Luận án nghiên cứu các phương pháp điều khiển năng lượng cho hệ thống nguồn lai ắc quy siêu tụ điện trong ô tô điện

Mở đầu _ MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án: Quản lý lượng hướng nghiên cứu quan trọng lĩnh vực nghiên cứu ô tô điện, phương tiện di chuyển coi thay hồn tồn cho tơ sử dụng nhiên liệu hóa thạch tương lai gần Hiện nay, ô tô điện thương phẩm sử dụng chủ yếu ắc quy làm thiết bị lưu trữ lượng Ắc quy cho thiết bị phù hợp với ô tô điện với ưu trội mật độ lượng lớn khả vận hành điều kiện khắc nghiệt Tuy nhiên, nhược điểm khả huy động công suất (mật độ công suất thấp) thu hồi lượng (quá trình sạc xảy chậm) giới hạn khả hãm tái sinh huy động công suất hệ thống Với đặc điểm vận hành thiết bị di chuyển nói chung việc tăng tốc giảm tốc diễn thường xuyên dẫn đến huy động công suất theo hai chiều biến động mạnh, nguyên nhân gây suy giảm tuổi thọ ắc quy Vì lý mà nghiên cứu hướng nghiên cứu quản lý lượng sử dụng thêm siêu tụ để trợ giúp ắc quy việc thu hồi lượng huy động công suất ngắn hạn, việc giúp gia tăng quãng đường di chuyển ô tô điện tuổi thọ ắc quy Khi hệ thống lưu trữ lượng chuyển từ sử dụng ắc quy thành hệ thống lưu trữ lượng lai ắc quy – siêu tụ phát sinh vấn đề phân phối công suất yêu cầu từ hệ thống cho thiết bị lưu trữ lượng Luận án tập trung vào việc quản lý lượng (phân phối công suất cho thiết bị lưu trữ lượng) cho hiệu mục tiêu tối đa hóa tuổi thọ ắc quy, thành phần có giá cao ô tô điện Mục tiêu nghiên cứu luận án: Luận án tập trung vào việc thiết kế điều khiển dòng lượng theo hướng gia tăng tuổi thọ ắc quy Việc thông qua việc giảm thiểu hai yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ ắc quy tần số, dòng điện đỉnh tổn hao nội ắc quy Phương pháp nghiên cứu luận án: Các phương pháp quản lý lượng chia làm hai hướng phương pháp dựa luật điều khiển phương pháp tối ưu hóa Các phương pháp dựa luật điều khiển dựa kiến thức kinh nghiệm người thiết kế đối tượng để tổng hợp điều khiển Các phương pháp có ưu điểm trực quan phù hợp với điều khiển thời gian thực Tuy nhiên, hoàn toàn phụ thuộc vào kiến thức kinh nghiệm người thiết kế mà khơng dựa thuật tốn tối ưu nên khơng thể đạt tới kết tối ưu Các phương pháp tối ưu hóa đặt vấn đề cần giải vào bối cảnh phương pháp tối ưu hóa sử dụng cơng cụ tốn học để tìm lời giải tối ưu Thường phương pháp tối ưu hóa tồn ràng buộc, hàm mục tiêu (cost function) hàm phạt (penalty in the cost function) Các lý thuyết tối ưu giải dựa ràng buộc, hàm mục tiêu hàm phạt để đưa giá trị cực tiểu cực đại làm kết Các phương pháp tối ưu hóa có ưu điểm giải tốn tối ưu cho kết tối ưu tồn cục, phương pháp cận tối ưu cho kết tiệm cận tối ưu có khả điều khiển thời gian thực Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp tối ưu hóa phức tạp giải vấn đề dẫn đến phương pháp địi hỏi cao tài ngun tính tốn khơng thể điều khiển thời gian thực Các phương Mở đầu _ pháp cận tối ưu đạt kết tốt điều khiển thời gian thực nhiên phương pháp yêu cầu khắt khe với mơ hình đối tượng (một việc khơng dễ giải thực tế) Trong phạm vi luận án, tác giả mơ hình hóa mơ hệ thống để khảo sát nhu cầu lượng trường hợp cụ thể để từ thiết kế điều khiển với nguyên tắc chung cho hệ thống lưu trữ lượng lai siêu tụ - ắc quy Các điều khiển thiết kế hai nhóm phương pháp dựa luật điều khiển nhóm phương pháp tối ưu hóa Với nhóm phương pháp dựa luật điều khiển hai phương pháp chọn phương pháp tần số điều khiển mờ Với nhóm phương pháp tối ưu hóa hai phương pháp chọn quy hoạch động (Dynamic Programing) biến phân Mục tiêu điều khiển giải vấn đề tối đa hóa tuổi thọ ắc quy với biến trạng thái điện áp siêu tụ, dòng điện yêu cầu hệ thống tốc độ xe, với biến điều khiển dịng điện đặt cho ắc quy Việc điều khiển dòng điện ắc quy dựa DC-DC nối siêu tụ DC bus điện áp ắc quy Các kết mô kiểm chứng đánh giá, riêng kết phương pháp dựa tần số kiểm chứng hệ thống mô thời gian thực HIL 402 hãng Typhoon Đóng góp luận án: Tác giả đề xuất hai thuật toán quản lý lượng là: - Thuật toán kết hợp điều khiển mờ với điều khiển dựa tần số; - Thuật toán sử dụng phương pháp biến phân Cấu trúc luận án: Luận án chia làm chương, gồm: Chương 1: Tổng quan quản lý lượng ô tô điện Chương trình bày cấu trúc nghiên cứu tơ điện tình hình nghiên cứu ngồi nước tơ điện nói chung quản lý lượng cho tơ điện nói riêng Chương 2: Mơ hình hóa mơ hệ thống lượng ô tô điện Phần đề cập đến q trình mơ hình hóa tồn hệ thống với thành phần động lực học ô tô điện, thiết bị lưu trữ lượng cấu chấp hành gồm động biến đổi Sau đó, với mơ hình có tác giả tiến hành mơ hệ thống để có đặc tính hệ thống Đây sở để thiết kế điều khiển Chương 3: Thiết kế điều khiển cho hệ thống lượng ô tô điện Chương thiết kế tính tốn điều khiển cho hệ thống phương pháp điều khiển thời gian thực phương pháp tối ưu hóa Chương 4: Xây dựng mơ hình mơ thời gian thực cho hệ thống lượng ô tô điện Chương trình bày phương pháp xây dựng mơ hình kết mô thời gian thực mô hình thực nghiệm Kết luận Đây phần trình bày đánh giá kết đạt được, hạn chế luận án hướng phát triển nghiên cứu Tổng quan quản lý lượng ô tô điện _ Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRONG Ô TÔ ĐIỆN 1.1 Khái quát đối tượng nghiên cứu 1.1.1 Phân loại ô tô điện ưu điểm nhược điểm ô tô điện Trong phạm vi nghiên cứu, ô tô điện chia làm ba loại ô tô lai (lai xăng điện), ô tô điện sử dụng ắc quy ô tô điện sử dụng fuel cell Trong phạm vi luận án, tác giả viết tắt ô tô lai HEVs, ô tô điện sử dụng ắc quy EVs, ô tô điện sử dụng fuel cell FCEVs a) Ơ tơ lai (HEVs) HEVs sử dụng động đốt động điện với cấu trúc Hình 1.1 gồm cấu trúc nối tiếp, song song, nối tiếp – song song phức hợp Ưu điểm HEVs: - Đưa động đốt vào vùng tối ưu gần toàn trình hoạt động Quãng đường lần đổ xăng gia tăng Có thể hãm tái sinh ắc quy Nhược điểm HEVs: - Vẫn phải sử dụng động đốt không thân thiện với mơi trường Khả hãm tái sinh cịn hạn chế Với ưu nhược điểm kể trên, HEVs loại ô tô điện phổ biến thị trường hầu hết hãng xe có phiên thương mại với doanh số quý bốn năm 2019 lên đến 100.233 [1] Tuy nhiên, HEVs coi bước độ chuyển từ ô tô sử dụng nhiên liệu hóa thạch truyền thống sang ô tô điện (được đánh