Luận văn thạc sĩ: Chế tạo mô hình hệ thống truyền động Hybrid trên xe Toyota Prius phục vụ giảng dạy

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Dẫn nhập

Ngày nay vấn đề khan hiếm nhiên liệu hóa thạch và vấn đề ô nhiểm môi trường do khí thải của động cơ đốt trong tạo ra áp lực lớn với các nhà sản suất ô tô trên thế giới Xét về góc độ giảm ô nhiểm môi trường thì ô tô với động cơ điện là lựa chọn tốt nhất để lựa chọn, những năm gần đây đã có nhiều hãng xe ô tô lớn cho ra mắt nhiều chủng loại ô tô sử dụng động cơ điện Trên thực tế hiện tại thì ô tô sử dụng động cơ đốt trong vẫn còn phổ biến và là hình ảnh quen thuộc đến nhiều thế hệ mai sau Ô tô với hệ truyền động hybrid được xem là tối ưu để giải quyết vấn đề giảm ô nhiểm môi trường, giảm tiêu hao nhiên liệu hóa thạch mà không phải hủy bỏ hàng loạt dây truyền sản suất xe cơ giới truyền thống và hình ảnh quen thuộc ô tô truyền thống Ô tô Hybrid có hệ truyền động được cấu thành từ động cơ đốt trong truyền thống và động cơ điện được chế tạo từ những năm đầu thế kỉ 18 nhưng do nhiều yếu tố như khả năng phát triển và ứng dụng điện điện tử vào điều khiển động cơ điện chưa đạt hiệu quả như mong muốn đồng thới động cơ đốt trong ngày càng được cải tiến mang lại hiệu quả cao nên động cơ đốt trong được xem như lựa chọn tốt nhất thời điểm bấy giờ

Sự nỗ lực đáng kể nhất trong lịch sử phát triển và thương mại hóa xe Hybrid được tạo ra bởi các nhà sản suất xe ô tô đến từ nhật bản Cuối thế kỷ XIX hãng xe hơi Toyota cho ra thị trường mẩu sedan Prius ở Nhật, đồng thời hãng Honda cũng ra mắt mẫu Honda Civic hybrid những mẫu xe trên hiện vẫn lưu thông trên thế giới

Những năm gần đây với sự phát triển của khoa học và công nghệ tiên tiến các nhà sản suất ô tô trên thế giới đã ứng dụng công nghệ điều khiển hiện đại và chọn xe Hybrid là giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề ô nhiểm môi trường và tiêu hao nhiên liệu

Vì vậy có thể nói hệ thống truyền động hybrid hiện nay là hệ truyền động ứng dụng công nghệ hiện đại để phối hợp truyền công suất giữa động cơ xăng truyền thống với động cơ điện một cách tối ưu nhất Chương trình đào tạo về hệ thống truyền động hybrid đã được nhiều trường đại học, cao đẳng, các trung tâm đào tạo nghề đưa vào giảng dạy gần đây, tuy nhiên vẫn còn nhiều khó khăn chung như tài liệu tham khảo; mô hình dạy học về hệ thống truyền động hybrid vẫn còn rất khiêm tốn, vấn đề nghiên cứu giao tiếp với máy tín để mô phỏng, thực nghiệm khảo sát còn hạn chế, chưa đồng bộ

Với vai trò vừa là quản lý vừa là giáo viên trực tiếp tham gia giảng dạy chuyên ngành công nghệ ô tô cho học sinh sinh viên tại trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ Vì lý do đó tôi xin chọn đề tài: “Chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid trên xe

Toyota Prius phục vụ giảng dạy tại trường cao đẳng nghề cần thơ”, với mong muốn tạo ra thêm nhiều mô hình dạy học để phục vụ cho công tác đào tạo của trường.

Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1 Một số nghiên cứu trong nước

Những năm gần đây cũng đã có không ít cán bộ khoa học công nghệ đã nghiên cứu về hệ thống truyền động hybrid trên ô tô, nhiều mô hình hệ thống truyền động hybrid cũng được các trường nghề và các cơ sở cung cấp thiết bị dạy nghề thực hiện, nhiều sinh viên cũng chọn nội dung thiết kế chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid để làm đề tài tốt nghiệp Tuy vậy, các đề tài này chủ yếu nghiên cứu việc khảo sát các tính năng

*Đề tài tốt nghiệp “Toyota Prius Hybrid 2004 -2009” ngành Công nghệ Kỹ thuật ô tô – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tháng 1 năm 2017: Đề tài này cung cấp tổng quát và chi tiết về cấu tạo các bộ phận về hệ thống hybrid trên các xe Toyota Prius thế hệ 1 và 2 từ 2004 đến 2009 đây là 2 thế hệ hybrid đầu tiên nên công nghệ chưa cao và có nhiều điểm hạn chế so với các thế hệ hiện nay đồng thời nội dung đề tài trên chưa chỉ ra được mạch điện điều khiển quạt làm mát cho pin cao áp

*Đề tài tốt nghiệp “Chuyên Đề Về Ô Tô Hybrid” ngành Công nghệ Kỹ thuật ô tô – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tháng 1 năm 2016:

Nội dung chủ yếu của đề tài chỉ giới thiệu tổng quan về xe Hybrid, cấu tạo các bộ phận và các chế độ vận hành, các lỗi thường gặp và cách ứng phó khẩn cấp đây là nguồn tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên tìm hiểu về xe Hybrid tuy nhiên chủ yếu vào 2 thế hệ Hybrid đầu tiên

1.2.2 Một số nghiên cứu trên thế giới

Qua nghiên cứu các đề tài cũng như các công ty chế tạo mô hình ngoài nước đơn cử như:

* Đề tài “Toyota Hybrid Synergy Drive” – Tác giả Soheil Seyed Hosseini – Trường đại học Rochester – Tháng 10 năm 2015: Nội dung đề tài chủ yếu tập trung tìm hiểu hệ thống “Toyota Hybrid Synergy” trên các dòng xe toyota như Prius, Highlander Hybrid, Camry Hybrid, Lexus RX 400h, Lexus GS 450h, Lexus LS 600h/LS 600hL và các thế hệ xe Toyota Prius từ 2004 đến 2009

* Đề tài “Modelling and Simulating a Hybrid Electric Vehicle” – (Master’s thesis in electrical engineering) – The Arctic University of Norway tháng 6 năm 2017: Nội dung của đề tài chủ yếu mô hình hóa và mô phỏng về xe Hybrid giúp người đọc hiểu tổng quát về xe Hybrid, đề tài chưa tập trung vào một loại hình xe hybrid cụ thể, chỉ một cách tổng quát

* Thiết bị đào tạo xe Hybrid do DAESUNG G-3 Co.Ltd, Hàn Quốc sản xuất Đây là mô hình xe Toyota Prius 2010 mô hình đầy đủ các hệ thống, có thể ứng dụng vào quá trình khai thác giảng dạy Tuy nhiên vẫn còn vài hạn chế như sau:

- Chi phí đầu tư quá cao

- Mô hình là một xe hoàn chỉnh chỉ tháo phần thân võ chưa thể hiện rõ các bộ phận bên trong của bộ truyền động hybrid

- Mô hình chưa có chức năng giao tiếp và thể hiện thông tin về hệ thống hybrid

Hình 1.1: Mô hình hệ thống truyền động xe toyot prius 2010 của DAESUNG

Tính cấp thiết của đề tài

Qua tìm hiểu chương trình đào tạo nghề Công nghệ ô tô ở các trường Cao đẳng nghề ở nước ta nói chung và ở trường Cao Đẳng nghề Cần thơ nói riêng nội dung công nghệ truyền động Hybrid đã được đưa vào đào tạo Tuy nhiên cơ sở vật chất phục vụ cho chương trình đào tạo còn rất hạn chế đặc biệt là mô hình bộ truyền động hybrid Vì vậy đề tài “ Chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota

Prius phục vụ giảng dạy " là cần thiết cho quá trình đào tạo ngành công nghệ ô tô ở trường nghề đồng thời qua đó có thể cung cấp cho cán bộ, nhân viên chuyên môn kỹ thuật nghành ô tô nói riêng do những lợi ích sau:

-Mô hình đơn giản gọn nhẹ di chuyển dễ dàng thể hiện đủ các bộ phận bên trong củ bộ truyền động giúp cho người học dể dàng nhận dạng cấu tạo, tìm hiểu ngyên lý hoạt động của hệ thống hybrid,

-Bộ thu thập thông tin các cảm biến giúp người học dể dàng nắm rõ nguyên lý hoạt động trong quá trình truyền động trên hệ thống hybrid xe Toyota Prius Đề tài đáp ứng được các yêu cầu như: Tính mới, tính cần thiết và tính quan trọng

Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu

Vận dụng các kiến thức lý thuyết về hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota

Prius 2010, thiết kế mạch giao tiếp thu thập tín hiệu để giúp cho việc giảng dạy của giáo viên được tốt hơn, giúp cho giáo viên và học viên có thể quan sát sự hoạt động của hệ thống hybrid rất rõ ràng thông qua các dữ liệu hiển thị trên máy tính Đồng thời các bài tập phục vụ cho quá trình đào tạo nội dung xe hybrid được tốt hơn

- Hệ thống truyền động xe Toyota Prius 2010

- Nghiên cứu các ứng dụng Arduino Mega và phần mềm và giao diện Lapview

- Các loại card giao tiếp.

Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn

1.5.1 Nhiệm vụ của đề tài

Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng đào tạo, học tập và nghiên cứu về hệ thống truyền động hybrid, đề tài được thực hiện với hai nhiệm vụ chính:

- Thiết kế và chế tạo một mô hình cắt bổ hệ thống hybrid trên cơ sở các thiết bị của xe Toyota Prius 2010, phục vụ cho công tác giảng dạy thực hành và có thể tiến hành các thực nghiệm hoạt động của các cảm biến thuộc xe hybrid trên mô hình hoặc xe đang hoạt động

1.5.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài ứng dụng trong việc đào tạo nghề công nghệ ô tô tại trường cao đẳng nghề Cần Thơ, nên phạm vi đề tài chỉ thực hiện nghiên cứu hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota Prius 2010 Đồng thời, chỉ tiến hành khảo sát trên mô hình xe Toyota Prius 2010 nhằm nghiên cứu làm rõ hoạt động của cảm biến tốc độ xe, cảm biến tốc độ MG1, tốc độ MG2 và tốc độ động cơ 2RZ-FXE được lắp trên xe Toyota Prius 2010 Phần thiết kế, chế tạo chỉ xin giới hạn việc trình bày kết quả thi công dưới dạng sản phẩm hoàn thiện, phần nội dung không đề cập đến việc tính toán kết cấu cũng như sức bền cho từng chi tiết mô hình.

Phương pháp nghiên cứu

Với mục tiêu là biên soạn tài liệu và thi công một mô hình hệ cắt bổ hộp truyền động hybrid cùng với bộ thu thập tín hiệu kết nối với máy tính, để phục vụ đào tạo, phương pháp nghiên cứu gồm các phương pháp chính sau:

+ Đặc điểm động cơ 2ZR-FXE, đặc điểm hộp truyền động hybrid P410 lắp trên xe Toyota Prius 2010,

+ Cấu tạo, nguyên lý làm việc của một số bộ phận, + Tìm hiểu và ứng dụng phần mềm Lapview, - Nghiên cứu thực nghiệm:

+ Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để xây dựng mô hình hệ thống truyền động Hybrid phục vụ giảng dạy Nghiên cứu bộ thu thập tín hiệu giao tiếp với máy tính

+ Biên soạn một số bài giảng về hệ thống truyền động Hybrid

+ So sánh, xử lý số liệu: Kiểm chứng kết quả thực hiện, minh chứng cho các thông số trên mô hình là đúng đắn, đáng tin cậy

Nội dung chương 1 đã tiến hành phân tích các công trình trong nước và trên thế giới theo hướng nghiên cứu của đề tài Qua phân tích có thể nhận thấy: Đề tài chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota Prius 2010 phục vụ giảng dạy tại trường cao đẳng nghề cần thơ rất thiết thực, có hiệu quả trước mắt cũng như thời gian tới Đây là một hướng đi đúng với chủ trương đào tạo tại trường cao đẳng nghề Cần Thơ với phương châm trong công tác đào tạo “lý thuyết phải đi đôi với thực hành”

Kết quả đề tài sẽ mang lại đóng góp hiệu quả về mặt kinh tế như tiết kiệm chi phí trong đào tạo đồng thời cũng góp phần to lớn về mặt khoa học trong việc ứng dụng công nghệ mới vào chế tạo mô hình giảng dạy Đề tài có thể nhân rộng cho các đơn vị đào tạo nghề để thực hiện tự chế tạo

LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

Khái quát về hệ thống truyền động hybrid

2.1.1 Lịch sử phát triển Ô tô hybrid là dòng xe sử dụng động cơ tổ hợp, được kết hợp giữa động cơ chạy bằng năng lượng thông thường (xăng, Diesel…) với động cơ điện lấy năng lượng điện từ một ắc-quy cao áp Điểm đặc biệt là ắc-quy được nạp điện với cơ chế nạp

“thông minh” như khi xe phanh, xuống dốc…, gọi là quá trình phanh tái tạo năng lượng Nhờ vậy mà ô tô có thể tiết kiệm được nhiên liệu khi vận hành bằng động cơ điện đồng thời tái sinh được năng lượng điện để dùng khi cần thiết Ưu điểm của ôtô Hybrid:

Tổ hợp động cơ hybrid có những ưu điểm sau:

- Tận dụng năng lượng khi phanh: khi cần phanh hoặc khi xe giảm tốc độ, động cơ điện có tác dụng như máy phát điện, năng lượng phanh được tận dụng để tạo ra dòng điện nạp cho ắc-quy

- Giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu (động cơ hybrid tiêu thụ lượng nhiên liệu ít hơn nhiều so với động cơ đốt trong thông thường, chỉ bằng một nửa)

- Động cơ điện được dùng trong các chế độ gia tốc hoặc tải lớn nên động cơ đốt trong chỉ cần cung cấp công suất vừa đủ nên động cơ đốt trong có kích thước nhỏ gọn

