Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Sử dụng phần mềm AVL - cruise mô phỏng xe hybrid phối hợp nguồn động lực kiểu song song thực hiện nghiên cứu các phương pháp phối hợp nguồn động lực cho xe hybrid và thực hiện xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống phối hợp nguồn động lực kiểu song song bằng phần mềm AVL-Cruise, phân tích và đánh giá kết quả để làm tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu ôtô hybrid, từng bước làm chủ công nghệ cũng như định hướng cho việc nghiên cứu thực nghiệm.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 SỬ DỤNG PHẦN MỀM AVL - CRUISE MÔ PHỎNG XE HYBRID PHỐI HỢP NGUỒN ĐỘNG LỰC KIỂU SONG SONG Nguyễn Tường Vi, Trần Tuấn Anh1 Trường Đại học Thủy lợi, email: Nguyentuongvi1978@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Cùng xu hướng phát triển ngành khoa học công nghệ, thời gian qua ngành công nghiệp ô tô giới không ngừng nghiên cứu phát triển ứng dụng công nghệ đáp ứng tiêu chuẩn phát thải ngày ngặt nghèo yêu cầu cao tiêu thụ nhiên liệu dòng xe Hiện nay, chất lượng khơng khí trung tâm thành phố thấp [2] Trong biện pháp nhằm giảm thiểu nhiễm mơi trường việc sử dụng xe điện xu phát triển có thành phần khí thải nhỏ gần khơng [3] Tuy nhiên, vấn đề xe điện gặp phải: thời gian nạp điện dài quãng đường chạy xe ngắn, chất thải hệ thống điện, giá thành Vì xe điện chưa sử dụng rộng rãi Từ đó, xe hybrid đời, kết hợp động đốt truyền thống động điện [4,5] Hệ thống xe hybrid cho phép tối đa hiệu phát huy lực kéo, quãng đường hoạt động dài [6,7] Với hỗ trợ động điện động đốt giảm tối đa trường hợp vận hành bất lợi, có suất tiêu hao nhiên liệu, thành phần phát thải độc hại lớn: chế độ không tải, chế độ tốc độ thấp, chế độ gia tốc Hơn nữa, nhờ có động điện chuyển thành máy phát điện phanh để nạp điện cho Ăcquy Với ưu điểm bật nêu, ôtô hybrid quan tâm nghiên cứu chế tạo nhiều nhà khoa học hãng sản xuất ôtô giới Ngày có nhiều mẫu tơ hybrid xuất thị trường Chính vậy, với xu phát triển chung ơtơ hybrid đưa vào sử dụng nhiều nước ta Do đó, báo thực nghiên cứu phương pháp phối hợp nguồn động lực cho xe hybrid thực xây dựng mơ hình mơ hệ thống phối hợp nguồn động lực kiểu song song phần mềm AVL-Cruise, phân tích đánh giá kết để làm tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu ôtô hybrid, bước làm chủ công nghệ định hướng cho việc nghiên cứu thực nghiệm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu thực mô phần mềm AVL-Cruise việc phối hợp nguồn động lực kiểu song song cho xe hybrid So sánh tốc độ đông cơ, tiêu hao nhiên liệu phát thải xe ban đầu xe hybrid chạy theo chu trình thử NEDC (theo tiêu chuẩn sau Euro II) dùng cho xe xe tải nhẹ Động xăng động 1NZ-FE TOYOTA động điện với thông số ghi Bảng Bảng Bảng Thông số kỹ thuật động 1NZ-FE Model động D4BB Dung tích xi lanh (cm3) 1.497 Cơng suất lớn (Kw - vịng/phút) 79-6.000 Mơ-men lớn (N.m - vịng/phút) 139-4.200 231 Bảng Thơng số kỹ thuật động điện Điện áp (V) Công suất định mức (Kw) Số vòng quay định mức (vòng/phút) Số vòng quay cực đại (vòng/phút) 185 30 2850 9000 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Lựa chọn phối hợp nguồn động lực Các nghiên cứu kiểu xe hybrid khác nhau, thơng thường việc phân loại xe hybrid liên quan đến khớp nối dòng truyền lượng hệ thống [8] Với điều kiện giao thông Việt Nam, phối hợp nguồn động lực hybrid kiểu song song phù hợp [9,10] lựa chọn (Hình 1), Cả động đốt động điện kết nối đến hộp số Khi đó, bánh xe nhận lượng từ động điện, động đốt hai, việc lựa chọn phối hợp mô men xoắn lúc cho phép tối đa hóa hiệu làm việc hệ thống truyền động Nguyên nhân thay đổi tốc độ xe phần lớn động điện, cho phép dễ dàng điều khiển, giảm tiêu hao nhiên liệu hầu hết điểm pha thử nghiệm động đốt sử dụng xe hybrid (Hình 3) Hình Tiêu hao nhiên liệu động thường động lắp xe hybrid 3.3 Kết Phát thải độc hại Hình Sơ đồ phối hợp nguồn động lực kiểu song song 3.2 Kết tốc độ động tiêu hao nhiên liệu - Phát thải NOx (Hình 4): Phát thải NOx xe hybrid hầu hết thấp đáng kể so với phát thải xe