giá ô tô tương lai) để khắc phục nhược điểm cịn tồn của HEVs b) Ơ tơ điện fuel cell (FCEVs): FCEVs sử dụng động điện với hệ thống lưu trữ lượng fuel cell Về phương diện hóa học fuel cell phản ứng ngược lại điện phân Trong trình điện phân nước bị tách thành khí hydro khí ơxy nhờ vào lượng điện fuel cell bình khí hydro kết hợp với ơxy khơng khí để biến thành điện với sản phẩm phụ nước (H2O) Ưu điểm FCEVs: - Hệ truyền động sinh mơ-men xoắn lớn, có khả chịu q tải tốt đáp ứng mơ-men nhanh (có thể đáp ứng thời gian tính mili giây) Có thể bố trí linh động động vào bánh xe truyền động cầu hay hai cầu ô tô truyền thống Tổng quan quản lý lượng ô tô điện _ Hình 1.1 - Các cấu trúc truyền động ô tô lai [2] Mô-men xoắn động tính tốn thơng qua đại lượng đo động qua áp đặt mơ men nhanh xác Mật độ lượng lớn (gấp 10 lần ắc quy li-ion) Việc nạp lại nhiên liệu (thay bình khí hydro) vài phút (có thể so sánh với thời gian đổ xăng cho xe tơ truyền thống, chí nhanh hơn) Nhược điểm FCEVs: - Giá thành cao Hiệu suất thấp Khơng an tồn (nếu rị khí hydro phát nổ) Khơng sử dụng trời q nóng q lạnh Khơng có khả hãm tái sinh Tổng quan quản lý lượng ô tô điện _ Hình 1.2 Fuel cell Với phân tích trên, FCEVs nghiên cứu phát triển song song với EVs không phù hợp với nước nhiệt đới với nhiệt độ mùa hè lên đến 400C Việt Nam nước lạnh Ngoài ra, với việc khơng có khả hãm tái sinh FCEVs bắt buộc phải có thiết bị lưu trữ lượng phụ trợ để thu hồi lượng q trình phanh hãm Có thể kết luận với nhược điểm khó khắc phục FCEVs khó cạnh tranh với EVs tương lai gần c) Ơ tơ điện ắc quy (EVs) EVs sử dụng động điện với hệ thống lưu trữ lượng ắc quy Ưu điểm EVs: - Hệ truyền động sinh mơ-men xoắn lớn, có khả chịu tải tốt đáp ứng mơ-men nhanh (có thể đáp ứng thời gian tính mili giây) Có thể bố trí linh động động vào bánh xe truyền động cầu hay hai cầu ô tô truyền thống Mô-men xoắn động tính tốn thơng qua đại lượng đo động qua áp đặt mơ men nhanh xác Có khả hãm tái sinh nên có khả tiết kiệm lượng hỗ trợ phanh khí Nhược điểm EVs: - Bộ phận lưu trữ lượng có kích thước cồng kềnh Trọng lượng lưu trữ lượng lớn Thời gian nạp lượng lâu so với đổ xăng, dầu Quãng đường bị hạn chế dung lượng phận lưu trữ lượng Giá thành phận lưu trữ lượng cao EVs coi ô tô tương lai, nhiên thời điểm tại, với giới hạn công nghệ lưu trữ lượng mà thị phần EVs khiêm tốn so với HEVs vượt trội so với FCEVs (22.237 so với 2.006 doanh số năm 2019) [1] Hiện thị trường châu Âu, Bắc Mỹ Nhật Bản có phiên ô tô chạy động điện Mitsubishi iMiEV, Nissan Leaf Tesla v.v Để khắc phục nhược điểm EVs hướng phát triển EVs Tổng quan quản lý lượng ô tô điện _ - - Nghiên cứu sử dụng công nghệ nano carbon để chế tạo pin, ắc quy Lithium hệ để tăng nguồn lượng tích trữ đơn vị thể tích, tăng tuổi thọ, giảm kích thước, giảm thời gian nạp Điều khiển hệ thống phanh, tối ưu hóa nguồn lượng trình chuyển động trình hãm, dừng EVs Sử dụng thêm siêu tụ thiết bị lưu trữ lượng phụ trợ để thu hồi lượng cách nhanh chóng q trình phanh hãm Sử dụng công nghệ truyền điện không dây (Wireless Power Transmission) để nạp điện không tiếp xúc cho EVs liên tục trình di chuyển Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Ơ tơ điện Misubishi iMiEV (ra mắt tháng năm 2009) Ơ tơ điện Nissan Leaf (ra mắt tháng 12 năm 2010) Xe Tesla Model X P100D (ra mắt tháng năm 2016) Tổng quan quản lý lượng ô tô điện _ 1.1.2 Khái quát thiết bị lưu trữ lượng sử dụng EVs Như phân tích phần 1.1.1, EVs sử dụng nguồn lượng ắc quy nhiên để gia tăng hiệu sử dụng ắc quy EVs cần thiết bị lưu trữ lượng phụ trợ Để làm rõ mục đích sử dụng nguồn lượng ta cần quan tâm đến mật độ công suất mật độ lượng Khái niệm mật độ công suất mật độ lượng Theo [3], hệ lưu trữ lượng ô tô điện quan tâm nghiên cứu từ sớm (1968) hai tham số cho quan trọng ESS mật độ công suất mật độ lượng Trong đó, mật độ cơng suất tính dựa tỉ số trọng lượng khả huy động công suất, đơn vị W/kg Mật độ lượng tính dựa tỉ số trọng lượng khả lưu trữ lượng, đơn vị Wh/kg Hai tham số sở để so sánh thiết bị lưu trữ lượng, đánh giá tính phù hợp thiết bị lưu trữ lượng sử dụng thiết bị di chuyển sử dụng động điện ô tô, tàu hỏa tàu thủy Tuy nhiên, theo thông thường hai tham số thường tỉ lệ nghịch với (Hình 1.6) nên việc lựa chọn cần có trọng số để xác định thiết bị lưu trữ lượng tối ưu (đặc tính mật độ cơng suất mật độ lượng đặt tên Ragone plane) Hình 1.6 a) Ragone plane[4] Pin li-ion Hiện nay, hầu hết ô tô điện thương phẩm sử dụng ắc quy li-ion (Hình 1.7) làm nguồn lưu trữ lượng (ESS) lý sau [5]: - Độ tin cậy cao Mật độ lượng lớn Q trình tự xả khơng sử dụng chậm (low self-discharge) Cho phép nạp với dòng định mức lớn cho phép sạc nhanh Cho phép sạc nhồi (sạc ắc quy chưa kiệt) mà ảnh hưởng đến tuổi thọ ắc quy Có thể hoạt động dải nhiệt độ rộng Tổng quan quản lý lượng ô tô điện _ Hình 1.7 Cấu trúc (a) mặt cắt pin li-ion (b) Tuy nhiên, ắc quy li-ion tồn nhược điểm sau [5]: - Giá thành cao Tuổi thọ nạp xả thấp (1.500 đến 4.500 lần) Hiệu suất phụ thuộc vào nhiệt độ Với đặc tính vận hành EVs là: - Huy động công suất theo hai chiều tăng giảm tốc lớn Quá trình tăng tốc giảm tốc diễn liên tục Điều dẫn đến hệ lưu trữ lượng phải đáp ứng yêu cầu sau: - Có chức hãm tái sinh để tiết kiệm lượng hỗ trợ phanh khí Tần số dòng điện vào hệ lưu trữ lượng cao Tốc độ tăng trưởng (di/dt) dòng điện lớn Như trình bày theo [4, 5] đặc tính q trình vận hành ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ ắc quy, thành phần có giá thành cao tơ điện Vì vậy, xu nghiên cứu giới sử dụng hệ lưu trữ lượng lai (HESS) để khắc phục nhược điểm hệ lưu trữ lượng truyền thống sử dụng pin li-ion đáp ứng yêu cầu đặt cho hệ lưu trữ lượng sử dụng cho ô tô điện gồm: - Mật độ lượng lớn Mật độ công suất lớn Khả huy động dòng điện (di/dt) lớn Gia tăng tuổi thọ hệ lưu trữ lượng Khả thu hồi lượng tốt Hiệu suất cao Với hệ lưu trữ lượng lai (HESS) có khái niệm main-supplier (nguồn chính) sub-supplier (nguồn hỗ trợ) Bản thân pin li-ion có mật độ lượng lớn đáp ứng tất yêu cầu hệ lưu trữ lượng Tuy nhiên, có pin li-ion chịu trách nhiệm toàn yêu cầu tuổi thọ ắc quy khơng đảm bảo, nên ắc quy đóng vai trị nguồn Tổng quan