- Có thể sử dụng vật liệu nhẹ để giảm khối lượng tổng thể của ôtô

- Có thể chạy xa và mạnh mẽ được giống như những ô tô sử dụng nhiên liệu xăng, diesel bình thường, Ô tô Hybrid vẫn dùng xăng làm nhiên liệu nên người vận hành không phải lo việc nạp điện, thông thường tốn rất nhiều thời gian

- Ô tô Hybrid ít gây ô nhiễm môi trường hơn ô tô chạy xăng bình thường bởi vì động cơ điện có hiệu xuất cao hơn nhiều so với động cơ xăng

Sự phát triển các phương tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói chung không giống nhau, mỗi nước có một quy định riêng về khí thải của xe , nhưng đều có xu hướng là từng bước cải tiến cũng như chế tạo ra loại ôtô mà mức ô nhiễm là thấp nhất và giảm tối thiểu sự tiêu hao nhiên liệu Điều đó càng cấp thiết khi mà nguồn tài nguyên dầu mỏ ngày càng cạn kiệt dẫn đến giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập của người dân lại tăng không đáng kể

Các xe chạy bằng Diesel, xăng hoặc các nhiên liệu khác đều đang tràn ngập trên thị trường gây ô nhiễm môi trường, làm cho bầu khí quyển ngày một xấu đi, hệ sinh thái thay đổi Vì thế việc tìm ra phương án để giảm tối thiểu lượng khí gây ô nhiễm môi trường là một vấn đề cần được quan tâm nhất hiện nay của ngành ô tô nói riêng và mọi người nói chung Ôtô sạch không gây ô nhiễm (zero emission) là mục tiêu hướng tới của các nhà nghiên cứu và chế tạo ôtô ngày nay Có nhiều giải pháp đã được công bố trong những năm gần đây, như: hoàn thiện quá trình cháy của động cơ, sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ôtô như LPG, khí thiên nhiên, methanol, biodiesel, điện, pile nhiên liệu, năng lượng mặt trời, ôtô lai (hybrid)

Xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ôtô hybrid đã luôn được nghiên cứu và phát triển như là một giải pháp hiệu quả về tính kinh tế và môi trường

Có thể nói, công nghệ hybrid là chìa khoá mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyên mới của những chiếc ô tô, đó là ô tô không gây ô nhiễm môi trường hay còn gọi là ô tô sinh thái

Với các ưu điểm nổi bật như đã nêu, ôtô hybrid đang được sự quan tâm nghiên cứu và chế tạo của rất nhiều nhà khoa học và hãng sản xuất ôtô trên thế giới Ngày càng có nhiều mẫu ôtô hybrid xuất hiện trên thị trường và càng có nhiều người tiêu dùng sử dụng loại ô tô này

2.1.3 Phân loại 2.1.3.1 Theo thời điểm phối hợp công suất

Chỉ sử dụng motor điện ở tốc độ chậm

Khi ôtô bắt đầu khởi hành, motor điện sẽ hoạt động cung cấp công suất giúp xe chuyển động và tiếp tục tăng dần lên với tốc độ khoảng 25 mph (1,5 km/h) trước khi động cơ xăng tự khởi động Để tăng tốc nhanh từ điểm dừng, động cơ xăng phải khởi động ngay lập tức mới có thể cung cấp công suất tối đa Ngoài ra, motor điện và động cơ xăng cũng hỗ trợ cho nhau khi điều kiện lái yêu cầu nhiều công suất, như khi leo dốc, leo núi hoặc vượt qua xe khác Do motor điện được sử dụng nhiều ở tốc độ thấp, nên loại này có khả năng tiết kiệm nhiên liệu khi lái ở đường phố hơn là khi đi trên đường cao tốc Toyota Prius và Ford Escape Hybrid là hai dòng điển hình thuộc loại này

Phối hợp khi cần công suất cao Motor điện hỗ trợ động cơ xăng chỉ khi điều kiện lái yêu cầu nhiều công suất, như trong quá trình tăng tốc nhanh từ điểm dừng, khi leo dốc hoặc vượt qua xe khác, còn trong điều kiện bình thường xe vẫn chạy bằng động cơ xăng Do đó, những chiếc hybrid loại này tiết kiệm nhiên liệu hơn khi đi trên đường cao tốc vì đó là khi động cơ xăng ít bị gánh nặng nhất Điển hình là Honda Civic Hybrid và Honda Insight thuộc loại thứ hai

Cả hai loại này đều lấy công suất từ ắc-quy khi motor điện được sử dụng và đương nhiên nó sẽ làm yếu công suất của ắc-quy Tuy nhiên, một chiếc xe hybrid không cần phải cắm vào một nguồn điện để sạc bởi vì nó có khả năng tự sạc

2.1.3.2 Theo cách phối hợp công suất giữa động cơ nhiệt và động cơ điện a Kiểu nối tiếp Động cơ điện truyền lực đến các bánh xe chủ động, công việc duy nhất của động cơ nhiệt là sẽ kéo máy phát điện để phát sinh ra điện năng nạp cho ắc-quy hoặc cung cấp cho động cơ điện

Hình 2.1: Hệ thống hybrid nối tiếp

Dòng điện sinh ra chia làm hai phần, một để nạp ắc-quy và một sẽ dùng chạy động cơ điện Động cơ điện ở đây còn có vai trò như một máy phát điện (tái sinh năng lượng) khi xe xuống dốc và thực hiện quá trình phanh

Đặc điểm xe Toyota Prius 2010

Toyota Prius 2010 thuộc thế hệ thứ 3 đây là dòng XW30 đây là chiếc hatback 5 cửa với sức chứa 5 người, động cơ và bộ truyền động trên xe được liệt kê ở bảng dưới đây:

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật chung xe Toyota Prius 2010 Động cơ

- 1.8L 2ZR – FXE I4 VVT-i - Chu trình Atkinson

- Công suất: 98 hp tại 5200 vòng/phút - Mô men xoắn: 142 N.m tại 4000 vòng/phút

- Motor điện nam châm vĩnh cửu - Mô-tơ điện (MG1): 42 KW - Mô-tơ điện (MG2): 80 hp (60 KW) - Công suất: 60 kW (80 hp)

- Hoạt động ở mức điện áp 650V

- Phân chia công suất - Toyota Hybrid System III - Hybrid Synergy Drive (HSD) - 1 bộ bánh răng phân chia công suất kết hợp 1 bộ bánh răng hành tinh giảm tốc motor

Hộp số Hộp số tự động ECVT P410 (electrically controlled continuously variable transaxle)

Pin - 1.3 kWh Nickel-metal hydride

MÔ HÌNH TRUYỀN ĐỘNG HYBRID TRÊN XE TOYOTA

Chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota Prius 2010

Trong phạm vi giới hạn của luận văn, không trình bày các bước tính toán các thông số để lựa chọn, ví dụ như tính dao động của động cơ và các hệ thống khác khi làm việc, khả năng chịu tải trọng của giá đỡ của hệ thống truyền động v.v… Luận văn chỉ giới thiệu thi công mô hình dưới dạng một sản phẩm được thực hiện xong, theo các tiêu chí đã đặt ra Mô hình bố trí các cụm bộ phận thật của xe như động cơ 2ZR – FXE và hộp số P410 được trang bị trên xe Toyota – prius đời 2010 Loại xe này hiện vẫn còn thông dụng ở nước ta nói chung cũng như nhu cầu của nhiều trường đào tạo nghề để phục vụ công tác giảng dạy

