Mô hình hoá và mô phỏng một số hệ thống trên xe điện renault twizy bằng matlab simulink và carsim

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ MÔ HÌNH HĨA VÀ MƠ PHỎNG MỘT SỐ HỆ THỐNG TRÊN XE ĐIỆN RENAULT TWIZY BẰNG MATLAB/SIMULINK VÀ CARSIM GVHD: ThS NGUYỄN TRUNG HIẾU SVTH: PHẠM MINH THUẬN ĐẶNG NHỰT KHÔI SKL010737 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH HĨA VÀ MƠ PHỎNG MỘT SỐ HỆ THỐNG TRÊN XE ĐIỆN RENAULT TWIZY BẰNG MATLAB/SIMULINK VÀ CARSIM SVTH : PHẠM MINH THUẬN MSSV : 19145320 SVTH : ĐẶNG NHỰT KHƠI MSSV : 19145250 Khóa : 2019 – 2023 Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD : ThS NGUYỄN TRUNG HIẾU TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Minh Thuận MSSV: 19145320 Email: 19145320@student.hcmute.edu.vn SĐT: 0367827036 Lớp: 19145CL3B Họ tên sinh viên: Đặng Nhựt Khôi MSSV: 19145250 Email: 19145250@student.hcmute.edu.vn SĐT: 0522984807 Lớp: 19145CL3B Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Trung Hiếu Ngày nhận đề tài: 27/03/2023 Ngày nộp đề tài: 09/07/2023 Tên đề tài: MƠ HÌNH HĨA VÀ MÔ PHỎNG MỘT SỐ HỆ THỐNG TRÊN XE ĐIỆN RENAULT TWIZY BẰNG MATLAB/SIMULINK VÀ CARSIM Nội dung thực đề tài: - Tổng quan đề tài - Mô hình hóa mơ Renault Twizy MATLAB/Simulink - Thiết lập thông số mô Renault Twizy Carsim - Kết hợp mô Renault Twizy Carsim MATLAB/Simulink - Đánh giá kết mô Sản phẩm: - Thuyết minh đồ án - Mơ hình mơ xe điện Renault Twizy Matlab/Simulink Carsim TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Phạm Minh Thuận MSSV: 19145320 Họ tên Sinh viên: Đặng Nhựt Khôi MSSV: 19145250 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Mơ hình hóa mơ số hệ thống xe điện Renault Twizy Matlab/Simulink Carsim Họ tên Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Trung Hiếu NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Phạm Minh Thuận MSSV:19145320 Họ tên Sinh viên: Đặng Nhựt Khôi MSSV:19145250 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Mô hình hóa mơ số hệ thống xe điện Renault Twizy Matlab/Simulink Carsim Họ tên Giảng viên phản biện: ThS Nguyễn Quang Trãi NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:…………(Bằng chữ ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giảng viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trước tiên, nhóm em xin cảm ơn chân thành sâu sắc đến gia đình khơng có sự chăm lo, quan tâm sự nỗ lực ngày đêm gia đình để tạo điều kiện cho chúng em cắp sách đến trường quãng thời gian dài mười hai năm chúng em có lẽ khơng thể chạm đến ước mơ trở thành kỹ sư Ơ tơ sinh viên ngành “Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ” trường Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Điều thứ hai, nhóm thực đề tài xin gửi lời cảm ơn tới quý thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói chung quý thầy cô Khoa Chất lượng cao nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm thật quý báu suốt thời gian qua giúp nhóm em ngày hồn thiện thân tốt Nhóm xin gửi lời cảm ơn đến cán bộ, nhân viên trường (các thầy phịng ban, bảo, lao cơng, …) nhiệt tình hỗ trợ giúp đỡ bạn sinh viên tụi em giai đoạn học tập trường Quãng thời gian bốn năm thời sinh viên dần khép lại chúng em phải thực hoàn thành Đồ án tốt nghiệp nhằm đạt đủ điều kiện đầu trường Được sự phân công Khoa Đào tạo Chất lượng cao trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, với sự đồng ý giáo viên hướng dẫn thầy ThS Nguyễn Trung Hiếu, nhóm chúng em thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “Mơ hình hóa mơ số hệ thống xe điện Renault Twizy Matlab/Simulink Carsim” Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Nguyễn Trung Hiếu tận tình hướng dẫn, trực tiếp hỗ trợ nhóm chúng em suốt q trình thực hồn thành đề tài tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, nhóm không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho nhóm q trình học tập làm việc sau Trong trình làm đề tài, hạn chế kinh nghiệm trình độ chuyên mơn, thời gian thực có hạn nên sai sót khơng thể tránh khỏi nên nhóm mong nhận sự đóng góp ý kiến quý Thầy bạn Lời sau cùng, nhóm chúng em xin kính chúc quý Thầy cô dồi sức khoẻ, giữ vững niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh người đưa đò truyền đạt tri thức cho hệ mai sau Tp.HCM, tháng 07 năm 2023 i TĨM TẮT Tình hình xu hướng phát triển ô tô điện tiếp tục phát triển mạnh mẽ có sự gia tăng đáng kể thị trường toàn cầu Với tác động tiêu cực khí thải từ ô tô chạy động đốt đến môi trường sức khỏe người, sự gia tăng nhận thức bảo vệ môi trường Nhiều quốc gia áp dụng chính sách khuyến khích sử dụng ô tô điện, bao gồm chính sách khuyến thuế, hỗ trợ mua xe, xây dựng hệ thống sạc công cộng quy định khắt khe xe chạy nhiên liệu hóa thạch Theo tiềm phát triển việc áp dụng mô xe điện trở nên quan trọng việc nghiên cứu, thiết kế phát triển ô tô điện Mô cho phép nhà sản xuất nhà nghiên cứu đánh giá tối ưu hóa hiệu suất hệ thống tơ điện, bao gồm hiệu suất lượng, tốc độ, quãng đường được, khả vượt địa hình yếu tố khác Nó giúp tiết kiệm thời gian chi phí so với việc thực thử nghiệm vật lý cho phép thử nghiệm nhiều kịch khác để tìm giải pháp tối ưu từ đảm bảo an toàn độ tin cậy xe Với mong muốn tìm hiểu nghiên cứu kỹ dòng xe điện ứng dụng mơ dành cho lĩnh vực tơ nhóm chúng em thực đề tài: “Mơ hình hóa mơ số hệ thống xe điện Renault Twizy Matlab/Simulink Carsim” với sự hướng dẫn ThS.Nguyễn Trung Hiếu Trong trình nghiên cứu, nhóm chúng em khơng tránh thiếu sót, mong sự nắc nhở, bảo từ quý thầy cô, bạn bè Đồ án bước đầu tập trung trình bày kiến thức ô tô điện nguyên lý hoạt động ô tô điện Renault Twizy Từ đó, thu thập thơng số mô sử dụng phần mềm MATLAB/Simulink Carsim để phân tích đánh giá sức kéo, trạng thái sạc (SOC) suất tiêu hao nhiên liệu ô tô điện đạt dựa thơng số vận tốc lớn nhất, công suất mô men cực đại chu trình thử chu trình lái xe thị ngoại WLTP Tồn nội dung đề tài thể rõ qua chương: • Chương 1: Tổng quan đề tài • Chương 2: Cơ sở lý thuyết • Chương 3: Mơ hình hóa mơ Renault Twizy Matlab/Simulink • Chương 4: Thiết lập thơng số Renault Twizy Carsim • Chương 5: Kết luận hướng phát triển ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii DANH MỤC VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU x : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Mục đích nghiên cứu 1.5 Hướng nghiên cứu ý nghĩa đề tài : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu tổng quan xe điện hãng Renault SA 2.2 Giới thiệu tổng quan xe điện Renault Twizy 2.2.1 Lịch sử phát triển 2.2.2 Thân xe khung gầm 2.2.3 Các hệ thống phụ xe 13 2.2.4 Kích thước xe 15 2.2.5 Tính tốn trọng tâm xe 16 2.3 Sơ lược Matlab/Simunlink Carsim 19 2.3.1 Chức phạm vi sử dụng Matlab/ Simulink 19 2.3.2 Ứng dụng MATLAB/Simulink 21 2.3.3 Chức phạm vi sử dụng Carsim 22 2.3.4 Ứng dụng Carsim 22 : MƠ HÌNH HĨA VÀ MÔ PHỎNG RENAULT TWIZY TRÊN SIMULINK 23 3.1 Mô Explore the Electric Vehicle Reference Application (BEV) 23 3.1.1 Mơ hình mô xe điện 23 iii 3.1.2 Mơ hình hóa phận xe điện 23 3.2 Thiết lập thông số mô 51 3.3 Kết mô theo Renault Twizy 58 : THIẾT LẬP THÔNG SỐ RENAULT TWIZY TRÊN CARSIM 61 4.1 Thiết lập thông số mô 61 4.1.1 Chọn loại xe 61 4.1.2 Khối lượng treo (Rigid Sprung Mass) 61 4.1.3 Khí động lực học (Aerodynamics) 63 4.1.4 Tạo hình xe (Animator Data) 63 4.1.5 Hệ thộng truyền lực (Power Train) 67 4.1.6 Hệ thống phanh (Brake System) 67 4.1.7 Hệ thống lái (Steering System) 68 4.1.8 Hệ thống treo ( Suspension System) 69 4.1.9 Thông số bánh xe 72 4.2 Liên kết Matlab/Simulink Carsim 74 4.2.1 Các bước liên kết Matlab/ Simulink Carsim 74 4.2.2 Thay đổi khối chu kì ( Drive Cycle Source ) 81 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 86 5.1 Kết luận 86 5.2 Hướng phát triển đề tài 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 iv DANH MỤC VIẾT TẮT BEV: Battery Electric Vehicle BLDC: Brushless DC Motor CVT: Continuously Variable Transmission DOD: Depth of Discharge FTP-75: Federal Test Procedure-75 FCV: Fuel Cell Vehicle HEV: Hybrid Electric Vehicle HIL: Hardware In-Loop ICE: Internal Combustion Engine MATLAB: Matrix Laboratory NEDC: New European Driving Cycle PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle SOC: State of Charge WLTP: Worldwide Harmonised Light Vehicle Test mph: mile per hour v