Nghiên Cứu Hệ Thống Điều Khiển Trên Ôtô Hybrid.pdf

1 EBOOKBKMT COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM MỤC LỤC Trang DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ 1 DANH MỤC BẢNG BIỂU 3 LỜI NÓI ĐẦU 4 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ HYBRID 5 1 1 Khái niệm chung 5 1 2 Xu hướng p[.]

1 MỤC LỤC Trang DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ ………………………………………… DANH MỤC BẢNG BIỂU………………………………….……………… LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ HYBRID 1.1 Khái niệm chung 1.2 Xu hướng phát triển ôtô hybrid 1.3 Những nhược điểm mà ôtô hybrid khắc phục so với ôtô thông thường 1.4 Phân loại ôtô hybrid 1.4.1 Theo thời điểm phối hợp công suất 1.4.1.1 Chỉ sử dụng motor điện tốc độ chậm 1.4.1.2 Phối hợp cần công suất cao 1.4.2 Theo cách phối hợp công suất động nhiệt động điện 1.4.2.1 Kiểu nối tiếp 1.4.2.2 Kiểu song song 1.4.2.3 Kiểu hỗn hợp 1.4.2.4 So sánh ba kiểu phối hợp công suất 11 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ƠTƠ HYBRID 12 2.1 Sơ đồ tổng quát đường truyền công suất ôtô hybrid 12 2.3 Xác định công suất sinh sau phối hợp hai động 13 2.4 Đặc tính kéo bánh xe chủ động 18 2.4.1 Xác định lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động (Fk) 18 2.4.2 Xác định tỷ số truyền truyền hành tinh 19 2.4.3 Xác định công suất kéo bánh xe chủ động (Pk) 19 2.4.4 Xây dựng đặc tính kéo bánh xe chủ động 20 2.5 Phương pháp xác định thông số động lực học 21 2.5.1 Xác định lực cản chuyển động 21 2.5.2 Xây dựng đồ thị cân lực kéo 22 2.5.3 Ứng dụng đồ thị cân lực kéo để xác định thông số động lực học ôtô 23 Chương 3: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ HYBRID CỦA TOYOTA 27 3.1 Kết cấu động hybrid Toyota 27 3.1.1 Mơ hình tổng qt ơtơ hybrid 27 3.1.2 Động đốt 28 EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 3.1.3 Hộp số phân phối công suất (Hybrid Transaxle) 29 3.1.4 Motor điện máy phát điện 30 3.1.5 Bộ phận chuyển đổi điện (Inverter with Converter) 31 3.1.6 Ắc-quy điện áp cao (HV Battery - High Volt Battery) 32 3.1.7 Cáp nguồn 32 3.1.8 Ắc quy phụ 33 3.1.9 Các phận khác có cơng dụng hỗ trợ ôtô hybrid 33 3.2 Điều khiển ôtô hybrid theo chế độ làm việc 34 3.2.1 Khởi động động xe chạy 35 3.2.2 Tăng tốc nhẹ với động 35 3.2.3 Tốc độ thấp ổn định 36 3.2.4 Tăng tốc tối đa 36 3.2.5 Tốc độ cao ổn định 36 3.2.6 Tốc độ tối đa 37 3.2.7.Giảm tốc độ phanh: 37 3.2.8.Chế độ lùi xe: 38 3.2.9.Màn hình tiêu thụ nhiên liệu 39 3.2.10.Hệ thống mở cửa khởi động hệ thống: 39 3.2.11.Các chế độ làm việc: 40 3.3 Hoạt động hệ thống 41 3.3.1 Các biện pháp an toàn 42 3.3.2.Sự an toàn xe ngập nước 43 3.3.3.Cụm hộp số hybrid bao gồm 44 3.3.4.Bộ ly hợp: 44 3.3.5 Động điện 1,động điện 45 3.3.6 Bộ bánh hành tinh: 47 3.3.7 Bộ giảm tốc 47 3.3.8 Động điện nam châm vĩnh cửu 48 3.3.9 Cảm biến tốc độ 48 3.3.10 Máy biến đổi điện: 49 3.3.11 Bộ chuyển đổi khuếch đại 49 3.3.12 Máy biến đổi điện làm lạnh 51 3.3.13 Hệ thống làm mát máy biến đổi điện,động điện động điện 2: 51 3.3.14 ECU điều khiển kết hợp hệ thống hybrid: 52 Chương 4: QUY TRÌNH KIỂM TRA BẢO DƯỠNG 53 4.1 Tìm hiểu ắc quy cao áp 53 EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 4.2 Cách sử dụng ắc quy cao áp tốt 54 4.3 Hiện tượng hư hỏng, nguyên nhân, sửa chữa bảo dưỡng 55 4.3.1 Hiện tượng nguyên nhân hư hỏng 55 4.3.2 Phương pháp kiểm tra