quản lý lượng ô tô điện _ HESS Khi đó, phải chọn nguồn hỗ trợ cho ắc quy với tiêu chí giảm thiểu yếu tố làm giảm tuổi thọ ắc quy, là: - Mật độ công suất lớn Khả huy động dòng điện (di/dt) lớn Tuổi thọ nạp xả cao Khả thu hồi lượng lớn Hiệu suất cao Tự trọng nhỏ Với tiêu chí kể siêu tụ thiết bị lưu trữ lượng phù hợp để hỗ trợ pin li-ion HESS b) Siêu tụ Siêu tụ chất tụ điện với cấu trúc đặc biệt cực để tăng diện tích bề mặt điện cực lên nhiều lần chất điện môi đặc biệt, hai đặc điểm khác biệt mang lại cho siêu tụ điện dung lớn nhiều so với với tụ điện thông thường (vài fara đến hàng chục so với micro fara) Cấu trúc đặc biệt vậy, siêu tụ có ưu điểm sau: - Mật độ công suất lớn (1.000 đến 2.000 W/kg) Khả huy động dòng điện (di/dt) lớn (lên đến 1.800A) Tuổi thọ nạp xả cao (lên đến 1.000.000 lần) Khả thu hồi lượng lớn (lên đến 135,6Wh) Hiệu suất cao (95%) Tuy nhiên, siêu tụ tồn nhược điểm sau: - Mật độ lượng thấp Giá thành cao Cấu trúc để đạt điện áp cao phức tạp Ngoài ra, tự trọng siêu tụ tính kg (vài kg đến vài chục kg) nên phù hợp với thiết bị vận tải nhẹ tự trọng thấp ô tô du lịch 1.2 Cấu trúc EVs Trong phạm vi nghiên cứu, EVs cấu thành từ thành phần sau đây: - Động cấu truyền động Hệ thống lưu trữ lượng Các biến đổi công suất Bộ điều khiển trung tâm 1.2.1 Động sử dụng EVs Hầu hết loại động sử dụng tơ điện, nhiên động phù hợp với ô tô điện (Hình 1.8) cần thỏa mãn điều kiện sau: - Độ tin cậy cao Khả huy động mô men lớn Mật độ công suất lớn Tổng quan quản lý lượng ô tô điện _ - Hiệu suất cao Dải điều khiển tốc độ rộng Hình 1.8 Các loại động sử dụng cho ô tô điện a) Động không đồng Động không đồng có hai loại động khơng đồng rotor lồng sóc động khơng đồng rotor dây quấn Động không đồng rotor dây quấn với ưu điểm là: - Linh hoạt với điều khiển tốc độ điều khiển thơng qua cuộn dây rotor Mô men khởi động lớn Tuy nhiên, động không đồng rotor dây quấn tồn nhược điểm là: - Mật độ công suất thấp Giá thành cao Chi phí vận hành bảo dưỡng cao động không đồng rotor lồng sóc động đồng nam châm vĩnh cửu thấp động chiều Vì nhược điểm động không đồng rotor dây quấn mà chúng không phù hợp với ô tô điện Động khơng đồng rotor lồng sóc có ưu sau: - Mật độ công suất cao so với động chiều động không đồng rotor dây quấn thấp động đồng Giá thành chi phí vận hành bảo dưỡng thấp tất loại động 10 Xây dựng mơ hình mơ thời gian thực cho hệ thống lượng ô tô điện _ Xung vuông phát với tần số 1kHz, dutycycle 33,3% không đổi Xung cấp cho van lệch pha 120° thể đặc điểm phương pháp Interleaved Với xung cấp cho van trên, ta thu dòng điện siêu tụ Hình 4.24 Lúc mạch hoạt động chế độ Boost nhiều lượng chuyển từ siêu tụ sang ắc quy Dòng điện lúc mang giá trị âm Hình 4.24 Dịng điện siêu tụ quan sát máy tính qua truyền nhận liệu nối tiếp với vi điều khiển Kết thực nghiệm vòng kín Q trình thực nghiệm vịng kín thực với nguyên lý điều khiển sau: Điều khiển dòng điện cuộn cảm bám theo giá trị đặt Giá trị đặt phụ thuộc vào chiến lược điều khiển, tính tốn dựa giá trị dịng điện tải đo Tuy nhiên phạm vi luận án này, giá trị đặt cài đặt sẵn máy tính, giá trị thay đổi đảo chiều để kiểm tra khả hoạt động chiều biến đổi, chứng minh tính khả thi biến đổi hoạt động hệ thống ô tô điện Cấu trúc hệ thống thực nghiệm thể Hình 4.22 Kết chạy thực nghiệm với cấu trúc pha: Điện áp ban đầu siêu tụ (V) 114 Xây dựng mơ hình mơ thời gian thực cho hệ thống lượng ô tô điện _ Hình 4.25 Xung PWM nhánh van interleaved chế độ nạp siêu tụ Điện áp offset 1,42V Dòng điện đặt 2A Theo công thức mạch đo ta tính điện áp trung bình chân ADC thep công thức : U = 2/3/10 + 1,42 = 1,4867 (V) Hình 4.26 Hình 4.27 Dịng điện nhánh van chế độ nạp siêu tụ Xung PWM nhánh van interleaved chế độ xả siêu tụ 115 Xây dựng mơ hình mơ thời gian thực cho hệ thống lượng ô tô điện _ Hình 4.28 Dịng điện nhánh van chế độ xả Điện áp offset 1,42V Dịng điện đặt -2A Theo cơng thức mạch đo ta tính điện áp trung bình chân ADC theo công thức : U = -2/3/10 + 1,42 = 1,353 (V) Hình 4.29 Dịng điện đặt , dịng điện tổng nhánh van quan sát máy tính Ta thấy dòng điện siêu tụ điều khiển bám với giá trị đặt Dòng điện mang dấu dương âm thể chiều nạp xả tụ điện 116 Xây dựng mơ hình mơ thời gian thực cho hệ thống lượng ô tô điện _ Hình 4.30 Đập mạch dòng điện siêu tụ Dao động dòng điện giá trị 2A 12.5%(0,25A) Dao động nhỏ so với ta sử dụng nhánh van cấu tạo biến đổi Kết luận:    Bộ DC-DC Interleaved có khả hoạt động tốt dựa cấu trúc Half-Brigde phương pháp phát xung bù trao đổi lượng chiều Cấu trúc Interleaved pha đối xứng giúp giảm giá trị dòng điện đặt lên van giảm độ đập mạch dòng điện siêu tụ Chiến lược điều khiển dòng điện siêu tụ theo dòng điện tải khả thi, áp dụng lên hệ thống ô tô điện thực tế 4.5 Kết luận: Chương xây dựng thành công hệ thống quản lý lượng cho ô tô điện tảng HIL402 Typhoon bước đầu xây dựng cấu hình vật lý dạng thu nhỏ Với tảng HIL402, tác giả triển khai phương pháp điều khiển dòng lượng cho ô tô điện theo tần số Các kết thực nghiệm cho thấy trùng khớp mơ online offline Có thể kết luận việc xây dựng mơ hình tảng HIL 402 đáng tin cậy Như vậy, kết nghiên cứu với HIL402 tạo tảng cho việc triển khai kiểm chứng thuật toán khác cho quản lý lượng cho tơ điện cách nhanh chóng Đây coi sở để tiến hành bước nghiên cứu tương lai cho quản lý lượng cho tơ điện Các kết có dựa tảng HIL402 công bố hội nghị quốc tế (4) Các kết nghiên cứu với hệ thống sử dụng cấu hình vật lý dạng thu nhỏ cho thấy việc trao đổi lượng hai chiều với thiết bị lựa chọn cho hệ thống lượng ô tô điện ắc quy siêu tụ Ngoài ra, hệ thống minh chứng cho khả điều khiển dòng điện bám theo cách xác so với dịng điện đặt Như vậy, hệ thống có đủ chức hoạt động mạch điện thực sẵn sàng hoạt động giả lập phụ tải động lực học ô tô điện Đây tiền đề để xây dựng hệ thống đủ công suất (full-size) lắp ô tô điện 117 Kết luận _ KẾT LUẬN Các đóng góp luận án Với nhận định tơ điện tương lai thiết bị di chuyển cá nhân tiết kiệm lượng mục tiêu chung tồn giới việc kết hợp thêm thiết bị lưu trữ lượng phụ trợ siêu tụ với ắc quy (thiết bị lưu trữ lượng chính) giải pháp tốt Việc biến hệ thống lưu trữ lượng từ Mono Energy Storage