Nghiên cứu quá trình nạp tái sinh năng lượng của ắc qui trên ô tô điện

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu hướng dẫn TS Đàm Hoàng Phúc Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Hà Nội, ngày 14 tháng 11 năm 2016 Tác giả Trần Đình Du           1    LỜI CẢM ƠN Dưới hướng dẫn tập thể hướng dẫn TS.Đàm Hoàng Phúc, giúp đỡ tạo điều kiện thầy giáo Bộ môn Ô tô xe chuyên dụng, Viện khí động lực, hỗ trợ bạn đồng nghiệp, tác giả thực hoàn thành nội dung nghiên cứu đề tài Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới giáo viên hướng dẫn, tới tập thể thầy giáo, cán Bộ môn Viện chuyên nghành, cảm ơn giúp đỡ bạn đồng nghiệp, thời gian thực luận án nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ, hỗ trợ tạo điều kiện để luận án đạt kết định Do thời gian hạn chế, nội dung nghiên cứu trải rộng nhiều lĩnh vực khác nên không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận góp ý thầy, anh chị đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện trình nghiên cứu Hà Nội, 14/11/2016 Người thực Trần Đình Du               2    MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG THÔNG SỐ TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TRONG LUẬN VĂN .8 LỜI NÓI ĐẦU 10 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 11 1.1 Giới thiệu ô tô điện 11 1.1.1 Sơ lược lịch sử ô tô điện 11 1.1.2 Tình hình sản xuất sử dụng ô tô điện 12 1.1.3 Ưu, nhược điểm sử dụng ô tô điện 24 1.2 Vấn đề nguồn lượng cho ô tô điện .26 1.2.1 Một số loại nguồn sử dụng cho ô tô điện 26 CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM VÀ QUÁ TRÌNH NẠP CỦA ẮC QUY 31 2.1 Các thông số ắc quy: 32 2.2 Các vấn đề nạp ắc quy 40 2.2.1 Sạc ắc quy VLRA đơn 40 2.2.2 Sạc ắc quy NiMH .41 2.2.3 Sạc ắc quy Lithium-ion 46 CHƯƠNG III MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH NẠP ẮC QUY TRÊN Ô TÔ ĐIỆN 56 3.1 Mô hình hệ thống truyền động học xe điện 57 3.1.1 Mô hình xe 58 3.1.1.1 Lực cản lăn 58 3.1.1.2 Lực cản không khí 59 3.1.1.3 Lực cản quán tính 59 3.1.1.4 Lực phanh .60 3.1.2 Mô hình động điện 61 3.1.2.1 Xây dựng đường đặc tính 61 3.1.2.2 Xây dựng thuật toán mô men đầu .63 3.1.3 Mô hình mô ắc quy chì - axit .64 3.1.3.1 Điện áp nhánh .65 3.1.3.2 Điện trở đầu cực R0 .66 3.1.3.3 Điện trở nhánh R1 .67 3    3.1.3.4 Dòng điện ký sinh 67 3.1.3.5 Điện lượng dung lượng 68 3.1.3.6 Mô hình nhiệt 71 3.1.3.7 Khối tính toán mạch 72 3.1.4 Mô hình điều khiển động điện 73 3.1.5 Mô hình truyền động xe điện .74 3.2Chạy mô hình, phân tích kết 74 3.2.1 Khảo sát phanh dạng “Step” 77 3.2.1.1 Khảo sát theo hành trình chân phanh vận tốc xe dạng “Step” 77 3.2.1.2 Khảo sát theo gia tốc xe phanh dạng “Step” 79 3.2.1.3 Khảo sát theo SOC phanh dạng “Step” 81 3.2.2 Khảo sát phanh theo dạng “Ramp” : 81 3.2.2.1 Khảo sát theo hành trình chân phanh vận tốc xe dạng “Ramp”.81 3.2.2.2 Khảo sát theo gia tốc xe phanh dạng “Ramp” 83 3.2.2.3 Khảo sát theo SOC phanh dạng “Ramp” .84 3.2.3 So sánh