3.1.1 Chức năng của mô hình

- Phục vụ giảng dạy lý thuyết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ nhiều xylanh, các hệ thống trên động cơ, hệ thống truyền động hybrid, hộp truyền động của xe hybrid

- Phục vụ giảng dạy thực hành về đo, kiểm tra, ghi nhận các số liệu các bộ phận trong bộ truyền động hybrid như MG1, MG2, cảm biến tốc độ các Motor MG1, MG2, bộ phân chia công suất PSD

3.1.2 Các bộ phận chính của mô hình

Mô hình được cấu tạo gồm 3 phần chính

3.1.2.1 Động cơ xăng 2ZR-FXE

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật động cơ 2ZR-FXE Động cơ 2ZR - FXE

Số xi lanh và cách sắp xếp 4 xi lanh, đặt thẳng hàng

Cơ cấu phối khí 16xupáp, DOHC

Dung tích xylanh (cm 3 ) 1798 Đường kính xylanh x hanh trình (mm)

Tỷ số nén Tỷ số giãn nở

Công suất tối đa (kW tại vòng/phút)

Mômen xoắn tối đa (N.m tại vòng/phút)

Nạp Mở 29° đến -12° BTDC Đóng 61°đến 102° ABDC

Xả Mở BBDC Đóng ATDC

* Các đặc điểm chính Đối với động cơ đốt trong của Toyota Prius 2010 là loại động cơ 2ZR-FXE

Chữ “X” trong mã 2ZR-FXE cho biết động cơ sử dụng chu kỳ Atkinson và bộ thay đổi góc phân phối khí VVT-i, với động cơ chu trình Atkinson thì hành trình nạp ngắn hơn một chút so với hành trình giãn nở Chu trình này làm cho kỳ nén và kỳ nổ có cơ cấu được thiết lập độc lập với nhau Bằng cách này cho kỳ nổ duy trì dài hơn kỳ nén và khí thoát ra sau khi áp suất sau cháy giảm xuống một cách đầy đủ, thì tất cả năng lượng sẳn có từ kỳ nén có thể đạt được ( hiệu suất nhiệt cao)

Chu trình Atkinson: thời điểm đóng xupáp nạp sẽ trể, kết quả sẽ làm muộn thời điểm bắt đầu nén thực tế hình 3.1

Hộp số Hybrid được lắp trên mô hình theo động cơ là hộp số P410 Trong hộp số Hybrid có mô tơ để dẫn động xe (MG2) và máy phát điện (MG1) Sử dụng cơ cấu truyển thay đổi liên tục với bộ bánh răng hành tinh để đạt được sự vận hành êm dịu Để giúp cho người học thấy rõ các bộ phận bên trong tác giã thực hiện cắt bổ các phần vỏ của bộp số với các vị trí cắt được tính toán sao cho hợp lí nhất đạt được đồ sư phạm tốt nhất

Hình 3.2: Các bộ phận trong hộp số P410

Hình 3.3: Vỏ hộp số P410 đã được cắt một phần

3.1.2.3 Khung gá lắp mô hình

Sau khi thực hiện gá lắp động cơ và hộp số lại với nhau, tác giả đã thiết kế khung gá lắp cho động cơ và hộp số với các thông số được thể hiện như bảng vẽ sau:

Hình 3.4: Khung đỡ động cơ nhìn từ phía trên

Hình 3.5: Khung đỡ động cơ nhìn từ phía trước

Hình 3.6: Khung giá đở nhìn theo phương ngang 3.1.3 Lắp đặt hoàn chỉnh mô hình

Hình 3.7: Mô hình hệ thống truyền động hybrid xe Toyota Prius 2010

Thiết kế thiết bị thu thập tín hiệu

3.2.1 Thiết kế phần cứng Để thực hiện việc giao tiếp mô hình với máy tính, tác giả sử dụng bo mạch vi điều khiển Arduino (hình 3.8) được cài đặt phần mềm IDE và chạy chương trình Sử dụng giao diện LabVIEW để hiển thị các thông số cảm biến, tín hiệu

Các tín hiệu thực hiện thu thập bao gồm: Nhiệt độ nước làm mát, vị trí chân ga, Tốc độ MG1, tốc độ MG2, điện áp pin cao áp, nhiệt độ pin cao áp

Các bước tiến hành thiết kế mạch thu thập tín hiệu:

Bước 1: Lựa chọn điện trở cho cảm biến:

Tín hiệu của các cảm biến được thu thập qua board Arduino Uno nhưng mỗi chân của board Arduino có thông số kỹ thuật về điện áp và cường độ dòng điện nhất định, trong khi đó tín hiệu của các cảm biến có điện áp vượt quá thông số kỹ thuật của Arduino Uno nên các tín hiệu này cần phải được qua điện trở trước khi đưa vào board Arduino Bảng 3.2 liệt kê trị số điện trở lựa chọn cho các cảm biến

Bảng 3.2: Lựa chọn điện trở cho các cảm biến

Tín hiệu Điện trở Tín hiệu Điện trở

Nhiệt độ nước làm mát 1,5 KΩ Tốc độ MG1 1,5 KΩ

Nhiệt độ pin cao áp 1,5 KΩ Tốc độ MG2 1,5 KΩ

Vị trí bàn đạp ga 1,5 KΩ Tốc độ động cơ 10 KΩ

Bước 2: Lựa chọn vị trí các chân thu thập tín hiệu trên board Arduino: Các cảm biến xuất tín hiệu điện áp ta sử dụng chân analog để đọc tín hiệu: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ pin cao áp, vị trí bàn đạp ga, A0, A1, A2

Tín hiệu tốc độ động cơ, tốc độ MG1, MG2 sử dụng chân có hỗ trợ ngắt (Interrupt) để thực hiện tính toán tốc độ động cơ, tốc độ MG1, MG2 tương ứng với chân digital số 2 và số 3

Bước 3: Lắp ráp thiết bị thu thập tín hiệu: Các phụ kiện được sử dụng để thiết kế hộp thu thập tín hiệu theo bảng 3.4:

Bảng 3.4: Thống kê các bộ phận dùng thiết kế hộp thu thập tín hiệu

(cái) Phụ kiện Số lượng

Board Arduino Mega 1 Dây bus cái 8 chân 2 Điện trở 1.5 KΩ 7 Dây bus đực 8 chân 1 Điện trở 100 Ω 1 Giắc cắm đực 8 Điện trở 10 KΩ 1 Bảng mạch đồng xanh 1

Bước 4: Mô phỏng mạch trên Proteus

Hình 3.9: Mô phỏng mạch thiết bị thu thập tín hiệu bằng Proteus Bước 5: Kết nối bộ thu thập tín hiệu (boad Arduino) với máy tính thông qua cổng giao tiếp RS 232 để viết chương trình