sửa chữa nạp điện cho ắc quy 56 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM LỜI NÓI ĐẦU Trong nhiều năm trở lại đây, giới phải đối mặt với vấn đề lớn ô nhiễm môi trường, cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch Một loạt ảnh hưởng tác động xấu bắt nguồn từ vấn đề Để khắc phục vần đề khó khăn nói trên, với ngành khoa học cơng nghệ khác ngành công nghiệp ôtô kết hợp với trung tâm, sở nghiên cứu công nghệ khắp nơi giới tìm cách cải tiến thay cơng nghệ xe Mục đích nghiên cứu, thử nghiệm nhằm giảm phát thải nhiễm giảm tiêu hao thay nhiên liệu truyền thống Đã có vài cơng nghệ đại tối ưu áp dụng cho xe hơi, số cơng nghệ hybrid electric áp dụng rộng rãi ngành chế tạo ôtô Với ưu điểm hiệu nó, cơng nghệ hybrid lựa chọn phù hợp cho nhà sản xuất xe tương lai Có nhiều mẫu xe hãng tiếng thu thành công tung thị trường như: Toyota Prius, Honda Insight Với thành công cần thiết cơng nghệ hybrid nêu trên, em nghiên cứu mạnh dạn chọn đề tài “Nghiên cứu hệ thống điều khiển ôtô hybrid” làm đề tài tốt nghiệp Với nỗ lực cố gắng mình, với hướng dẫn tận tình Thầy Thân Quốc Việt, em thực hoàn thành khối lượng theo yêu cầu Tuy nhiên, đề tài phạm vi rộng hạn chế nhiều tài liệu kiến thức thực tế, nên tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn để đề tài hoàn thiện Hà Nội, Ngày 18 tháng 05 năm 2013 Sinh viên thực Đỗ Văn Tuấn EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ HYBRID 1.1 Khái niệm chung Ơ tơ hybrid dịng xe sử dụng động tổ hợp, kết hợp động chạy lượng thông thường (xăng, Diesel…) với động điện lấy lượng điện từ ắc-quy cao áp phối hợp hai nguồn nhiên liệu xăng diesel, xăng khí ga hay xăng biodiesel Nhưng phạm vi đề tài em tập trung nghiên cứu vào cách phối hợp động chạy xăng động điện lấy lượng từ ắc quy cao áp Điểm đặc biệt ắc-quy nạp điện với chế nạp “thông minh” xe phanh, xuống dốc…, gọi trình phanh tái tạo lượng Nhờ mà ơtơ tiết kiệm nhiên liệu vận hành động điện đồng thời tái sinh lượng điện để dùng cần thiết 1.2 Xu hướng phát triển ôtô hybrid Sự phát triển phương tiện giao thông khu vực giới nói chung khơng giống nhau, nước có quy định riêng khí thải xe , có xu hướng bước cải tiến chế tạo loại ôtô mà mức ô nhiễm thấp giảm tối thiểu tiêu hao nhiên liệu Điều cấp thiết mà nguồn tài nguyên dầu mỏ ngày cạn kiệt dẫn đến giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập người dân lại tăng không đáng kể Các xe chạy Diesel, xăng nhiên liệu khác tràn ngập thị trường gây ô nhiễm môi trường, làm cho bầu khí ngày xấu đi, hệ sinh thái thay đổi Vì việc tìm phương án để giảm tối thiểu lượng khí gây nhiễm mơi trường vấn đề cần quan tâm ngành tơ nói riêng người nói chung Ơtơ khơng gây nhiễm (zero emission) mục tiêu hướng tới nhà nghiên cứu chế tạo ơtơ ngày Có nhiều giải pháp công bố năm gần đây, như: hồn thiện q trình cháy động cơ, sử dụng loại nhiên liệu không truyền thống cho ôtô LPG, khí thiên nhiên, methanol, biodiesel, điện, pile nhiên liệu, lượng mặt trời, ôtô lai (hybrid) Phạm vi viết bàn ôtô hybrid EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 1.3 Những nhược điểm mà ôtô hybrid khắc phục so với ơtơ thơng thường Ơtơ hybrid sinh khắc phục nhiều nhược điểm ôtô thông thường tổn thất lượng khởi động nguội, tổn thất phanh, lượng phát thải lớn chế độ không tải, tổn hao chuyển tay số,… Chúng ta tìm hiểu số tổn hao - Tổn thất