hai kiểu phanh “Step” “Ramp” 85 3.3 Kết luận chương 86 KẾT LUẬN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88   4    DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN TT Ký tự Giải thích ký tự Đơn vị BMS Battery Management System (Hệ thống quản lý ắc quy) VRLA Ắc quy chì axit không bảo dưỡng US DOE Bộ lượng Mỹ USABC Hội liên hiệp Ắc quy tiên tiến EV Ô tô điện HEV Xe Hybrid điện ICV Ô tô trang bị động đốt Ip, In Dòng điện phóng/nạp A Vbs Điện áp hệ thống ắc quy V 10 Vbn Điện áp phần hệ thống ắc quy V 11 Tbs Nhiệt độ hệ thống ắc quy 12 SEbatt Mật độ lượng Wh/kg 13 SPbatt Mật độ công suất W/kg 14 Cn Dung lượng ắc quy Ahr 15 ESD Năng lượng tổn thất tự phóng ắc quy Wh 16 αSD Hệ số tự phóng 24h 17 EbNorm Năng lượng danh định ắc quy 18 RiDC Điện trở ắc quy 19 ηbatt Hiệu suất ắc quy 20 Echg Hiệu suất lượng nạp ắc quy 21 Edis Hiệu suất lượng phóng ắc quy 22 Voc Điện áp hở mạch V 23 Ri Điện trở Ω 24 Ib Dòng điện xả cố định A 25 SoC Trạng thái nạp ắc quy % 26 OCV Điện áp mở mạch 27 Vave Giá trị điện áp trung bình 28 Rave Trở kháng ắc quy trung bình Ôm 29 P Công suất bắt nguồn từ ắc quy Ahr Wh Ω V 5    C 30 C Dung lượng Ahr 31 DOD Trạng thái xả ắc quy % 32 Vc Điện áp cực ắc quy V 33 AC Điện xoay chiều 34 DC Điện chiều 35 E Suất điện động ắc quy V 36 Cp Dung lượng Peukert Ah 37 k Hệ số Peukert 6    DANH MỤC CÁC BẢNG THÔNG SỐ TRONG LUẬN VĂN Bảng 1.1 So sánh thuộc tính loại ắc quy 29 Bảng 2.1 Vùng nhiệt độ làm việc số loại ắc quy 54 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật xe .57 Bảng 3.2 Tham số mô truyền động xe 75 Bảng 3.3 Bảng thông số khảo sát cách thức phanh 77 Bảng 3.4 Mối liên quan hành trình chân phanh thời gian phanh xe dạng “Step” 78 Bảng 3.5 Mối liên hệ gia tốc phanh vị trí chân phanh dạng “Step” 80 Bảng 3.6 Mối liên quan hành trình chân phanh thời gian phanh xe dạng “Ramp” .82 Bảng 3.7 Mối liên quan gia tốc phanh tỉ suất phanh xe dạng “Ramp” 84 Bảng 3.8 Mối liên hệ gia tốc trung bình aavg SOC theo dạng “Step” 85 Bảng 3.9 Mối liên hệ gia tốc trung bình aavg SOC theo dạng “Ramp” 85 7    DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1 Ô tô điện thời kỳ đầu 11 Hình 1.2 Mức độ phát thải khí CO2 tương đương loại động đốt điện 13 Hình 1.3 Hiệu suất lượng tương đương loaị động đốt 14 điện .14 Hình 1.4 Mức độ phát thải tương đương loại động đốt điện 14 Hình 1.5 Phân bổ khoản đầu tư cho nghiên cứu ô tô điện Hoa Kỳtừ năm 2009 15 Hình 1.6 Cấu hình hệ truyền động cho xe điện 15 Hình 1.7 Minh họa hệ thống lượng phân phối xe điện 16 Hình 1.8 Cấu hình xe plug-in hybrid .17 Hình 1.9 Lộ trình 40 năm nghiên cứu ô tô điện Mitsubishi Motors 18 Hình 1.10 Xe ô tô điện i-MiEV đưa thị trường 18 Hình 1.11 Xe điện OLEV nạp điện không dây online KAIST 19 Hình 1.12 Xe bus điện sử dụng siêu tụ Thượng Hải 19 Hình 1.13 Chỉ số sử dụng lượng xe ô tô động xăng điện 20 Hình 1.14 Xe điện mui hở 23 Hình 1.15 Xe điện chạy thành phố Nga 23 Hình 1.16 Xe-M.GO mắt triển lãm