3.2.2 Thuật toán thu thập tín hiệu

Sơ đồ khối hệ thống thu thập tin hiệu trên ô tô

Hình 3.10: Bộ thống thu thập tin hiệu trên ô tô b) Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Các tín hiệu từ cảm biến trên xe ô tô sẽ được đưa vào mạch chuyển đổi, để chuyển các tín hiệu xung vuông hoặc tuyến tính thành các giá trị cần thu thập như tốc độ xe, tốc độ động cơ, vị trí bàn đạp ga, điện áp pin, … nhờ vào các linh kiện điện tử và vi điều khiển Atmega328P Sau đó vi điều khiển của mạch chuyển đổi sẽ truyền tín hiệu tới CPU

CPU sử dụng Board Arduino Mega để nhận các tín hiệu truyền về từ mạch chuyển đổi Sau đó, sẽ xử lý các dữ liệu này và gửi lên giao diện GUI thông qua UART để hiển thị các giá trị cần thu thập Người sử dụng có thể mở GUI để theo dõi các giá trị từ cảm biến c) Nguyên lý hoạt động mạch chuyển đổi

Mạch chuyển đổi sử dụng các linh kiện điện tử và vi điều khiển Atmega328P để thu thập và xử lý dữ liệu được lấy từ các cảm biến

Tùy vào dạng tín hiệu từ cảm biến là xung vuông, tuyến tính hay sine mà mạch chuyển đổi sẽ xử dụng các linh kiện điện tử khác nhau để chuyển đổi và đưa vào vi điều khiển Atmega328P để xử lý Đối với tín hiệu dạng xung vuông, cần khuếch đại và ổn định giá trị điện áp đỉnh của tín hiệu, sao cho giá trị này không vượt quá 5V và không ảnh hưởng đến hoạt động của ECU động cơ (Hình 3.10)

Hình 3.11.1: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi xung vuông

Hình 3.8: 2 Mô phỏng chuyển đổi tín hiệu xung vuông (Tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe và tốc độ động cơ)

Hình 3.9: Mô phỏng chuyển đổi tín hiệu xung vuông (Tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe và tốc độ động cơ)

Tín hiệu màu vàng: Tín hiệu xung vuông lấy trực tiếp từ cảm biến (Biên độ 12V) Tín hiệu màu xanh: Tín hiệu sau khi chuyển đổi biên độ về 5V (Đưa về Arduino) Đối với tín hiệu dạng sine, cần loại bỏ bán kỳ âm, khuếch đại và ổn định giá trị điện áp đỉnh của tín hiệu, sao cho giá trị này không vượt quá 5V và không ảnh hưởng đến hoạt động của ECU động cơ (Hình 3.13)

Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi tín hiệu sine

Hình 3.11: Mô phỏng chuyển đổi tín hiệu hình sin (Tín hiệu từ MG1 và MG2)

Hình 3.12: Mô phỏng chuyển đổi tín hiệu hình sin (Tín hiệu từ MG1 và MG2)

Tín hiệu màu vàng: Tín hiệu đầu vào trực tiếp từ MG1 hoặc MG2 (Dạng sine)

Tín hiệu màu xanh: Tín hiệu sau khi loại bỏ bán kỳ âm và chuyển về xung vuông

(Biên độ 12V) Tín hiệu màu đỏ: Tín hiệu sau khi chuyển đổi biên độ về 5V (Đưa về Arduino) Đối với tín hiệu dạng tuyến tính, phải ổn định giá trị điện áp đỉnh của tín hiệu, sao cho giá trị này không vượt quá 5V và không ảnh hưởng đến hoạt động của ECU động cơ (Hình 3.12)

Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi tín hiệu tuyến tính

Tín hiệu sau khi đã được chuyển đổi, sẽ được vi điều khiển Atmega328P xử lý các giá trị và tổng hợp để gửi về CPU (Hình 3.13)

Hình 3.14: Vi điều khiển Atmega328P d) Nguyên lý hoạt động của CPU

CPU có nhiệm vụ thu thập dữ liệu được gửi lên từ mạch chuyển đổi Sau đó xử lý và truyền lên giao diện GUI của máy tính để hiển thị Đề tài “Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống truyền động hybrid trên xe Toyota Prius 2010” sử dụng vi điều khiển chính là Arduino Mega (3.14), vì đây là một mạch tích hợp có đầy đủ những chức năng cơ bản như hỗ trợ các chuẩn giao tiếp ISP, I2C, UART, đọc các giá trị digital, analog, xuất giá trị digital, PWM

Arduino là một mạch vi điều khiển được phát minh ra tại Ý, sử dụng nền tảng vi xử lý AVR với nhiều linh kiện bổ sung giúp dễ dàng lập trình và có thể mở rộng với các mạch khác Ngoài ra, các tiêu chuẩn ghép nối của Arduino cho phép các thiết bị kết nối có thể thêm vào dễ dàng, thích hợp cho nghiên cứu và phát triển các ứng dụng Hiện nay, có rất nhiều phiên bản Arduino như Arduino Mega, Arduino Uno, Arduino Pro Micro, Arduino Nano, Arduino Esplora,

Board Arduino Mega sử dụng điện áp từ 5V đến 12V, dòng điện tối đa mỗi chân IO là 20mA, có 54 chân digital, trong đó 15 chân có chức năng PWM Có 16 chân analog, bộ nhớ 256KB và bộ nhớ ROM là 4KB

Hình 3.16: Sơ đồ nguyên lý mạch arduino mega e) Thiết kế và lập trình điều khiển hệ thống thu thập thông tin trên ô tô

Sơ đồ nguyên lý Từ những thí nghiệm, kiểm tra các giá trị từ cảm biến trên ô tô, sơ đồ mạch điện hoàn thiện được kết hợp và thiết kế trên giao diện phần mềm Proteus Design

Hình 3.17: Sơ đồ nguyên lý mạch điện phần cứng

- Khối nguồn: Có chức năng chuyển đổi điện áp từ 12VDC của ngõ vào ắc quy thành 5VDC cung cấp nguồn cho các khối khác hoạt động

- Khối vi điều khiển Atmega328P: Đọc tín hiệu sau khi đã được chuyển đổi, xử lý các giá trị và tổng hợp để gửi về CPU

THỰC NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH

Khái quát

Để đánh giá hiệu quả của bộ thiết bị thu thập tín hiệu tác giả tiến hành các nội dung thực nghiệm Nội dung thực nghiệm bao gồm thu thập số liệu của các tín hiệu như nhiệt độ động cơ, tín hiệu tốc độ động cơ, tín hiệu tốc độ bánh xe, tín hiệu tốc độ MG1, tín hiệu tốc độ MG2 để xác định các chế độ hoạt động của hê thống truyền động hybrid Thực nghiệm cũng cho kết quả tương ứng khi sử dụng máy chẩn đoán chuyên dùng.