khởi động nguội: động nhiệt thông thường ngừng hoạt động thời gian lâu việc khởi động lại động tiêu tốn nhiều lượng cho việc sởi ấm động cơ, hịa khí đậm khởi động nguội dẫn đến tượng cháy khơng hồn tồn Ơtơ khởi động động điện nên gần khắc phục điệu - Tổn thất phanh: phanh động cơ, nguồn lượng lớn từ động bị bỏ phí khơng có tác dụng kéo động Ở ôtô hybrid khắc phục điều cách sử dụng phanh tái sinh lượng - Lượng phát thải lớn chế độ không tải: chế độ không chế độ phát thải lớn động thông thường Trong chế độ động hoạt động để sinh lượng để thắng lực cản động Ơtơ hybrid khắc khục điều cách sử dụng động điện cho chế độ chạy không tải - Tổn hao chuyển tay số: để khắc phục điều số ơtơ hybrid dùng động điện để thay đổi tốc độ xe mô men kéo động Vậy nên loại bỏ hộp số động thông thường 1.4 Phân loại ôtô hybrid 1.4.1 Theo thời điểm phối hợp công suất 1.4.1.1 Chỉ sử dụng motor điện tốc độ chậm Khi ôtô bắt đầu khởi hành, motor điện hoạt động cung cấp công suất giúp xe chuyển động tiếp tục tăng dần lên với tốc độ khoảng 25 mph (1,5 km/h) trước động xăng tự khởi động Để tăng tốc nhanh từ điểm dừng, động xăng phải khởi động cung cấp cơng suất tối đa Ngồi ra, motor điện EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM động xăng hỗ trợ cho điều kiện lái yêu cầu nhiều công suất, leo dốc, leo núi vượt qua xe khác Do motor điện sử dụng nhiều tốc độ thấp, nên loại có khả tiết kiệm nhiên liệu lái đường phố đường cao tốc Toyota Prius Ford Escape Hybrid hai dịng điển hình thuộc loại 1.4.1.2 Phối hợp cần công suất cao Motor điện hỗ trợ động xăng điều kiện lái yêu cầu nhiều cơng suất, q trình tăng tốc nhanh từ điểm dừng, leo dốc vượt qua xe khác, cịn điều kiện bình thường xe chạy động xăng Do đó, hybrid loại tiết kiệm nhiên liệu đường cao tốc động xăng bị gánh nặng Điển hình Honda Civic Hybrid Honda Insight thuộc loại thứ hai Cả hai loại lấy công suất từ ắc-quy motor điện sử dụng đương nhiên làm yếu cơng suất ắc-quy Tuy nhiên, xe hybrid không cần phải cắm vào nguồn điện để sạc có khả tự sạc 1.4.2 Theo cách phối hợp công suất động nhiệt động điện 1.4.2.1 Kiểu nối tiếp Động điện truyền lực đến bánh xe chủ động, công việc động nhiệt kéo máy phát điện để phát sinh điện nạp cho ắc-quy cung cấp cho động điện Hình 1.1a Hệ thống hybrid nối tiếp EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM Dòng điện sinh chia làm hai phần, để nạp ắc-quy dùng chạy động điện Động điện cịn có vai trị máy phát điện (tái sinh lượng) xe xuống dốc thực trình phanh Hình 1.1b Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid nối tiếp Ưu điểm: Động đốt không hoạt động chế độ không tải nên giảm ô nhiễm môi trường, Động đốt chọn chế độ hoạt động tối ưu, phù hợp với loại ôtô Mặt khác động nhiệt hoạt động xe chạy đường dài quãng đường quy định dùng cho ăcquy Sơ đồ khơng cần hộp số Nhược điểm: Tuy nhiên, tổ hợp ghép nối tiếp tồn nhược điểm như: Kích thước dung tích ắc-quy lớn so với tổ hợp ghép song song, động đốt làm việc chế độ nặng nhọc để cung cấp nguồn điện cho ắc-quy nên dễ bị tải 1.4.2.2 Kiểu song song Dòng lượng truyền tới bánh xe chủ động song song Cả động nhiệt motor điện truyền lực tới trục bánh xe chủ động với mức độ tùy theo điều kiện hoạt động khác Ở hệ thống động nhiệt đóng vai trị nguồn lượng truyền moment cịn motor điện đóng vai trị trợ giúp tăng tốc vượt dốc Kiểu không cần dùng máy