan hệ thống quản lý lượng Sơ đồ quản lý nguồn Chương III Tốn mơ kiểm nghiệm Chương III Tốn mơ kiểm nghiệm  Dịng điện ắc quy  Dòng điện siêu tụ Dung lượng xác định lượng lớn q trình sạc mà ắc quy lưu trữ Trạng thái điện lượng Theo phân tích, xung điện động có biên độ lớn thời gian xuất ngắn Vì vậy, để lưu trữ SOC xác định tỉ lệ giá trị điện lượng dung lượng ban đầu Điện lượng theo dòng lượng từ xung điện động cần có lưu trữ lượng có khả nạp, xả nhanh đủ để phóng DOC xác định qua tỷ số điện lượng ắc quy dung lượng có ích, dung lượng có đáp ứng q trình phóng nạp xung điện động Ở đây, nghiên cứu lựa chọn hệ siêu tụ điện làm ích giảm dịng điện phóng tăng Dung lượng ắc quy tính tích phân đơn giản theo dòng nguồn thứ cấp để lưu trữ lượng dạng điện cảm từ cuộn cảm hệ thống điện tơ điện 3 Chương III Tốn mô kiểm nghiệm  Đường cong sản lượng điện  Điện áp siêu tụ Trên đường cong mô tả quyền hạn nhiên liệu, pin, siêu tụ điện Trong khoảng thời gian đầu nhiên liệu tủ Hiện có hai phương pháp để nạp xả hệ siêu tụ: nạp-xả hệ siêu tụ với điện áp khơng đổi theo thời qn nhu sức mạnh theo đến trọng tải nhu cầu Vì vậy coi nguồn hệ thống gian, cách lại nạp-xả hệ siêu tụ với cường độ dịng điện khơng đổi theo thời gian Phương pháp nạp Ở giai đoạn sau tải trọng nhu cầu chia sẻ siêu tụ điện hệ thống phụ pin Ba nguồn cung cấp xả hệ siêu tụ dùng điện áp không đổi trọng triển khai đề tài cho kết đồ chung sức mạnh để đáp ứng nhu cầu thị 3 Chương III Tốn mơ kiểm nghiệm  Điện áp, dòng điện mức tiêu thụ pin nhiên liệu  Các đường cong điện áp, dòng điện SOC pin Các nhiên liệu tủ đồ thị mô tả xung quanh số lượng nhiên liệu tiêu thụ Phương pháp OCV phương pháp đơn giản có độ xác cao Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp thời gian xếp hàng 4, điện áp hành xếp hạng pin nhiên liệu phải thời gian nghỉ đủ dài để đạt điều kiện cân cho OCV Do đó, phương pháp áp dụng phương tiện đặt bãi đỗ xe thay vận hành đường giao thơng Khơng thế, hình thể đặc tính trễ pin dẫn đến giá trị OCV cao sạc thấp xả, cần phải đo đạc cẩn thận trường hợp xả sạc 3 Chương III Tốn mơ kiểm nghiệm  Điện áp pin nhiên liệu pin người chuyển  Điện áp dịng dịng phát tải đổi Trong q trình sạc, điện áp pin tăng đột ngột sau sạc đầy, trình thể cách thay đổi điện trở phân cực (chỉ trình sạc) sau: Cường độ dịng điện mạch kín phụ thuộc vào tải (ở giá trị cảm kháng cuộn), người nghiên cứu tiến hành việc mơ hình tốn hệ siêu tụ với phụ tải điện dạng điện cảm với mục đích xác định cường độ dịng điện phóng qua tải điện Tại thời điểm t = 0, trước hệ siêu tụ phóng điện, dung lượng, điện áp cường độ dịng điện ban đầu tụ trạng thái nạp đầy Chương IV Đánh giá kết luận Theo sở, xem xét vào năm 2016, hiệu  Nhìn chung, ô tô điện hiệu ô tơ chạy suất nhiên liệu trung bình ICE 25 khí đốt điện bị vào nhiệt ma sát MPGe. EV hiệu thị trường Dịng tiêu so với bạn dựa vào trình đốt cháy để chuẩn Tesla Model 2020, tự hào với 141 MPGe kết cung hợp. Tesla gần hiệu lần so với xe chạy Bộ Năng lượng (DOE) , EV, khoảng 59-62 xăng trung bình năm 2016, thậm chí khơng tính đến phần trăm lượng điện từ lưới điện chuyển chi phí bảo dưỡng nhiên liệu thấp hơn. Hiệu suất đến bánh xe, phương tiện đốt khí trung bình EV vào năm 2021 99 chuyển đổi khoảng 17-21 phần trăm lượng từ MPGe - hiệu Tesla, hiệu việc đốt cháy nhiên liệu thành di chuyển xe. Điều nhiều so với tơ chạy khí đốt có nghĩa xe điện hiệu gấp ba lần cấp lượng xe ICE ”( NRDC ) cho động cơ. “Theo  Chương IV Đánh giá kết luận Tối ưu hóa thời gian thực tiễn khác khuyến nghị. Chiến lược dựa gamma với hệ số xác định trước GBS với hệ số xác định thuật toán di truyền. Phương pháp thử nghiệm đạt mức tiêu thụ lượng thấp 20% tốc độ cao. Phương pháp tiếp cận Thuật toán di truyền xác định Eldeeb cộng sự. Mục tiêu là: giảm thiểu khối lượng, chi phí khối lượng hệ thống với việc tăng tuổi thọ pin 3 Chương IV Đánh giá kết luận Tối ưu hóa thời gian thực tiễn khác khuyến nghị. Chiến lược dựa gamma với hệ số xác định trước GBS với hệ số xác định thuật toán di truyền. Phương pháp thử nghiệm đạt mức tiêu thụ lượng thấp 20% tốc độ cao. Phương pháp tiếp cận thuật toán di truyền xác định Eldeeb. Mục tiêu là: giảm thiểu khối lượng, chi phí khối lượng hệ thống với việc tăng tuổi thọ pin Tóm lại, việc nâng cao hiệu lưu trữ, chi phí trọng lượng EV quan trọng việc áp dụng rộng rãi. Cần có cách xác để theo dõi đặc tính pin. Nhiệt độ pin phải trì phạm vi cụ thể 40°C để tránh dung lượng. Theo đó, siêu tụ điện mang lại nhiều ưu điểm thời lượng pin kéo dài phải 50% để khoản đầu tư chấp nhận mặt tài Thank You ... dòng điện điện áp hệ biểu diễn bởi: uchop điện áp biến đổi uSC điện áp siêu tụ ubat là điện áp ichop là dòng điện biến đổi ibat dòng điện ắc quy iSC là dòng điện siêu tụ itract là dòng điện DC-link... vụ. Xe điện, xe điện hybrid xe điện chạy pin nhiên liệu liên tục thiết kế để thay đổi dòng xe truyền thống ngày tới. Hầu hết cấu trúc điện hybrid sử dụng nhiều dự án lưu trữ lượng, dự án có khả... dạng điện cảm từ cuộn cảm hệ thống điện ô tô điện 3 Chương III Tốn mơ kiểm nghiệm  Đường cong sản lượng điện  Điện áp siêu tụ Trên đường cong mô tả quyền hạn nhiên liệu, pin, siêu tụ điện