Quy trình thực nghiệm thu thập tín hiệu

Tiến hành thu thập dữ liệu hệ thống hybrid bằng cách kết nối bộ thu thập tín hiệu với các cảm biến trên mô hình xe, truyền dữ liệu thu thập được lên máy tính bằng giao tiếp cáp RS232, dùng phần mềm Lapview xử lý dữ liệu và hiển thị các thông số trực quan lên máy tính Trình tự thực hiện theo các bước:

Bước 1: Xác định các chân cần lấy tín hiệu từ các cảm biến (ở đây có các chân:

IGT1, THW, FR/FL, VPA, E1)

Bước 2: Kết nối các chân trên với các chân của bộ thu thập tín hiệu và kết nối bộ thu thập tín hiệu với máy tính

Bước 3: Khởi động máy tính và Lapview trên máy tính

Bước 4: Xác định cổng vào (COM) trên máy tính Khi xác nhận đúng cổng vào, máy tính sẽ hiển thị các thông số của động cơ

Bước 5: Cho mô hình hoạt động Bước 6: Tiến hành thực nghiệm thu thập dữ liệu

Bước 7: Xử lý và lưu dữ liệu thu được

Hình 4.1: Bộ tu thập tín hiệu

Hình 4.2: Khởi động máy tính với giao diện Lapwiev

Hình 4.3: Giao diện Lapwiev trên máy tính

Tiến hành các thực nghiệm

4.3.1 Thực nghiệm 1: Dữ liệu các cảm biến ở chế độ khởi động

Mục đích: Quan sát diễn biến tín hiệu của các cảm biến khi bật chìa khóa ON

- Kết nối khóa an toàn Service Plug và cấp nguồn 12V cho động cơ - Mở nguồn hệ thống điện cho xe trong khi tay số ở vị trí P

- Quan sát các thông tin

Hình 4.4: Giao diện màn hình ở vị trí chìa khóa ON 1: Tốc độ động cơ

2: Tốc độ xe 3 Tốc độ MG1 4: Tốc độ MG2 5 Độ mở bướm ga 6 Nhiệt độ nước làm mát

Quan sát và lưu lại diễn biến tín hiệu cảm biến trên màn hình

4.3.2 Thực nghiệm 2: Dữ liệu các cảm biến khi khởi động xe tay số ở vị trí P

Mục đích: Quan sát diễn biến tín hiệu của các cảm biến khi xe vận hành bằng động cơ xăng,

- Kết nối khóa an toàn Service Plug và cấp nguồn 12V cho động cơ - Đạp chân phanh khởi động cơ

- Để tay số về vị trí P và cho mô hình xe hoạt động - Quan sát các thông tin

Hình 4.5: Giao diện màn hình khi khi khởi động mô hình

Hình 4.6: Thông số các cảm biến khi xe ở chế độ khởi động

Bảng 4.1: So sánh thông số giữa bộ thu thập tín hiệu và máy chẩn đoán G-can2 khi xe ở chế độ khởi động

Nhận xét: Ở chế độ xe khởi động xe tay số vị trí P, do hai thiết bị khác nhau về đường truyền, nên các giá trị thu thập được từ các cảm biến, quy đổi sang các giá trị nhiệt độ hoặc tốc độ có sự sai số giữa 2 thiết bị lớn nhất là 1.5%, nên có đáp ứng được yêu cầu khảo sát thu thập thông tin

4.3.2 Thực nghiệm 3: Dữ liệu các cảm biến khi mô hình xe vận hành ở tốc độ dưới 35km/h

Mục đích: Quan sát diễn biến tín hiệu của các cảm biến khi xe vận hành ở tốc độ 35 km/h

Giá trị dữ liệu Máy chẩn đoán

Thiết bị thu thập dữ liệu Sai số (%)

Nhiệt độ nước làm mát 90 92 2 Điện áp pin cao áp 226 229 1.3

Vị trí bàn đạp ga 16 17 1

- Kết nối khó an toàn Service Plug và cấp nguồn 12V cho động cơ - Đạp chân phanh khởi động xe bằng nút khởi động startop

- Đưa tay số về vị trí D và cho mô hình xe hoạt động ở tốc độ dưới 35 km/h - Quan sát các thông tin

Hình 4.7: Giao diện màn hình khi xe chạy ở tốc độ dưới 35 km/h

Hình 4.8: Các thông số hiển thị trên máy Gcan 2 Bảng 4.2: Dữ liệu so sánh khi khi mô hình xe vận hành ở tốc độ dưới 35km/h

Nhận xét: Ở chế độ xe khởi hành (dưới 35km/h) do hai thiết bị khác nhau về Giá trị dữ liệu Máy chẩn đoán

Thiết bị thu thập dữ liệu Sai số (%)

Tốc độ động cơ 1024 1009 -1.45 đường truyền, nên các giá trị thu thập được từ các cảm biến, quy đổi sang các giá trị nhiệt độ hoặc tốc độ có sự sai số giữa 2 thiết bị lớn nhất là 1.4%, nên có đáp ứng được yêu cầu khảo sát thu thập thông tin

4.3.2 Thực nghiệm 4: Dữ liệu các cảm biến khi mô hình xe vận hành ở tốc độ 60km/h

Mục đích: Quan sát diễn biến tín hiệu của các cảm biến khi xe vận hành ở tốc độ 60 km/h

- Kết nối khó an toàn Service Plug và cấp nguồn 12V cho động cơ - Đạp chân phanh khởi động xe bằng nút khởi động startop

- Đưa tay số về vị trí D và cho mô hình xe hoạt động ở tốc độ đến 60 km/h - Quan sát các thông tin

Nhiệt độ nước làm mát 90 91 1.1 Điện áp pin cao áp 244 247 1.2

Vị trí bàn đạp ga 18 17.8 1.1

Hình 4.9 Giao diện màn hình khi xe chạy ở tốc độ 60 km/h

Hình 4.10: Các thông số hiển thị trên máy Gcan 2 Bảng 4.3: Dữ liệu so sánh khi khi mô hình xe vận hành ở tốc độ 60km/h

Nhận xét: Ở chế độ xe di chuyển tốc độ 60km/h do hai thiết bị khác nhau về Giá trị dữ liệu Máy chẩn đoán

Thiết bị thu thập dữ liệu Sai số

Tốc độ động cơ 0 0 0 đường truyền, nên các giá trị thu thập được từ các cảm biến, quy đổi sang các giá trị nhiệt độ, điện áp hoặc tốc độ có sự sai số giữa 2 thiết bị lớn nhất là 3%, nên có đáp ứng được yêu cầu khảo sát thu thập thông tin

4.4 Một số bài tập thực hành

Bài thực hành số 1: Kiểm tra cầu chì an toàn Service Plug cho pin cao áp

I Mục đích - Luyện tập cho học viên phương pháp kiểm tra mạch điện của pin cao áp

- Xác định được những hư hỏng của mạch điện, kiểm tra khả năng hoạt động của cầu chì

II Chuẩn bị - Mô hình xe Toyota Prius 2010;

- Đồng hồ VOM, máy chẩn đoán và các phụ kiện khác

III Các bước thực hiện

Hình 4.11: Sơ đồ mạch điện kết nối của cầu chì an toàn

B1.Tắc công tắc máy về vị trí off Nhiệt độ nước làm mát 85 86 1 Điện áp pin cao áp 244 247 1.2

Vị trí bàn đạp ga 21.1 19.4 1.5

B2.Tháo cầu chì an toan ra Chú ý: Sau khi tháo cầu chì sửa chữa, không bật công tắc nguồn trên (READY), trừ khi chỉ dẫn của hướng dẫn sửa chữa, vì điều này có thể gây hư hỏng