phát điện riêng động điện có tính giao hốn lưỡng dụng làm nhiệm vụ nạp điện cho ắc-quy chế độ hoạt EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM động bình thường, tổn thất cho cấu truyền động trung gian, khởi động động đốt dùng máy phát điện để nạp điện cho ắc-quy Hình 1.2a Hệ thống hybrid song song Ưu điểm: Cơng suất ôtô mạnh sử dụng hai nguồn lượng, mức độ hoạt động động điện động nhiệt nên dung lượng bình ắcquy nhỏ gọn nhẹ, trọng lượng thân xe nhẹ so với kiểu ghép nối tiếp hỗn hợp Nhược điểm: Động điện phận điều khiển motor điện có kết cấu phức tạp, giá thành đắt động nhiệt phải thiết kế cơng suất lớn kiểu lai nối tiếp Tính ô nhiễm môi trường tính kinh tế nhiên liệu khơng cao Hình 1.2b Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid song song 1.4.2.3 Kiểu hỗn hợp EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 10 Hệ thống kết hợp hai hệ thống nối tiếp song song nhằm tận dụng tối đa lợi ích sinh Hệ thống lai nối tiếp có phận gọi "thiết bị phân chia công suất" chuyển giao tỷ lệ biến đổi liên tục công suất động nhiệt động điện đến bánh xe chủ động Tuy nhiên xe chạy theo "kiểu êm dịu" với động điện Hệ thống chiếm ưu việc chế tạo xe hybrid Hình 1.3a Hệ thống hybrid hỗn hợp Hình 1.3b Sơ đồ truyền động hệ thống hybrid hỗn hợp EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 46 Công dụng Máy phát ,khởi động Điện áp lớn Dòng điện xoay chiều Dòng điện xoay chiều 500v 273.6 Hệ thống làm mát Làm mát nước Đặc điểm động điện Dòng xe ‘04 Kiểu Động điện dùng nam châm vĩnh cửu Công dụng Máy phát ,khởi động Điện áp lớn Dòng điện xoay chiều Dòng điện xoay chiều 500v 273.6 Đầu lớn KW/(vòng/phút) 50(68)/1,200-1,540 Momen xoắn lớn 400(40.8)/0-1.200 Nm/(vòng/phút) Hệ thống làm mát Dòng xe ‘03 33(45)/1.040-5.600 350(35.7)/0-400 Làm mát nước Mô tả động điện 1: Động điện sạc pin điện áp cao cung cấp lượng điện Để điều khiển động điện Ngoài ra, cách điều chỉnh lượng điện tạo (thay đổi điện trở bên động điện số vòng quay), động điện kiểm soát hiệu truyền dẫn thay đổi liên tục cụm hộp số tự động động điện động khởi động Mô tả động điện 2: Động điện động làm việc để lái xe Việc bổ sung đặc tính momen xoắn mạnh động điện giúp đạt hiệu suất động vượt trội, bao gồm việc khởi động êm tăng tốc Trong suốt trình hãm điện cho động điện,động điện biến đổi động thành lượng điện,sau tích trữ pin cao áp EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 47 Ghi chú: Kéo xe Prius bị hư hỏng với bánh xe phía trước mặt đất gây nguyên nhân động điện để tạo điện Nếu điều xảy ra, cách điện bị rị rỉ gây đám cháy Luôn kéo xe với bánh xe trước khỏi mặt đất phẳng 3.3.6 Bộ bánh hành tinh: Các bánh hành tinh sử dụng thiết bị phân chia lực bánh mặt trời kết nối với động điện 1,bánh bao kết nối với động điện bánh hành tinh kết nối với trục đầu động Các lực từ động truyền từ bánh phát động đến giảm tốc thông qua truyền xích Bảng 4: Liên kết bánh hành tinh Chi tiết Liên kết Bánh mặt trời Động điện Bánh bao Động điện Bánh hành tinh Trục thứ cấp Hình 3.10: Bộ bánh hành tinh 3.3.7 Bộ giảm tốc Bộ giảm tốc bao gồm đai xích, bánh trung gian bánh cuối Bộ đai xích với chiều rộng bước xích nhỏ đảm bảo hoạt động êm.Chiều dài tổng thể giảm trái ngược với điều khiển hộp số EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 48 Các bánh trung gian bánh cuối gia cơng thơng qua rèn luyện