ô tô Paris 2008 24 Hình 1.17 Xe Zap .24 Hình 1.18 Nguyên lý hóa học tế bào niheen liệu Fuel Cell .27 Hình 1.19 Minh họa hệ thống tế bào nhiên liệu Fuel Cell xe ô tô điện 27 Hình 1.20 Cấu tạo siêu tụ điện .28 Hình 1.21 Sản phẩm siêu tụ điện Maxwell Technology module tụlớn thị trường .29 Hình 2.1 Phân loại ắc quy theo mật độ lượng 32 Hình 2.2 Quan hệ công suất lượng loại ắc quy 33 Hình 2.3 Mạch đo điện trở RiDC .35 Hình 2.4 So sánh SOC bình thường SOC điều chỉnh 38 Hình 2.5 So sánh công suất ắc quy mức 50% SOC 38 Hình 2.6 Các giai đoạn nạp chuỗi ắc quy VRLA 40 Hình 2.7 Biến đổi áp suất ắc quy trình nạp 43 Hình 2.8 Cấu hình nhiệt độ nạp thấp cho ắc quy NiMH 44 Hình 2.9 Giới hạn gia tăng nhiệt độ cho ắc quy NiMH 44 Hình 2.10 Cấu hình nạp để tăng nhiệt độ 2°C/phút 45 Hình 2.11 Hệ thống ắc quy Li-ion ô tô điện 47 Hình 2.12 Quy trình sạc ắc quy Li-ion 47 Hình 2.13 Các giai đoạn nạp ắc quy lithium-ion 49 Hình 2.14 Các vùng làm việc ắc quy 50 Hình 2.15 Bốn giai đoạn sạc ắc quy bị Over-discharge 51 8    Hình 2.16 Hệ thống cân áp thụ động .53 Hình 3.1 Xe ô tô điện XD-BB 56 Hình 3.2 Sơ đồ truyền động xe điện 57 Hình 3.3 Mô hình chuyển động thân xe 58 Hình 3.4 Mô hình mô chuyển động thân xe 60 Hình 3.5 Đặc tính công suất, mô men động điện chiều .62 Hình 3.6 Sơ đồ thuật toán xây dựng đường đặc tính động điện 62 Hình 3.7 Sơ đồ thuật toán lựa chọn mô men đầu 63 Hình 3.8 Mô hình động điện chiều không chổi than 64 Hình 3.9 Mạch tương đương ắc quy 65 Hình 3.10 Mô hình mô điện áp nhánh .66 Hình 3.11 Mô hình mô điện trở đầu cực .66 Hình 3.12 Mô hình mô điện trở nhánh phóng .67 Hình 3.13 Mô hình mô dòng điện ký sinh 68 Hình 3.14 Mô hình dung lượng ắc quy 71 Hình 3.15 Mô hình nhiệt ắc quy .72 Hình 3.16 Mô hình khối tính toán mạch 72 Hình 3.17 Mô hình mô ắc quy chì - axit .73 Hình 3.18 Mô hình điều khiển động điện 73 Hình 3.19 Mô hình mô hệ thống truyền động xe điện 74 Hình 3.20 Mô hình khảo sát cách thức tăng tốc xe điện 76 Hình 3.21a Cách thức đạp phanh dạng “Step” 76 Hình 3.21b Cách thức đạp phanh dạng “Ramp” .77 Hình 3.22a Đồ thị khảo sát hành trình chân phanh dạng “Step” 77 Hình 3.22b Đồ thị khảo sát vận tốc xe dạng “Step” 78 Hình 3.23 Đồ thị khảo sát gia tốc xe phanh dạng “Step” 79 Hình 3.24 Đồ thị khảo sát momen động xe phanh dạng “Step” 79 Hình 3.25 Đồ thị khảo sát SOC phanh dạng “Step” 81 Hình 3.26a Đồ thị khảo sát theo hành trình chân phanh dạng “Ramp” 81 Hình 3.26b Đồ thị khảo sát theo vận tốc xe dạng “Ramp” .82 Hình 3.27 Đồ thị khảo sát gia tốc xe phanh dạng “Ramp” 83 Hình 3.28 Đồ thị khảo sát SOC phanh dạng “Ramp” 84 Hình 3.29 Đồ thị liên hệ gia tốc trung bình aavg SOC 85 9    LỜI NÓI ĐẦU Tiếp theo phát triển ô tô hybrid, ô tô điện nhiều hãng ô tô nghiên cứu phát triển nhằm khắc phục yếu điểm nhiên liệu hóa thạch ô nhiễm môi trường tình hình cạn kiệt nguồn nhiên liệu Tại Việt Nam, đối tượng chưa nhận nhiều quan tâm nhà khoa học, giới doanh nghiệp nhà làm sách, nên chưa có nhiều