System thành Hybrid Energy Storage System (HESS) thể ưu khả thu hồi lượng huy động công suất ngắn hạn Khi hệ thống lưu trữ lượng trở thành HESS toán trở thành quản lý lượng theo ưu tiên khác Trong phạm vi luận án, tác giả lựa chọn mục tiêu gia tăng tuổi thọ ắc quy Trong yếu tố gây hại đến ắc quy luận án lại tập trung vào việc giảm thiểu tổn thất cho ắc quy đồng thời khống chế dòng điện để giảm thiểu số lần nạp xả cho ắc quy Để thực mục tiêu luận án bước giải vấn đề sau:      Mơ hình hóa hệ thống lưu trữ lượng hệ thống động lực học ô tô điện Khảo sát nhu cầu sử dụng lượng tơ điện chu trình lái điển hình Đề xuất triển khai phương án điều khiển dịng lượng Mơ offline mơ HIL cho phương án điều khiển Xây dựng tảng điện tử cơng suất cho mơ hình vật lý thu nhỏ Với bước nghiên cứu trên, luận án có số đóng góp sau:       Xây dựng mơ hình thành phần cấu thành hệ thống lượng lai làm sở thiết kế hệ thống điều khiển hồn chỉnh cho tơ điện nói chung quản lý lượng cho tơ điện nói riêng; Triển khai thuật toán điều khiển thời gian thực gồm điều khiển dựa theo tần số, điều khiển mở, điều khiển phối hợp mờ lọc thông thấp Các kết cho thấy phương pháp phát huy hiệu định theo mục tiêu luận án Ngoài ra, phương pháp tối ưu phương pháp quy hoạch động phương pháp biến phân triển khai để tạo giá trị tham chiếu so sánh với phương pháp điều khiển thời gian thực Trong phương pháp điều khiển khiển trên, tác giả đề xuất hai thuật toán quản lý lượng là: - Thuật toán kết hợp điều khiển mờ với điều khiển dựa tần số; - Thuật toán sử dụng phương pháp biến phân Thiết kế xây dựng hệ thống mô Hardware-in-the-loop cho xe ô tô điện tảng HIL 402 Typhoon mơ hình vật lý thu nhỏ; Thuật toán điều khiển thời gian thực gồm điều khiển dựa theo tần số kiểm chứng hệ thống mô Hardware-in-the-loop HIL 402 Typhoon; Mơ hình vật lý thu nhỏ đáp ứng yêu cầu công nghệ để sẵn sàng thí nghiệm có mơ hình giả lập tải thử nghiệm với tải nhỏ Luận án có hai đóng góp - Đề xuất thuật tốn điều khiển thời gian thực kết hợp hai phương pháp điều khiển mờ phương pháp điều khiển dựa tần số Thuật toán cải 118 - thiện rõ nét chất lượng dòng điện ắc quy theo hướng giảm thiểu yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ ắc quy Sử dụng phương pháp biến phân theo hướng rời rạc hóa thực bước cuối để giảm thiểu sai số Phương án điều khiển cải thiện rõ nét chất lượng dòng điện ắc quy so với phương pháp quy hoạch động, hai phương pháp phổ biến sử dụng để tạo giá trị tham chiếu cho phương pháp điều khiển thời gian thực Các hạn chế luận án Mặc dù kết luận án chứng sở tốn học, mơ mô thời gian thực, nhiên kết nghiên cứu cịn hạn chế mặt thí nghiệm tảng vật lý đặc biệt thử nghiệm đối tượng nghiên cứu ô tô điện Ngồi ra, tốn điều khiển cần xem xét thêm phương án điều khiển thời gian thực điều khiển tối ưu Đối với tốn điều khiển thời gian thực cần hồn thiện để lời giải tiệm cận với kết phương pháp điều khiển tối ưu Hiện kết so với phương án tối ưu cịn khoảng cách lớn Đối với tốn tối ưu cần xem xét đến toán tối ưu đa mục tiêu tổn thất hệ thống khơng có tổn thất ắc quy mà cịn cần xem xét ảnh hưởng tổn thất khác lên hệ thống nói chung ắc quy nói riêng Nói cách khác, toán tiết kiệm lượng cần đặt bối cảnh chung thay xem xét đến ắc quy, ắc quy yếu tố định đến giá thành khoảng cách di chuyển xe lần sạc Đối với điều kiện kiểm tra, cần xem xét đến chu trình lái khác thay xem xét đến chu trình nội Đặc biệt cần xem xét đến việc thu thập hành vi, thói quen người lái để làm sở điều khiển dòng lượng hướng theo đối tượng người lái Hướng nghiên cứu Khắc phục hạn chế luận án, tác giả đề xuất hướng nghiên cứu giải vấn đề tồn luận án       Triển khai thuật toán quản lý lượng nghiên cứu HIL 402 Typhoon mơ hình vật lý thu nhỏ; Xây dựng hệ thống thí nghiệm để triển khai thuật tốn điều khiển tơ i-MiEVs; Thử nghiệm thuật toán điều khiển với chu trình lái khác, đặc biệt chu trình lái xa lộ; Hồn thiện thuật tốn điều khiển thời gian thực theo hướng tiệm cận với giá thị tham chiếu tạo phương pháp điều khiển tối ưu; Thiết kế điều khiển hướng tới đối tượng người lái; Nghiên cứu giải toán tối ưu đa mục tiêu đặt bối cảnh hệ thống hướng tới mục đích tiết kiệm lượng 119 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 10 11 12 13 14 Bùi Đăng Quang, Tạ Cao Minh,“Quản lý lượng cho ô tô điện theo hướng tối cực tiểu hóa tổn thất ắc quy phương pháp quy hoạch động” Tạp chí Khoa học Công nghệ trường đại học kỹ thuật, số 141/2020, trang 1-7, 2020 Bùi Đăng Quang, Vũ Đình An, Võ Duy Thành, Tạ Cao Minh, “Chiến lược Quản lý cho hệ Năng lượng lai Xe Ơ tơ điện Cơ sở Điều khiển Mờ” Hội nghị – Triển lãm quốc tế Điều khiển Tự động hóa, VCCA-2019, 2019 Phương Trần Văn, Quang Bùi Đăng, Dương Lê Nam and Địch Nguyễn Quang, “Xây dựng hệ thống thử nghiệm cho hệ truyền động nam châm vĩnh cửu, Hội nghị – Triển lãm quốc tế Điều khiển Tự động hóa, VCCA-2019, 2019 Quang Bui Dang, Nguyen Dinh Ngoc,Vu Hoang Phuong and Minh C.Ta., “Implementation of Frequency-Approach-based Energy Management for EVs using Typhoon HIL402”, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC-2019, 2019 Quang Bui Dang, An Vu Dinh, Thanh Vo-Duy, Minh C Ta., “An Energy Management System Based on Fuzzy–LPF for HESS of Electric Vehicles”, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC-2019, 2019 Dai Duong Vu, Hoang Phuong Vu, Anh Tuan Duong, Phi Anh Nguyen, Bao Binh Pho and Bui Quang Dang, “High efficiency gan fet based three port halfbridge converter” The 2019 International Conference on System Science and Engineering (ICSSE), 2019 Bùi Đăng Quang, Tạ Cao Minh, “Quản lý lượng cho ô tô điện theo hướng tối ưu hóa dịng điện ắc quy sử dụng phương pháp quy hoạch động” Chuyên san kỹ thuật điều khiển tự động hóa, Quyển 21, số 3, Trang 54-60, 2018 Nguyen Nhu Hien, Tran Minh Truong, Vu Hoang Phuong, Nguyen Dinh Ngoc, Quang Bui Dang, Nguyen Huy Phuong, “Implementation of PMSM Servo Drive Using Digital Signal Processing”, 11th Regional Conference on Electrical and Electronic Engineering (RCEEE2018), 2018 Duy-Dinh NGUYEN, Goro FUJITA, Quang BUI-DANG, Minh C TA, “Reduced-order Observer-based Control System for Dual-Active-Bridge