độ xác cao mặt bên bánh tối ưu hóa để đảm bảo hoạt động cực êm Bộ giảm tốc: Các bánh cuối tối ưu hóa để giảm khoảng cách trục trung tâm động trục vi sai làm cho truyền nhỏ gọn 3.3.8 Động điện nam châm vĩnh cửu Khi máy phát điện ba pha xoay chiều truyền thông qua cuộn dây cuộn dây stator, từ trường quay tạo Khi quay từ trường phù hợp thời gian mối quan hệ với rotor, từ trường kéo nam châm vĩnh cửu nằm bên rotor vịng trịn, làm cho rotor quay tạo mơ-men xoắn động điện Các mô-men xoắn tạo tương ứng với lượng dòng điện chiều qua cuộn dây stator tốc độ quay điều khiển tần số dòng điện xoay chiều ba pha Trên dòng xe '04 Prius đời sau tạo nam châm vĩnh cửu thay đổi thành cấu trúc hình chữ V để cải thiện lượng điện mô-men xoắn Kết cấu nam châm vĩnh cửu:cấu trúc chữ v nam châm dòng xe ’04 đời sau cung cấp 50% lượng mơ hình trước 3.3.9 Cảm biến tốc độ Cảm biến đáng tin cậy nhỏ gọn nhận diện xác vị trí cực từ, điều cần thiết cho việc kiểm sốt động điện động điện Cảm biến stator có ba cuộn dây Kể từ rotor có hình oval, khoảng cách stator rotor thay đổi theo vịng quay rotor Ngồi ra, ECU điều khiển hệ thống sử dụng cảm biến cảm biến số vòng quay, tính tốn số lượng vị trí khác khoảng thời gian định trước Đầu cuộn dây B C dịng điện so le 90 độ.Vì rotor hình oval, khoảng cách khe hở stator rotor thay đổi theo quay rotor Bởi qua dịng điện xoay chiều thơng qua cuộn dây A, đầu tương ứng với cảm vị EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 49 trí cảm biến rotor tạo cuộn dây B C.Vị trí túy phát khác biệt kết đầu Hình 11 : Cảm biến tốc độ 3.3.10 Máy biến đổi điện: Máy biến đổi điện thay đổi điện áp cao dòng điện chiều từ pin điện áp cao vào dòng điện xoay chiều ba pha cho động điện động điện Các ECU điều khiển hoạt động transistors Ngoài ra,máy biến đổi điện truyền thông tin cần thiết để điều khiển dòng chiều, chẳng hạn đầu cường độ dòng điện điện áp, với ECU điều khiển hệ thống Máy biến đổi điện,động điện động điện làm mát tản nhiệt chuyên dụng hệ thống làm mát tách biệt với hệ thống làm mát động Các ECU điều khiển máy bơm điện cho hệ thống Trong Prius '04 sau , tản nhiệt đơn giản hóa khơng gian chiếm tối ưu 3.3.11 Bộ chuyển đổi khuếch đại Chuyển đổi khuyếch đại làm tăng điện áp định mức dòng điện chiều 201.6V lượng pin cao áp với điện áp dòng điện chiều tối đa 500V Để tăng điện áp, chuyển đổi sử dụng tăng IPM (tích hợp lượng 50 điều khiển điện tử) tạo IGBT (lớp bọc cách điện cực transistor) để chuyển đổi điều khiển, lò phản ứng để lưu trữ lượng Khi động điện động điện hoạt động máy phát điện, máy biến đổi điện chuyển đổi xoay chiều (khoảng từ 201.6V đến 500V) tạo cách động tạo thành dòng điện chiều, sau chuyển đổi tăng giảm điện áp đến dịng điện chiều 201.6V để sạc pin cao áp Hình 3.12: Sơ đồ lắp ráp máy biến đổi điện Chuyển đổi: Các thiết bị phụ trợ xe (như đèn chiếu sáng, hệ thống âm thanh, hệ thống lạnh quạt làm mát, ECU, vv) trang bị tiêu chuẩn dòng điện chiều 12V Trên '01-'03 Prius, điện áp máy phát điện hệ thống toyota hybrid dòng điện chiều 273.6V A chuyển đổi điện áp từ 273.6V đến 12V (dòng điện chiều) để sạc ắc quy phụ trợ Trên Prius '04 sau đó, máy phát điện hệ thống toyota hybrid-II điện áp định mức 201.6V(dòng điện chiều) Bộ chuyển đổi chuyển đổi điện áp từ 201.6V đến 12V(dòng điện chiều) để sạc pin phụ trợ EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 