nghiên cứu ô tô điện Ô tô điện nhằm cải thiện ô nhiễm môi trường, gặp phải khó khăn vấn đề cung cấp lượng điện để hoạt động Ô tô điện có hai nhược điểm quan trọng lượng trữ thấp giá thành cao Các vấn đề cần cải thiện ô tô điện khả tăng tốc, bán kính sử dụng, vấn đề nạp thay nguồn lượng điện Việc đặt động bánh xe cho phép ta điều khiển bánh xe cách độc lập từ dẫn tới khả điều khiển lực kéo điều khiển chuyển động xe cách linh hoạt Quá trình chuyển động xe điều khiển thông qua việc điều khiển công suất động điện Mặt khác, bố trí động điện bánh xe ta rút gọn hệ thống truyền lực, giảm khối lượng xe, tăng thời gian làm việc pin Do vậy, đồ án lựa chọn hướng nghiên cứu để tìm hiểu, khảo sát mô hệ truyền động ô tô điện Vấn đề nhiều hãng xe giới nghiên cứu chế tạo thử nghiệm Volkswagen, Mercedes, Ford Vấn đề tối ưu hóa hệ truyền động xe có ý nghĩa lớn việc tiết kiệm lượng ô tô điện Nếu xe hoạt động với hiệu suất cao, đồng nghĩa với việc lượng sinh tận dụng triệt để, giúp tiết kiệm lượng pin ắc quy, làm tăng quãng đường lần nạp pin Đối tượng đồ án nghiên cứu nghiên cứu trình nạp tái sinh lượng ắc qui ô tô điện 10    Tham số động điện chiều gồm: mô men lớn (Tmax), thời gian trễ (Tau2) Tín hiệu đầu vào vị trí chânphanh (pedal position) Tín hiệu đầu mô men yêu cầu (require Torque) 3.1.5 Mô hình truyền động xe điện Từ sơ đồ cấu trúc hệ thống đề xuất Hình 3.1, đồ án xây dựng mô hình mô khối nhờ phần mềm Matlab-Simulink Mô hình mô hệ thống truyền động xe điện với khối tương ứng Hình 3.19 Hình 3.19 Mô hình mô hệ thống truyền động xe điện 3.2 Chạy mô hình, phân tích kết Sau xây dựng mô hình hệ thống truyền động xe điện Matlab Simulink, đồ án xây dựng phương án khảo sát nhằm đánh giá khả làm việc xe với nhu cầu người sử dụng Do đó, tác giả đề xuất khảo sát theo phương án sau: - Khảo sát ảnh hưởng đạp phanh kiểu “ Step “ tới khả nạp tái sinh xe ô tô điện - Khảo sát ảnh hưởng đạp phanh kiểu “ Ramp“ tới khả nạp tái sinh xe ô tô điện 74    Dựa vào kết đề tài xe điện thực trước kết thực nghiệm tác giả Massimo Ceraolo mô ắc quy Tác giả lựa chọn tham số xe điện bánh,cụ thể có bảng sau: Bảng 3.2 Tham số mô truyền động xe Thông Khối Thông số Giá trị Đơn vị lượng 200 Cθ Khối số Giá trị Đơn vị Ah m 1000 kg 400 J/oC igb 7.6 Rθ 10 W/Km^2 muygb 0.9 Kc 1.18 rw 0.287 m δ 0.8 g 9.81 m/s^2 I* 10 A ro 1.25 kg/m^3 θf -40 oC A 2.457 m^2 Ep 1.95 V Cd 0.45 Gp0 2.10^-11 muyrr 0.01 Vp0 0.1 alpha độ Ap vmax 40/3.6 m/s τp 0.5 s Em0 2.18 V Ke 0.000839 V/oC Dung Ắc quy Mô hình xe V Mô hình động Mô hình điều khiển động A0 -0.2 R00 0.002 Ω R10 0.0004 Ω A21 -8 A22 -8.4 R20 0.01 Ω τ1 7200 s ns 24 Tmax 45 Nm omegac 125.6 rad/s Pmax 5700 W τ2 0.02 s Các tham số nhập vào chương trình qua file “data_EVM.m” mô tả trang đính kèm Trong phần luận án khảo sát hoạt động mô hình nhằm tìm ảnh hướng cách thức phanh tới khả vận hành xe Sử dụng mô hình 75    Hình 3.20.Trong đề tài nàyđể khảo sát đến trình nạp tái sinh điện , luận văn