B3.Đo điện trở 2 cực của cầu chì

Hình 4.12: Cầu chì an toàn

Yêu cầu: Giá trị điện trở phải dưới 1 Ω là tốt

Bài thực hành số 2: Kích hoạt chế độ bảo dưỡng:

I.Mục đích: Nhằm Vận hành động cơ trong khi motor điện không hoạt động để bảo dưỡng hệ thống đánh lửa, hệ thống nhiên liệu và kiểm tra phần động cơ của xe hybrid

-Mô hình xe Toyota Prius 2010, - Găng tay bảo hộ cách điện, - Đồng hồ VOM,

Thực hiện các bước sau từ bước 1 đến bước 4 trong 60 giây

Bước 1: Bật công tắc nguồn (IG)

Bước 2: Nhấn hoàn toàn bàn đạp ga hai lần khi đã chọn số đỗ (P)

Bước 3: Nhấn hoàn toàn bàn đạp ga hai lần khi đã chọn số neutral (N)

Bước 4: Nhấn hoàn toàn bàn đạp ga hai lần khi đã chọn số đỗ (P)

Bước 5: Kiểm tra xem "CHẾ ĐỘ BẢO DƯỠNG" có được hiển thị trên màn hình đa thông tin hay không

Hình 4.13: Đèn báo chế độ bảo dưỡng

Bước 6: Khởi động động cơ bằng cách bật công tắc nguồn (READY) trong khi nhấn bàn đạp phanh

Lưu ý : Tốc độ không tải ở chế độ bảo dưỡng là khoảng 1000rpm khi đã chọn số đỗ (P) Tốc độ động cơ tăng lên 1500rpm khi nhấn bàn đạp ga ở vị trí giữa chừng khi đã chọn số đỗ (P) Khi nhấn chân ga nhiều hơn vị trí giữa chừng hoặc khi nhấn hết chân ga, tốc độ động cơ tăng lên khoảng 2500rpm

B Sử dụng phần mềm techstream

Bước 1: Kết nối Techstream với DLC4

Bước 4: Nhập theo đường dẫn : Powertrain / Hybrid Control / Utility / Inspection

Mode - 2WD để đo khí thải

Bước 5: Kiểm tra xem "CHẾ ĐỘ BẢO DƯỠNG" có hiển thị trên màn hình đa thông tin không.hình

Lưu ý: Tốc độ không tải ở chế độ bảo dưỡng là khoảng 1000rpm khi đã chọn số đỗ (P) Tốc độ động cơ tăng lên 1500rpm khi nhấn bàn đạp ga ở vị trí giữa chừng khi đã chọn số đỗ (P) Khi nhấn chân ga nhiều hơn vị trí giữa chừng hoặc khi nhấn hết chân ga, tốc độ động cơ tăng lên khoảng 2500rpm

Bài thực hành số 3: Kích hoạt chế độ xác nhận

I.Mục đích: Nhằm xác nhận các thông số đã cài đặt của xe hybrid

-Mô hình xe Toyota Prius 2010, - Răng tay bảo hộ cách điện, - Đồng hồ VOM,

III Thực hiện A.Kích hoạt chế độ xác nhận (Không sử dụng Techstream)

Thực hiện các bước sau từ bước 1 đến bước 4 trong 60 giây

Bước 2: Nhấn hoàn toàn bàn đạp ga ba lần khi đã chọn số đỗ (P)

Bước 3: Nhấn hoàn toàn bàn đạp ga ba lần khi đã chọn số neutral (N)

Bước 4: Nhấn hoàn toàn bàn đạp ga ba lần khi đã chọn số đỗ (P)

Bước 5: Kiểm tra xem "CHẾ ĐỘ XÁC NHẬN" có được hiển thị trên màn hình đa thông tin hay không

Hình 4.14: Đèn báo đã chuyển sang chế độ xác nhận Bước 6: Khởi động động cơ bằng cách bật công tắc nguồn (READY) trong khi nhấn bàn đạp phanh

B Kích hoạt chế độ xác nhận (Sử dụng Techstream)

Bước 1: Kết nối Techstream với DLC4

Bước 4: Nhập theo đường dẫn: Powertrain / Hybrid Control / Utility / Inspection Mode - 2WD để hủy kiểm soát lực kéo TRC

Bước 5: Kiểm tra xem "CHẾ ĐỘ XÁC NHẬN" có được hiển thị trên màn hình đa thông tin hay không Hình,,,

Tắt chế độ kiểm tra

Tắt công tắc nguồn Hệ thống HV tắt đồng thời

Lưu ý : Nếu DTC được thiết lập trong chế độ kiểm tra, đèn cảnh báo chính sẽ sáng và thông báo cảnh báo sẽ xuất hiện trên màn hình đa thông tin Khi đèn cảnh báo chính và thông báo cảnh báo sáng trong chế độ kiểm tra, hãy hủy chế độ kiểm tra và kiểm tra các DTC

Bài thực hành số 4: Kiểm tra quạt làm mát Pin

I.Mục đích: Tốc độ của cụm quạt gió làm mát pin được điều khiển bởi ECU điều khiển quản lý công suất Một rơle cấp nguồn điều khiển quạt cũng được điều khiển bởi ECU ECU điều khiển sẽ cấp một giá trị dòng điện điều khiển tốc độ quạt tương ứng với nhiệt độ của pin HV Thông tin về dòng điện được đưa vào cụm quạt gió làm mát pin (VM) sẽ được gửi đến ECU điều khiển quản lý nguồn điện dưới dạng tín hiệu giám sát bằng cách sử dụng giao tiếp nối tiếp thông qua thiết bị thông minh pin Do đó việc kiểm tra quạt làm mát có ý nghĩa trong việc xác định chính xác bộ phận hư hỏng trong mạch điều khiển quạt làm mát pin

- Dụng cụ cầm tay tháo lắp chuyên dụng cho pin cao áp

Hình 4.15: Dụng cụ chuẩn bị bài học

III Các nội dung kiểm tra

Kiểm tra bó dây điện và giắc điện (điện áp)

Hình 4.16: Sơ đồ mạch điện và cảm biến điều khiển quạt làm mát ắc-quy cao áp

Bước 1: Tháo cọc âm (-) của ắc quy Bước 2: Tháo kết nối servive plug, Bước 3: Tháo giá đỡ phụ pin xe hybrid số 1

Bước 4: Lắp cọc âm (-) của ắc quy Bước 5: Kết nối Techstream với DLC4

Chú ý: Nếu công tắc nguồn được bật (IG với Service Plug được tháo ra, DTC P0A0D-350 cho hệ thống công tắc khóa liên động sẽ được lưu trữ Nếu DTC này là đầu ra, hãy xóa DTC bằng Techstream

Bước 7: Đường dẫn: Powertrain / Hybrid Control / Active Test / Driving the Battery Cooling Fan

Bước 8: (Dùng cho kiểm tra chân IG0 của giắc S14) Đường dẫn : All Data / VMF

Fan Motor Voltage Bước 9: Chọn từng chế độ gió (1 đến 6) trong "Driving the Battery Cooling Fan" để kiểm tra nghiệm vận hành cụm quạt gió làm mát pin