51 Hình 3.13: Sơ đồ hệ thống chuyển đổi dòng điện chiều 3.3.12 Máy biến đổi điện làm lạnh Hình 3.14: Máy biến đổi điện làm lạnh Việc lắp đặt máy biến đổi điện bao gồm máy biến đổi điện riêng biệt cho hệ thống điều hịa khơng khí thay đổi điện áp định mức pin cao áp dòng điện chiều 201.6V vào dòng điện xoay chiều 201.6V để chuyển đổi lượng điện hệ thống điều hịa khơng khí để nén khí 3.3.13 Hệ thống làm mát máy biến đổi điện,động điện động điện 2: Một hệ thống làm mát chuyên dụng sử dụng máy bơm nước để làm mát máy biến đổi điện,động điện động điện Nó tách biệt với hệ thống làm mát động hệ thống làm mát hoạt động có điện chuyển sang để đánh lửa EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 52 Hình 3.15: Các tản nhiệt để làm mát hệ thống tích hợp với tản nhiệt cho động 3.3.14 ECU điều khiển kết hợp hệ thống hybrid: Điều khiển động điện 1, động điện động dựa yêu cầu momen xoắn ,điều khiển lực hãm phanh tình trạng nạp điện ắc quy điện áp cao (SOC) Những yếu tố xác định vị trí thay đổi, mức độ tăng tốc tốc độ xe Các ECU điều khiển theo dõi tình trạng nạp pin cao áp nhiệt độ pin cao áp, động điện động điện Để đảm bảo tắt mạch đáng tin cậy bảo vệ mạch từ điện áp cao xe ECU điều khiển sử dụng ba rơ le đặt hệ thống Relay lắp ráp để kết nối ngắt kết nối mạch điện cao áp Nếu ECU điều khiển phát cố hệ thống lai, điều khiển hệ thống dựa liệu lưu trữ nhớ EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 53 Chương 4: QUY TRÌNH KIỂM TRA BẢO DƯỠNG Điểm lo ngại lớn mà người sử dụng ôtô hybrid dung lượng ắc quy cao áp ôtô hybrid không cao cần phải thay sau thời gian sử dụng Để tăng tuổi thọ cho ắc quy cao áp cần phải bảo dưỡng sử dụng cách hợp lý Vậy nên đề tài em xây dựng quy trình bảo dưỡng ắc quy cao áp Nhằm góp phần cải thiện thời gian sử dụng ắc quy cao áp cho người sử dụng ôtô hybrid Ở phần đến hư hỏng ắc quy, chuẩn bị dụng cụ để bảo dương cuối quy trình bảo dưỡng 4.1 Tìm hiểu ắc quy cao áp Công nghệ ắc qui niken-kim loại hyđrua đóng kín (Ni- MH) phát triển cho hệ thống hybrid cung cấp lượng cao tuổi thọ cao.Hệ thống hybrid điều khiển nạp xả để giữ ắc quy điện áp cao trạng thái điện không đổi Các ắc quy điện áp cao, ECU điều khiển ắc quy SMR (hệ thống rơle chính) chứa hộp đơn đặt khoang hành lí phía sau ghế sau Nguồn ắc quy điện áp cao chứa sáu hợp kim ni ken Hy-đrua kim loại pin 1.2 V nối để tạo mô đun Trong 01-03 Prius', 38 mô đun chia vào hai chỗ giữ nối tiếp mạch điện Như vậy, nguồn ắc quy cao áp chứa tổng số (của) 228 pin có điện áp định mức 273.6 V Trong Prius '04 sau đó, 28 module kết nối với điện áp định mức 201.6V Các pin kết nối hai nơi để giảm kháng bên ắc quy Các điện cực ắc quy điện áp cao làm xốp hợp kim niken hydrua kim loại Chú ý: Đối với thơng tin tái chế pin, tham khảo Chính sách Bảo hành thủ tục hướng dẫn EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 54 Bảng 5: Thông số ắc quy điện áp cao Bộ ắc quy điện áp cao Prius ’04 sau Điện áp ắc quy 201.6V Prius ’01 đến ‘03 273.6V Số modun ắc quy 28 38 Số pin 168 228 Điện áp modun ắc quy 7.2V 7.2V 4.2 Cách sử dụng ắc quy cao áp tốt Sử dụng ắc quy cao áp cách làm tăng tuổi thọ pin tránh rủi khơng đáng có  Sạc Khi sạc nhanh, nên sạc pin NiMH máy sạc pin thông minh để tránh sạc mức, gây hư hỏng pin tạo điều kiện nguy hiểm Các pin NiMH đại có chứa chất xúc tác để phản ứng với