thường, chí ngắt động Tuy nhiên, giai đoạn chuyển tiếp từ động điện sang động đốt phải khởi động tăng công nhanh công suất để đảm bảo tốc độ ổn định xe nên lượng nhiên liệu chu trình tăng nhanh làm tăng nhiệt độ trung bình xilanh động chu trình cơng tác làm tăng NOx Hình Tốc độ động thường động lắp xe hybrid Tốc độ động ổn định lắp xe có hệ thống Hybrid so với lắp xe thường qua mức độ thay đổi tốc độ chạy pha nhỏ, vị trí tốc độ xe xe hybrid cho phép ngắt động đốt trong, xe thường động đốt thực chạy khơng tải (Hình 2) Hình Phát thải NOx động thường động lắp xe hybrid - Phát thải CO (Hình 5): Phát thải CO xe Hybrid hầu hết thấp đáng kể so với phát thải xe thường Do tất trường hợp, động đốt xe hybrid giảm tải (giảm công suất) lượng CO tổng cộng tính theo g/km giảm 232 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 KẾT LUẬN Hình Phát thải CO động thường động lắp xe hybrid - Phát thải HC (Hình 6): Phát thải HC sản phẩm phần nhiên liệu chưa cháy thiếu ô xy thành phần hỗn hợp không đồng Phát thải HC xe hybrid hầu hết thấp đáng kể so với phát thải xe thường Tuy nhiên, hai chế độ chuyển tiếp từ động điện sang động đốt ngược lại cho phát thải HC tăng Nguyên nhân giai đoạn động đốt phải thay đổi nhanh lượng nhiên liệu chu trình lượng khơng khí khơng kịp thay đổi theo theo yêu cầu làm tăng khả thiếu ơxy, làm tăng HC Hình Phát thải HC động thường động lắp xe hybrid Hình Kết tổng thể loại xe - Kết tổng thể (Hình 7): Các thành phần tiêu thụ nhiên liệu phát thải xe Hybrid thấp đáng kể so với phát thải xe thường Tiêu thụ nhiên liệu giảm tới 30%, phát thải NOx giảm 60%, CO giảm 25% HC giảm 25% Khi sử dụng xe hybrid cho phép sử giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu (30%), giảm phát thải gây ô nhiêm môi trường (NOx giảm 60%, CO giảm 25% HC giảm 25%), tốc độ xe ổn định xe thường Kết đề tài làm tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu ôtô hybrid, bước làm chủ công nghệ định hướng cho việc nghiên cứu thực nghiệm Kết đề tài kiểm chứng thực nghiệm cho tính thuyết phục cao TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] AVL guide, 2009 AVL Cruise software version [2] J.Fuglestvedt, T.Berntsen, G.Myhre, K.Ryp dal, R.B.Skeie, 2007 Climate Forcing from the Transport Sectors, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [3] A.Emadi, 2005 Handbook of automotive power electronics and motor drives Taylor & Francis Inc [4] K.Jonasson, 2005 Control of hybrid electric vehicles with diesel engines, PhD thesis Department of Industrial Electrical Engineering and Automation, Lund University, Lund, Sweden [5] A.Emadi, K.Rajashekara, S.Williamson, S.Lukic, 2005 Topological Overview of Hybrid Electric and Fuel Cell Vehicular Power System Architectures and Configurations IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol 54, n.3 [6] M.Ehsani, Y.Gao, S.Gay, A.Emadi, 2004 Modern electric, hybrid electric, and fuel cell vehicles: fundamentals, theory and design CRC Press [7] H.B.Pacejka, 2006 Tyre and Vehicle Dynamics BH Elsevier – Second edition [8] M Olszewski, 2005 Evaluation of 2004 Toyota Prius Hybrid Electric Drive System U.S Department of Energy [9] K.C.Bayindir, M.A.Gozu kucuk, A Teke, 2011 A comprehensive overviewă of hybrid electric vehicle: Powertrain configurations, powertrain control techniques and electronic control units Energy Conversion and Management, Vol 52, pp 1305-1313 233 ... nghiệm động đốt sử dụng xe hybrid (Hình 3) Hình Tiêu hao nhiên liệu động thường động lắp xe hybrid 3.3 Kết Phát thải độc hại Hình Sơ đồ phối hợp nguồn động lực kiểu song song 3.2 Kết tốc độ động. .. phối hợp nguồn động lực hybrid kiểu song song phù hợp [9,10] lựa chọn (Hình 1), Cả động đốt động điện kết nối đến hộp số Khi đó, bánh xe nhận lượng từ động điện, động đốt hai, việc lựa chọn phối. .. thường niên năm 2019 ISBN: 97 8-6 0 4-8 2-2 98 1-8 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Lựa chọn phối hợp nguồn động lực Các nghiên cứu kiểu xe hybrid khác nhau, thơng thường việc phân loại xe hybrid liên quan đến khớp