DC/DC Converter”, IEEE Transactions on Industry Applications, 2018 Bùi Đăng Quang, Tạ Cao Minh, “Điều khiển dịng lượng cho tơ điện theo tần số”, Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ Điều khiển Tự động hoá (VCCA2017), 2017 Bùi Đăng Quang, Tạ Cao Minh, “Một phương pháp đơn giản hiệu quản lý hệ lượng lai ắc quy - siêu tụ ô tô điện”, Hội nghị Điều khiển Tự động hóa cho Phát triển bền vững (CASD 2017), 2017 Duy-Dinh NGUYEN, Goro FUJITA, Bui Dang Quang, Cao-Minh TA, “New Separate Mode Control Strategy for Three-port Converters”, Hội nghị Điều khiển Tự động hóa cho Phát triển bền vững (CASD 2017), 2017 Quang BUI-DANG, Minh C TA, “Study on Super Capacitor and its Application in EV Energy Storage System”, The 9th AUN/SEED-Net Regional Conference on Electrical and Electronics Engineering (RCEEE 2016), 2016 Duy-Dinh NGUYEN, Goro FUJITA, Quang BUI-DANG, Minh C TA, “A Reducedorder Observer-based Control System in the Frequency Domain for Dual-Active-Bridge 120 Converter” The 4th International Conference on Sustainable Energy Technologies (ICSET 2016), 2016 (best presentation) 15 Bùi Đăng Quang Tạ Cao Minh, “Phương pháp mơ hình hóa siêu tụ điện sử dụng công cụ mô ADVISOR”, Hội nghị Khoa học toàn quốc lần thứ Cơ kỹ thuật Tự động hóa, 2016 16 Bùi Đăng Quang Tạ Cao Minh, “Khảo sát đặc tính động lực học ô tô điện sử dụng công cụ mô ADVISOR”, Hội nghị toàn quốc lần thứ Điều khiển Tự động hóa (VCCA2015), 2015 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] Y J Zhou, "Light Duty Electric Drive Vehicles Monthly Sales Updates," Argonne National Laboratory, Lemont, IL USA2019 S F Tie and C W Tan, "A review of energy sources and energy management system in electric vehicles," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol 20, pp 82–102, 2013 D V Ragone, "Review of Battery Systems for Electrically Powered Vehicles," in MidYear Meeting of the SoCiety of Automotive Engineers, Detroit, MI, USA, 1968 T Christen and M W Carlen, "Theory of Ragone plots," Journal of Power Sources, vol 91, pp 210-216, 9th March 2000 M A Hannan, M M Hoque, A Mohamed, and A Ayob, "Review of energy storage systems for electric vehicle applications: Issues and challenges," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol 69, pp 771-789, 2017 M Amirabadi and S Farhangi, "Fuzzy Control of a Hybrid Power Source for Fuel Cell Electric Vehicle using Regenerative Braking Ultracapacitor," Power Electronics and Motion Control Conference, 2006 EPE-PEMC 2006 12th International, pp 1389 1394, 2006 O Erdinc, B Vural, and M Uzunoglu, "A wavelet-fuzzy logic based energy management strategy for a fuel cell/battery/ultra-capacitor hybrid vehicular power system," Journal of Power Sources, vol 194, 2009 P C K Luk and L C Rosario, "Power and Energy Management of a DualEnergy Source Electric Vehicle - Policy Implementation Issues," Power Electronics and Motion Control Conference, 2006 IPEMC 2006 CES/IEEE 5th International, vol 1, pp - 6, 2006 J W Dixon, M Ortúzar, and E Wiechmann, "Regenerative Braking for an Electric Vehicle Using Ultracapacitors and a Buck-Boost Converter " Proc EVS18, Berlin, Germany, p 148, Oct 2001 K S Agbli, M Hilairet, O Bossard, and F Gustin, "Power management strategy of a single converter hybrid electrical system based on battery and super capacitors," in 2015 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Montreal, QC, Canada, 2015 S Lu, K A Corzine, and M Ferdowsi, "A New Battery/Ultracapacitor Energy Storage System Design and Its Motor Drive Integration for Hybrid Electric Vehicles," IEEE Transactions On Vehicular Technology, vol 56, pp 1516-1523, 2007 M Ibrahim, S Jemei, G Wimmera, and D Hissel, "Nonlinear autoregressive neural network in an energy management strategy for battery/ultra-capacitor hybrid electrical vehicles," Electric Power Systems Research, vol 136, pp 262-269, 2016 B Vural, A R Boynuegri, I Nakir, O Erdinc, A Balikci, M Uzunoglu, et al., "Fuel cell and ultra-capacitor hybridization: A prototype test bench based analysis of different energy management strategies for vehicular applications," international journal of hydrogen energy, vol 35, pp 11161-11171, 2010 N Bảo-Huy, T Joao, G Ronan, and B Alain, "Energy Management of Hybrid Energy Storage Systems for Electric Vehicles: A Multi-objective Approach," in ELECTRIMACS 2017, Toulouse, France, 2017 N Bảo-Huy, G Ronan, T Joao, and B Alain, "Merging Control of a Hybrid Energy Storage System using Battery/Supercapacitor for Electric Vehicle Application," in IEEE International Conference on Industrial Technology (IEEE-ICIT'18), Lyon, France, 2018 122 [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] N Bảo-Huy, G Ronan, B Alain, and T Joao, "Bi-level Optimal Energy Management of a Hybrid Truck Supplied by Batteries and Supercapacitors," in IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (IEEE-VPPC'18), Chicago, USA, 2018 N Bảo-Huy, T Joao, G Ronan, and B Alain, "An Optimal Control–Based Strategy for Energy Management of Electric Vehicles using Battery/Supercapacitor," in IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (IEEE-VPPC'17), Belfort, France, 2017 N Bảo-Huy, G Ronan, T Joao, and B Alain, "Real-Time Energy Management of Battery/Supercapacitor Electric Vehicles Based on an Adaptation of Pontryagin’s Minimum Principle," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 68, pp 203212, 2019 N Bảo-Huy, G Ronan, T Joao, and B Alain, "Improved Voltage Limitation Method of Supercapacitors in Electric Vehicle Applications," in IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (IEEE-VPPC'16), Hangzhou, China, 2016 J P F Trovão, F Machado, and P G Pereirinha, "Hybrid electric excursion ships power supply system based on a multiple energy storage system," IET Electrical Systems in Transportation, vol 6, pp 190–201, 2016 M Pagano and L Piegari, "Hybrid electrochemical power sources for onboard applications," IEEE Transactions on Energy Conversion, vol 22, pp 450–456, 2007 W Henson, "Optimal battery/ultracapacitor storage combination," Journal of Power Sources, vol 179, pp 