loại khí sinh trình sạc mức để pin không bị tổn hại (2 H2 + O2 xúc tác > H2O) Tuy nhiên, làm việc dòng điện lên tới C/10 h (điện dung danh nghĩa chia cho 10 tiếng) Vì có phản ứng này, pin nóng lên nhiều, đánh dấu kết thúc trình sạc Một số máy sạc nhanh có quạt để giữ pin mát Một số nhà sản xuất thiết bị cho pin NiMH sạc cách an toàn đơn giản với sạc pin dịng điện (thấp) ổn định, có hay khơng có đồng hồ tính việc thường xun sạc mức cho phép với dịng lên tới cỡ C/10 h Trên thực tế, hình thức áp dụng cho điện thoại bàn không dây loại sạc pin rẻ tiền Dù an tồn, điều khơng tốt cho tuổi thọ pin Theo hướng dẫn sạc pin NiMH Panasonic, thiết bị nạp điện thường xuyên (sạc q mức dịng nhỏ) khiến pin bị hỏng tỷ lệ nạp điện giới hạn tới mức 0,033×C 0,05×C cho tối đa 20 để tránh làm hỏng pin EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 55 Việc sạc pin NiMH quy trình bảo quản dài hạn pin cần dùng xung theo chu kỳ phục vụ với dòng điện cao thay cho dùng dòng điện thấp thời gian dài để bảo quản tuổi thọ cho pin Pin hay pin không sử dụng khoảng thời gian cần sạc đầy trước sử dụng Cũng lý pin phải cần trải qua vài trình sạc/xả trước đạt mức điện dung cơng bố  Xả Cần thận trọng tiến hành xả pin nhằm đảm bảo hay nhiều viên pin loạt pin nối kết với nhau, tương tự hai hay bốn viên pin AA máy ảnh số, khơng bị xả hết tồn rơi vào tình trạng đảo cực Các viên pin khơng hồn tồn giống nhau, khơng tránh tình trạng viên bị xả hết hoàn toàn trước viên khác Khi điều xảy ra, viên pin "tốt" bắt đầu "biến" viên xả hết đảo chiều, điều khiến viên pin hỏng hoàn toàn Một số máy ảnh, thiết bị định vị tồn cầu PDA dị điện áp chấm dứt xả an tồn tồn nhóm pin chấm dứt trình xả, thiết bị khác đèn chớp số đồ chơi khơng có chức Khi nhận thấy đèn tối thiết bị hoạt động chậm lại, cần tắt thiết bị để tránh tình trạng đảo cực Đối với thiết bị sử dụng viên pin, tình trạng đảo cực khơng xảy ra, khơng có viên pin khác sạc ngược cho nó xả hết Pin NiMH có tỷ lệ tự xả cao pin NiCd Tỷ lệ tự xả ngày thường mức 5-10%, ổn định khoảng 0,5-1% ngày nhiệt độ phòng Tỷ lệ bị ảnh hưởng lớn nhiệt độ bảo quản pin 4.3 Hiện tượng hư hỏng, nguyên nhân, sửa chữa bảo dưỡng 4.3.1 Hiện tượng nguyên nhân hư hỏng Hiện tượng: Nứt, vỡ vỏ, nắp, cực cầu nối Nguyên nhân: Phần lớn không tuân thủ quy tắc bảo dưỡng kỹ thuật vận hành Phương pháp kiểm tra sửa chữa bảo dưỡng: Làm sơ Nếu vỏ có khe hở nứt gân góc khơng q mm tiết diễn khơng q 2cm2,Thì ta trát đầy chất dẻo EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 56 4.3.2 Phương pháp kiểm tra sửa chữa nạp điện cho ắc quy TT Nội dung bước Chèn xe Dụng cụ cắt Khối mát ắc quy Phương pháp thao tác Yêu cầu kỹ thuật Kéo phanh tay dùng khối Xe chèn phải an gỗ tam gỗ chèn trước bánh xe tồn Cơng tắc mát giác phía hướng di chuyến phải trạng thái xe Cắt công tắc mát ắc Khoá quy Xác định cực Đồng tính Đặt hai que so vơn kế Thời gian thao tác ắc hồ vạn chiều lên cực tính phải quy nhanh Xác ắc quy, quan sát kim định xác cực vơn kế quay theo chiều tính ắcquy thuận que so dương đặt nối với sườn xe cực tính dương ắc quy ngược lại lần theo dây đầu bọc để xác định cực tính bắt sườn xe Tháo dây đầu Clê 14, Dùng clê 14 Tránh để Clê nối bọc bắt cực âm kìm cơng, giữ nơi ngắn mạch cực cực dương nhọn lỏng bulon đai ốc bắt chặt tính ắc quy ắc quy đầu bọc, sau dùng kìm Tránh làm hỏng ren nhọn cặp tháo