Bước 10: Đo điện áp theo giá trị trong bảng dưới đây

Hình 4.17: Giắc S14 Bảng 4.4: Điện áp tiêu chuẩn giắc S14

Chân kết nối Điều kiện Thông số

S14-1 (IG0) với Sườn xe Quạt làm mát pin đang chạy

Bước 11: Tắt công tắc nguồn

Bước 12: Lắp đặt cụm khung giá đỡ phụ ắc quy xe hybrid số 1

Kiểm tra bó dây và giắc kết nối ( relay tích hợp – cụm quạt làm mát pin)

Bước 1: Tháo cọc âm (-) của ắc quy Bước 2: Tháo relay tích hợp

Bước 3: Tháo cụm khung giá đỡ phụ pin xe hybrid số 1

Bước 4: Ngắt kết nối giắc S14 của cụm quạt gió làm mát pin

Bước 5: Đo điện trở theo giá trị trong bảng dưới đây

Hình 4.18: Giắc S14 và giắc 1A Điện trở tiêu chuẩn của S14-1 (IG0) với các cực khác 1A-8 và sườn xe là 10 kΩ hoặc cao hơn.( IG OFF)

Bước 6: Kết nối giắc S14 của cụm quạt gió làm mát bằng pin

Bước 7: Lắp cụm khung giá đỡ phụ pin xe hybrid số 1

Kiểm tra cụm quạt làm mát pin

Bước 1: Tháo cọc âm (-) của ắc quy

Bước 2:Tháo cụm khung giá đỡ phụ pin xe hybrid số 1

Bước 3: Ngắt kết nối đầu nối S14 của cụm quạt gió làm mát bằng pin

Bước 4: Đo điện trở theo giá trị trong bảng dưới đây

Hình 4.19: Giắc S14 Điện trở tiêu chuẩn của S14-1 (IG0) với S14-4 (GND0) và sườn xe là 10 kΩ hoặc cao hơn.( IG OFF)

Bài thực hành số 5: Kiểm tra ắc quy phụ 12V I.Mục đích

Nhằm xác định kịp thời hư hỏng của ắc qui phụ để đảm bảo cho xe vận hành an toàn

III Các bước kiểm tra

Bước 1: Kiểm tra sơ bộ xem có bị hư hỏng và biến dạng không Nếu phát hiện thấy hư hỏng, biến dạng hoặc rò rỉ nghiêm trọng, hãy thay ắc quy phụ

Bước 2: Kiểm tra điện áp

Tắt công tắc nguồn và bật đèn pha trong 20 đến 30 giây Điều này sẽ loại bỏ mạch sạc khỏi ắc quy Đo điện áp ắc quy theo giá trị trong bảng dưới đây

Hình 4.20: Ắc quy 12V Bảng 4.5: Điện áp tiêu chuẩn của ắc quy 12V

Cọc dương – Cọc âm 20°C (68°F) 12.5V đến 12.9 V Nếu điện áp không như chỉ định, hãy sạc ắc quy

Kiểm tra cọc bình

Kiểm tra xem các cực của ắc quy không bị lỏng hoặc bị ăn mòn

Nếu các cọc bình và dây cáp điện bị ăn mòn, hãy làm sạch chúng

Kiểm tra các cầu chì Đo điện trở của từng cầu chì đối với hệ thống nạp ắc quy phụ Điện trở tiêu chuẩn: Dưới 1 Ω Nếu bất kỳ kết quả nào không được như chỉ định, hãy thay thế các cầu chì nếu cần

Kiểm tra ống thông hơi ắc quy Đảm bảo rằng ống mềm không bị gấp khúc

Bài thực hành số 6: Kiểm tra cảm biến tốc độ motor (MG1) I.Mục đích

Giúp học viên nắm rõ đặc điểm cấu tạo cũng như cách đo kiểm tra xác định hư hỏng của cảm biến tốc độ Motor MG1

Lưu ý: Công tắc máy (IG) OFF

Bước 1: Ngắt kết nối giắc D29 ra khỏi bộ Inverter-Converter Bước 2: Đo các giá trị điện trở sau đây

Bảng 4.6: Kiểm tra với hở mạch của 6 chân 1-6 giắc D29

D29-1(MRF) với D29-2(MRFG) Công tắc IG OFF 9.5 đến 15.5 Ω D29-3(MSN) với D29-4

Công tắc IG OFF 15 đến 27 Ω

Công tắc IG OFF 14 đến 26 Ω

Bảng 4.7: Kiểm tra với ngắn mạch của 6 chân 1-6 giắc D29

D29-1(MRF) hoặc D29- 2(MRFG) với sườn xe hoặc các cực khác

Công tắc IG OFF 10 kΩ hoặc cao hơn

(MCSG) với sườn xe hoặc các cực khác

D29-3 (MSN) hoặc D29-4 (MSNG) với sườn xe hoặc các cực khác

Bước 3: Kiểm tra điện áp các chân khi bật công tắc máy (IG ON)

Bảng 4.8: Điện áp các chân 1-6 khi bật công tắc máy (IG ON)

D29-1(MRF) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-2 (MRFG) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-6 (MCS) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-5 (MCSG) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-3 (MSN) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-4 (MSNG) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V

Bài thực hành số 7: Kiểm tra cảm biến tốc độ motor (MG2) I.Mục đích

Giúp học viên nắm rõ đặc điểm cấu tạo cũng như cách đo kiểm tra xác định hư hỏng của cảm biến tốc độ Motor MG2

Lưu ý: công tắc máy (IG) đang ở vị trí OFF

Bước 1: Ngắt kết nối giắc D29 ra khỏi bộ Inverter-Converter Bước 2: Đo các giá trị điện trở sau đây

Hình 4.22: Giắc D29 chân số 7-12 Bảng 4.9: Kiểm tra với hở mạch của 6 chân 7-12 giắc D29

D29-11(GRF)với D29-12 (GRFG) Công tắc IG

D29-7 (GSN) với D29-8 (GSNG) Công tắc IG

D29-10 (GCS) với D29-9 (GCSG) Công tắc IG

Bảng 4.10: Kiểm tra với ngắn mạch của 6 chân 7-12 giắc D29

Bước 3: Kiểm tra điện áp các chân khi bật công tắc máy (IG ON)

Bảng 4.11: Điện áp các chân 7-12 khi bật công tắc máy (IG ON)

D29-11 (GRF) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-12 (GRFG) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-10 (GCS) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-9 (GCSG) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-7 (GSN)với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V D29-8 (GSNG) với sườn xe Công tắc IG ON Thấp hơn 1V

D29-11 (GRF) hoặc D29-12 (GRFG) với sườn xe hoặc các cực khác Công tắc IG OFF 10 kΩ hoặc cao hơn

D29-10 (GCS) hoặc D29-9 (GCSG) với sườn xe hoặc các cực khác Công tắc IG OFF 10 kΩ hoặc cao hơn

D29-7 (GSN) hoặc D29-8 (GSNG) với sườn xe hoặc các cực khác Công tắc IG OFF 10 kΩ hoặc cao hơn

Định dạng
Số trang	170
Dung lượng	11,7 MB