417–423, 2008 M Ehsani and Y Gao, "Parametric design of the traction motor and energy storage for series hybrid off-road and military vehicles," IEEE Transactions on Power Electronics, vol 21, pp 749–755, 2006 B Vulturescu, R Trigui, R Lallemand, and G Coquery, "Implementation and test of a hybrid storage system on an electric urban bus," Transportation Research Part C, vol 30, pp 55–66, 2013 E Vinot and R Trigui, "Optimal energy management of HEVs with hybrid storage system," Energy Conversion and Management, vol 76, pp 437–452, 2013 P J Kollmeyer, L W Juang, and T M Jahns, "Loss optimization and ultracapacitor pack sizing for vehicles with battery/ultracapacitor hybrid energy storage," in IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), Dearborn, MI, USA, 2014 M Ibrahim, S Jemei, G Wimmer, and D Hissel, "Nonlinear autoregressive neural network in an energy management strategy for battery/ultra-capacitor hybrid electrical vehicles," Electric Power Systems Research, vol 136, pp 262–269, 2016 B Hredzak, V G Agelidis, and M Jang, "A model predictive control system for a hybrid battery-ultracapacitor power source," IEEE Transactions on Power Electronics, vol 29, pp 1469–1479, 2014 R D Castro, R E Araujo, J P F Trovão, P G Pereirinha, Pedro Melo, and D Freitas, "Robust DC-link control in EVs with multiple energy storage systems," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 61, pp 3553–3565, 2012 P Dai, S Cauet, and P Coirault, "Disturbance rejection of battery/ultracapacitor hybrid energy sources," Control Engineering Practice, vol 54, pp 166–175, 2016 G Guidi, T M Undeland, and Y Hori, "An Interface Converter with Reduced VA Ratings for Battery- Supercapacitor Mixed Systems," Power Conversion Conference Nagoya, 2007 PCC '07, pp 936 - 941, 2007 H Tao, A Kotsopoulos, J L Duarte, and M A M Hendrix, "Multi-input bidirectional DC-DC converter combining DC-link and magnetic-coupling for fuel cell systems," Industry Applications Conference, 2005 Fourtieth IAS Annual Meeting Conference Record of the 2005, vol Vol 3, pp 2021 - 2028, 2005 123 [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] H Tao, A Kotsopoulos, J L Duarte, and M A M Hendrix, "Family of multiport bidirectional DC–DC converters," Electric Power Applications, IEE Proceedings, vol Volume:153, pp 451 - 458, 2006 T Vo-Duy, T Dao-Quy, N Bao-Huy, and M C.Ta, "Design of Hardware-in-the-loop Model for Electric Vehicles," in Hội nghị toàn quốc lần thứ Điều khiển Tự động hoá - VCCA-2015, Thái Nguyên, Việt Nam, 2015 V.-D Thanh and C T Minh, "A Universal Dynamic and Kinematic Model of Vehicles," in 2015 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Montreal, QC, Canada, 2015 T Vo-Duy and M C Ta, "A signal hardware-in-the-loop model for electric vehicles," ROBOMECH Journal, vol 3, p 29, 2016 V N Minh and T C Minh, "Mơ hình hóa điều khiển chuyển động dọc trục tơ điện," Hội nghị tồn quốc lần thứ Điều khiển Tự động hoá - VCCA-2013, 2013 Y Hori, "Future Vehicle Driven by Electricity and Control Research on Four Wheel Motored UOT Electric March II," IEEE Transaction on Industrial Electronics, Vol 51, No 5, Oct, 2004 Y Hori, Y Toyoda, and Y Tsuruoka, "Traction Control of Electric Vehicle based on the Estimation of Road Surface Condition -Basic Experimental Results using the Test EV UOT Electric March," Proc IEEJ-IEEE Power Conversion Conference (PCCNagaoka'97), Vol.1, 1997 Liu and H Peng, "Road Friction Coefficient Estimation for Vehicle Path Prediction," Vehicle System Dynamics, Vol 25 Suppl., 1996, pp.413-425, 1996 X Zhang and C Mi, Vehicle Power Management Modeling, Control and Optimization: Springer, 2011 F Lu, H Zhang, and C Mi, "A Two-Plate Capacitive Wireless Power Transfer System for Electric Vehicle Charging Applications," IEEE Transactions on Power Electronics, vol 33, pp 964-969, 2018 C Mi and M A Masrur, "Wireless Power Transfer for Electric Vehicle Applications," in Hybrid Electric Vehicles: Principles and Applications with Practical Perspectives, Second Edition ed: John Wiley & Sons Ltd, 2017 L Suna, D Maa, and H Tanga, "A review of recent trends in wireless power transfer technology and its applications in electric vehicle wireless charging," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol 91, pp 490-503, 2018 V H Johnson, K B Wipke, and D J Rausen, "HEV control strategy for real-time optimization of fuel economy and emissions," SoCiety of Automotive Engineers Transactions, vol 109, pp 1677-1690, 2000 P Garcia, L M Fernandez, C A Garcia, and F Jurado, "Energy Management System of Fuel-Cell-Battery Hybrid Tramway," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 57, pp 4013-4023, 2010 Y Kim, A Salvi, J B Siegel, Z S Filipi, A G Stefanopoulou, and T Ersal, "Hardware-in-the-loop validation of a power management strategy for hybrid powertrains," Control Engineering Practice, vol 29, pp 227-286, 2014 A Florescu, S Bacha, I Munteanu, A I Bratcu, and A Rumeau, "Adaptive frequencyseparation-based energy management system for electric vehicles," Journal of Power Sources, vol 280, pp 410-421, 2015 T Mesbahi, F Khenfri, N Rizoug, P Bartholomeus, and P L Moigne, "Combined Optimal Sizing and Control of Li-Ion Battery/Supercapacitor Embedded Power Supply Using Hybrid Particle Swarm–Nelder–Mead Algorithm," IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol 8, pp 59-73, 2017 124 [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] M B Camara, A Payman, and B Dakyo, "Energy Management based on Frequency Approach in an Electrical Hybrid Boat," presented at the 2016 International Conference on Electrical Systems for Aircraft, Railway, Ship Propulsion and Road Vehicles & International Transportation Electrification Conference (ESARS-ITEC), Toulouse, France, 2016 E Schaltz, A Khaligh, and P O Rasmussen, "Influence of Battery/Ultracapacitor Energy-Storage Sizing on Battery Lifetime in a Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 58, pp 3882-3891, 2009 N J Schouten, M A Salman, and N A Kheir, "Fuzzy Logic Control for Parallel Hybrid Vehicles," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol 10, pp 460468, 2002 H.