dây đầu bọc bulon đai ốc, đầu khói cực ắc quy sườn cực ắc quy xe, cực ắc quy cọc đồng phải máy khởi động Tháo giá kẹp Clê 12, Tháo bulon đai ốc bắt Tránh để Clê nối ắc quy Bê ắc 14 quy khỏi xe giá kẹp giữ chặt ắc quy ngắn mạch cực tính ắc quy Tránh làm hỏng ren bulon đai ốc, đầu cực ắc quy EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 57 Vệ sinh bình ắc Chổi, Dỗi nước, dùng chổi lơng Bề mặt ngồi ắc quy dẻ, rửa bụi bẩn bám vào quy vệ sinh nước, nắp cọc ắc quy Dùng chất chất tẩy làm lần cuối, tẩy dẻ lau khơ khí nén thổi Kiểm tra lỗ Kìm, thơng Dùng kìm nhọn cặp vặn Lỗ nút bình phải que nút ắc quy ra, sau lấy đảm bảo thông thông que thông lỗ nút đổ dung dịch vệ sinh nút đậy Nạp điện cho Kiểm Kiểm tra điều chỉnh ổ phích cắm nguồn ắc quy Kiểm tra an công tắc nguồn, chiết áp phải đảm bảo tiếp tra an toàn toàn điều chỉnh náy nạp xúc điện tốt Bút trạng thái khố.Cắm phích thử cắm điện máy mạp vào ổ điện điện xoay chiều 220V sau dùng bút thử rị điện xoay chiều 220V vỏ máy nạp Đấu dây đầu Clê 14 Bắt chặt dây đầu bọc vào Dương ắc quy với bọc từ máy nạp cực máy nạp cực tính ắc dương máy nạp, âm đến cực tính ắc quy quy ắc quy với âm máy nạp Bật công tắc Clê 14 Bắt chặt dây đầu bọc vào Dương ắc quy với nguồn máy nạp cực máy nạp cực tính ắc dương máy nạp, âm đến cực tính ắc quy Bật cơng tắc nguồn ắc quy với âm máy Điều vị trí ON Hiệu chỉnh chiết nạp Quan sát thấy chỉnh chiết áp áp nguồn quan sát đồng hồ kim vôn kế Quan sát dòng ampe đọc giá trị dòng dừng giá trị cần quy Nạp Ngừng nạp nạp dừng lại nạp điện cho ắc EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 58 quy 10 nạp Clê 14 Ngừng điện cho ắc Tắt công tắc nguồn, rút Tránh để Clê nối phích cắm, tháo ngắn mạch hai dây đầu bọc quy cực tính ắc quy.Tránh làm hỏng ren bulon đai ốc, đầu cực ắc quy 11 Đo điện áp Đồng ắc quy Xoay núm chuyển mạch Đo đọc xác hồ vạn đồng hồ đo thang mức điện áp ắc kiểm tra Vôn kế chiều, quy đặt que đo dương lên cọc dương ắc quy, que đo âm lên cọc âm ắc quy đọc số vạch thang độ EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 59 KẾT LUẬN Sau gần hai tháng làm việc liên tục với hướng dẫn tận tình thầy giáo Th.s Thân Quốc Việt, góp ý bạn bè em hoàn thành đề “Nghiên cứu hệ thống điều khiển ôtô HYBRID TOYOTA” Đề tài đưa nguyên lý hệ thống điều khiển ôtô hybrid.Hệ thống điều khiển ôtô hybrid gồm có điều khiển động điện, điều khiển phanh tái tạo điều khiển theo chế độ làm việc động Cụ thể phạm vi đề tài tơi tập trung vào nghiên cứu ngun lý điều khiển hệ thống theo chế độ làm việc xe Đề tài phần làm rõ vấn đề cần nghiên cứu, hệ thống điều khiển ơtơ hybrid Đồng thời em tìm hiểu hư hỏng ắc quy cao áp lập quy trình bảo dưỡn pin cao áp Do nội dung đề tài nghiên cứu có khối lượng tương đối lớn nên q trình làm khơng tránh khỏi thiếu sót định, mong nhận ý kiến đóng góp q báu thầy bạn nhằm bổ sung cho đề tài ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Đỗ Văn Tuấn EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM 60 [1] TÀI LIỆU THAM KHẢO Hybrid Vehicles and the Future of Personal Transportation, Allen fuhs, CRC Press Taylor & Fransis group, New York, 2009 [2] Toyota Prius Hybrid [3] Toyota Hybrid Training 2012 [4] Toyota Prius Hybrid ZVW35 Service manual library [5] Toyota Hybrid System [6] Tài liệu từ internet EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN VIỆT NAM