-D Lee and S.-K Sul, "Fuzzy-Logic-Based Torque Control Strategy for ParallelType Hybrid Electric Vehicle," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 45, pp 625-632, 1998 E.-S Koo, H.-D Lee, S.-K SUI, and J.-S Kim, "Torque control strategy for a parallelhybrid vehicle using fuzzy logic," IEEE Industry Applications Magazine, vol 6, pp 138, 2000 H Yin, W Zhou, C Zhao, M Li, and C Ma, "An Adaptive Fuzzy Logic Based Energy Management Strategy on Battery/Ultracapacitor Hybrid Electric Vehicles," IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol 2, pp 300 - 311, 2016 M K Dayeni, A Macias, C e D´epature, L ı Boulon, S Kelouwani, and H Chaoui, "Real-Time Fuzzy Logic Strategy Scheme for Energetic Macroscopic Representation of a Fuel Cell/Battery Vehicle," in 2017 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Belfort, France, 2017 J Moreno, J Dixon, and M Ortúzar, "Energy-management system for a hybrid electric vehicle, using ultracapacitors and neural networks," EEE Transactions on Industrial Electronics, vol 53, pp 614-623, 2006 Y L Murphey, J Park, L Kiliaris, M L Kuang, M A Masrur, A M Phillips, et al., "Intelligent Hybrid Vehicle Power Control—Part II: Online Intelligent Energy Management," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 62, pp 69-79, 2013 Y L Murphey, J Park, Z Chen, M L Kuang, M A Masrur, and A M Phillips, "Intelligent Hybrid Vehicle Power Control—Part I: Machine Learning of Optimal Vehicle Power," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 61, pp 3519-3530, 2012 N D Phuoc, Tối ưu hóa điều khiển điều khiển tối ưu: Nhà xuất Bách Khoa, 2015 Z Chen, C C Mi, B Xia, and C You, "Energy management of power-split plug-in hybrid electric vehicles based on simulated annealing and Pontryagin's minimum principle," Journal of Power Sources, vol 272, pp 160-168, 2014 C Hou, M Ouyang, L Xu, and H Wang, "Approximate Pontryagin’s minimum principle applied to the energy management of plug-in hybrid electric vehicles," Applied Energy, vol 115, pp 174–189, 2014 S Stockar, V Marano, M Canova, G Rizzoni, and L Guzzella, "Energy-Optimal Control of Plug-in Hybrid Electric Vehicles for Real-World Driving Cycles," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 60, pp 2949-2962, 2011 F L Lewis, D Vrabie, and V L Syrmos, Optimal Control, 3rd Edition ed Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2012 D E Kirk, Optimal Control Theory: An Introduction New York: Dover Publications, Inc., 1998 125 [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] E Vinot, R Trigui, Y Cheng, C Espanet, A Bouscayrol, and V Reinbold, "Improvement of an EVT-Based HEV Using Dynamic Programming," IEEE Transaction on Vehicular Technology, vol 63, pp 40-50, 2014 V Ngo, T Hofman, M Steinbuch, and A Serrarens, "Optimal Control of the Gearshift Command for Hybrid Electric Vehicles," IEEE Transaction on Vehicular Technology, vol 61, 2012 A A Malikopoulos, "A Multiobjective Optimization Framework for Online Stochastic Optimal Control in Hybrid Electric Vehicles," IEEE Transaction on Control System Technology, vol 24, pp 440-450, 2016 D Fares, R Chedid, F Panik, S Karaki, and R Jabr, "Dynamic programming technique for optimizing fuel cell hybrid vehicles," international journal of hydrogen energy, vol 40, pp 7777-7790, 2015 M Ansarey, M S Panahi, H Ziarati, and M Mahjoob, "Optimal energy management in a dual-storage fuel-cell hybrid vehicle using multi-dimensional dynamic programming," Journal of Power Sources, vol 250, pp 359-371, 2014 J Han, Y Park, and D Kum, "Optimal adaptation of equivalent factor of equivalent consumption minimization strategy for fuel cell hybrid electric vehicles under active state inequality constraints," Journal of Power Sources, vol 267, pp 491-502, 2014 C Sun, F Sun, and H He, "Investigating adaptive-ECMS with velocity forecast ability for hybrid electric vehicles," Applied Energy, vol 185, pp 1644–1653, 2017 CristianMusardo, GiorgioRizzoni, YannGuezennec, and BenedettoStaccia, "A-ECMS: An Adaptive Algorithm for Hybrid Electric Vehicle Energy Management," European Journal of Control, vol 11, pp 509-524, 2005 T Nüesch, A Cerofolini, G Mancini, N Cavina, C Onder, and L Guzzella, "Equivalent Consumption Minimization Strategy for the Control of Real Driving NOx Emissions of a Diesel Hybrid Electric Vehicle," Energies, vol 7, pp 3148-3178, 2014 M Koot, J T B A J Kessels, B d Jager, W P M H M Heemels, P P J P v d Bosch, and M Steinbuch, "Energy Management Strategies for Vehicular Electric Power Systems," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 54, pp 771-782, 2005 O Gomozov, J P F Trovão, X Kestelyn, and M R Dubois, "Adaptive Energy Management System Based on a Real-Time Model Predictive Control With Nonuniform Sampling Time for Multiple Energy Storage Electric Vehicle," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 66, pp 5520 - 5530, 2017 S L T J Barlow, I S McCrae and P G Boulter, A reference book of driving cycles for use in the mesurement of road vehicle emission United Kingdom: Willoughby Road, 2009 Y G Mehrdad Ehsani, Sebastien E Gay & Ali Emadi, Modern electric, hybrid electric and fuel cell vehicles: fundamentals, theory, and design, 2007 M Ehsani, Y Gao, S E Gay, and A Emadi, Modern electric, hybrid electric and fuel cell vehicles: fundamentals, theory, and design, 2007 L G A Sciarretta, Vehicle Propulsion Systems, 2007 J.-M Kim and S.-K Sul, "Speed control of interior permanent magnet synchronous motor drive for the flux weakening operation," IEEE Transactions on Industry Applications, vol 33, pp 43 - 48, 1997 M M I Chy and M N Uddin, "Analysis of flux control for wide speed range operation of IPMSM drive," in 2007 Large Engineering Systems Conference on Power Engineering, Montreal, Que., Canada, 2007 126 [83] T M Jahns, G B Kliman, and T W Neumann, "Interior Permanent-Magnet Synchronous Motors for Adjustable-Speed Drives," IEEE Transactions on Industry Applications, vol IA-22, pp 738 - 747, 1986 [84] L E Zubieta and R Bonert, "Characterization of double-layer capacitors for power electronics applications," IEEE Transactions on Industry Applications, vol 36, pp 199 - 205, 2000 [85] R Niu and H Yang, "Modeling and identification of electric double-layer supercapacitors," in 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Shanghai, China, 2011 [86] W Lajnef, J.-M Vinassa, O Briat, S Azzopardi, and E Woirgard, "Characterization methods and modelling of ultracapacitorsfor use as peak power sources," Journal of Power Sources, vol 168, pp 553–560, 2007 [87] N Rizoug, P Bartholomeus, and P L Moigne, "Modeling and Characterizing Supercapacitors Using an Online Method," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 57, pp 3980 - 3990, 2010 [88] E Dănilă, D D Lucache, and G Livint, "Models and Modelling the Supercapacitors for a Defined application," Annals of the University of Craiova, Electrical Engineering series, vol 35, 2011 [89] E Schaltz, A Khaligh, and P O Rasmussen, "Influence of Battery/Ultracapacitor Energy-Storage Sizing on Battery Lifetime in a Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 58, pp 3882-3891, 2009 [90] A Tani, M B Camara, and B Dakyo, "Energy Management Based on Frequency Approach for Hybrid Electric Vehicle Applications: Fuel-Cell/Lithium-Battery and Ultracapacitors," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 61, pp 3375-3386, 2012 [91] K M Passino and S Yurkovich, Fuzzy Control: Addison-Wesley Longman, Inc., 1998 [92] L Zadeh, "Fuzzy sets," Information And Control, vol 8, pp 338-353, 1965 [93] E.H.Mamdani, "Advances in the linguistic synthesis of fuzzy controllers," International Journal of Man-Machine Studies, vol 8, pp 669-678, 1976 [94] E.H.Mamdani and S.Assilian, "An Experiment in Linguistic Synthesis with a Fuzzy Logic Controller," International Journal of Human-Computer Studies, vol 51, pp 135147, 1999 [95] C.-Y Li and G.-P Liu, "Optimal fuzzy power control and management of fuel cell/battery hybrid vehicles," Journal of Power Sources, vol 192, pp 525–533, 2009 [96] V Herrera, A Milo, H Gaztañaga, I Etxeberria-Otadui, I Villarreal, and H Camblong, "Adaptive energy management strategy and optimal sizing applied on a battery-supercapacitor based tramway," Applied Energy, vol 169, pp 831–845, 2016 [97] S Ahmadi and S M T Bathaee, "Multi-objective genetic optimization of the fuel cell hybrid vehicle supervisory system: Fuzzy logic and operating mode control strategies," International Journal of Hydrogen Energy, vol 40, pp 12512-12521, 2015 [98] S G Li, S M Sharkh, F C Walsh, and C N Zhang, "Energy and Battery Management of a Plug-In Series Hybrid Electric Vehicle Using Fuzzy Logic," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 60, pp 3571 - 3585, 2011 [99] H Hemi, J Ghouili, and A Cheriti, "A real time fuzzy logic power management strategy for a fuel cell vehicle," Energy Conversion and Management, vol 80, pp 63– 70, 2014 [100] L V Pérez, G R Bossio, D Moitre, and G O García, "Optimization of power management in an hybrid electric vehicle using dynamic programming," Mathematics and Computers in Simulation, vol 73, pp 244–254, 2006 127 [101] M Masih-Tehrani, M.-R Ha’iri-Yazdi, V Esfahanian, and A Safaei, "Optimum sizing and optimum energy management of a hybrid energy storage system for lithium battery life improvement," Journal of Power Sources, vol 244, pp 2-10, 2013 [102] R M Patil, Z Filipi, and H K Fathy, "Comparison of Supervisory Control Strategies for Series Plug-In Hybrid Electric Vehicle Powertrains Through Dynamic Programming," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol 22, pp 502509, 2014 [103] A Santucci, A Sorniotti, and C Lekakou, "Power split strategies for hybrid energy storage systems for vehicular applications," Journal of Power Sources, vol 258, pp 395-407, 2014 [104] D Rotenberg, A Vahidi, and I Kolmanovsky, "Ultracapacitor Assisted Powertrains: Modeling, Control, Sizing, and the Impact on Fuel Economy," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol 19, pp 576-589, 2011 [105] L Xu, M Ouyang, J Li, F Yang, Languang Lu, and J Hua, "Application of Pontryagin’s Minimal Principle to the energy management strategy of plugin fuel cell electric vehicles," International Journal of Hydrogen Energy, vol 38, pp 1010410115, 2013 [106] J Liu and H Peng, "Modeling and Control of a Power-Split Hybrid Vehicle," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol 16, pp 1242-1251, 2008 [107] J Li, X Jin, and R Xiong, "Multi-objective optimization study of energy management strategy and economic analysis for a range-extended electric bus," Applied Energy, vol 194, pp 798–807, 2017 [108] A Bouscayrol, "Hardware‑in‑the‑loop simulation," in Industrial electronics handbook, 2nd edition, ed Chicago: Taylor and Francis Group, LLC, 2011 [109] D Maclay, "Simulation gets into the loop," IEE Review, vol 43, pp 109 - 112, 1997 [110] H Hanselmann, "Hardware-in-the-loop simulation testing and its integration into a CACSD toolset," in Proceedings of the 1996 IEEE International Symposium on Computer-Aided Control System Design, Dearborn, MI, USA, 1996 [111] A Bouscayrol, "Different types of Hardware-In-the-Loop simulation for electric drives," in 2008 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Cambridge, UK, 2008 [112] A Roscoe, E Guillo-Sansano, and G Burt, "Physical Hardware-in-the-Loop Modeling and Simulation," in Smart Grid Handbook vol 3, C.-C Liu, S McArthur, and S.-J Lee, Eds., ed: John Wiley & Sons, Ltd, 2016 128 ... ô tô điện ưu điểm nhược điểm ô tô điện Trong phạm vi nghiên cứu, ô tô điện chia làm ba loại ô tô lai (lai xăng điện) , ô tô điện sử dụng ắc quy ô tô điện sử dụng fuel cell Trong phạm vi luận án, ... ra, hệ thống lượng lai siêu tụ - ắc quy cịn sử dụng HEVs [1 0-1 2]  Nhóm nghiên cứu thuộc trường Yildiz Technical University, Thổ Nhĩ Kỳ: Tương tự hệ thống lượng lai siêu tụ - ắc quy, hệ thống lượng. .. kế điều khiển vịng ngồi (vịng quản lý lượng) Thiết kế điều khiển lượng cho hệ thống lưu trữ lượng lai siêu tụ - ắc quy với phương pháp điều khiển thời gian thực điều khiển dựa tần số, điều khiển