mô trình phanh mô tơ điện không sử dụng hệ thống phanh khí V   Pin  Trq  Motor  control    t oa Battery  model    T Motor  model   ω DOC/SOC/  V/taq/ v/ω/a Vehicle  model  Hình 3.20 Mô hình khảo sát cách thức tăng tốc xe điện Luận án khảo sát theo cách thức phanh phổ biến Một là, người lái đạp chân phanh đột ngột bậc tới hết chân phanh (Step) ( Hình 3.21a) Hai là, người lái phanh với tốc độ đạp phanh khác đến hết chân phanh (Ramp) ( Hình 3.21b) Hai cách tăng tốc khảo sát theo liệu Bảng 3.3 Hình 3.21a Cách thức đạp phanh dạng “Step” 76    Hình 3.21b Cách thức đạp phanh dạng “Ramp” Bảng 3.3 Bảng thông số khảo sát cách thức phanh Đầu vào Step (%) 20 40 60 80 100 Ramp (s) 10 20 30 40 50 v = 3.6 (km/h) Điều kiện dừng Bảng 3.3 thể cách thức đạp phanh chế độ “Step” “Ramp” Ở chế độ “Step” đạp phanh đột ngột giữ lại mức tương đương 20 % - 100% Ở chế độ “Ramp” đạp phanh từ từ đến hết hành trình khoảng thời gian từ 10 (s) đến 50 (s) 3.2.1 Khảo sát phanh dạng “Step” 3.2.1.1 Khảo sát theo hành trình chân phanh vận tốc xe dạng “Step” Hình 3.22a Đồ thị khảo sát hành trình chân phanh dạng “Step” 77    Hình 3.22b Đồ thị khảo sát vận tốc xe dạng “Step” Hình 3.22a cho ta thấy cách thức đạp chân phanh theo mức khác từ 20 % đến 100% Theo hình 3.22b , vị trí chân phanh tương đương 20% , xe 30,01(s) để dừng lại Tại vị trí chân phanh tương đương 100% , xe 10,87(s) để dừng lại Để so sánh thời gian phanh trường hợp đạp phanh khác nhau, luận văn sử dụng tỉ suất thời gian phanh tính theo công thức : với tolà giá trị Step10 , tn tương ứng với thời gian mức chân phanh Tỉ suất thời gian phanh Step 0.2 đạt 36,22 % , gần lần so với mức Step 10 Bảng 3.4 Mối liên quan hành trình chân phanh thời gian phanh xe dạng “Step” Step 0.2 0.4 0.6 0.8 10 Vị trí chân phanh (%) 20 40 60 80 100 Thời gian phanh ( s ) 30,01 18,33 13,66 11,77 10,87 36,22 59,30 79,57 92,35 100 Tỉ suất thời gian phanh (%) Bảng 3.4 cho thấy, đạp chân phanh tức thời tới vị trí khác giữ lại xe dừng lại , thời gian phanh giảm dần theo tỉ lệ nghịch 78    với vị trí chân phanh Do vậy, phanh mô tơ điện có khả chép hình lực phanh hệ thống phanh khí 3.2.1.2 Khảo sát theo gia tốc xe phanhdạng “Step” Hình 3.23 Đồ thị khảo sát gia tốc xe phanh dạng “Step” Theo hình 3.23 , vị trí chân phanh tương đương 20% , gia tốc cực đại xe phanh đạt -0,3862 (m/s2) Tại vị trí chân phanh tương đương 100% , gia tốc cực đại xe phanh đạt -1,185 (m/s2) Để so sánh gia tốc xe phanh trường hợp đạp phanh khác nhau, luận văn sử dụng tỉ suất gia tốc phanh cực đại tính theo công thức : với aolà giá trị Step10 , an tương ứng với gia tốc mức chân phanh Hình 3.24 Đồ thị khảo sát momen động xe phanh dạng “Step” 79    Theo hình 3.23ta thấy đạp chân phanh đột ngột hết hành trình , gia tốc đạt cực đại sau tăng dần trì Sở dĩ đồ thị có đặc tính momen động xe theo hình 3.24 Khi bắt đầu đạp chân phanh , momen tăng đột ngột nằm vùng không chịu ảnh hưởng vòng quay động Tiếp , từ 1(s) đến 8(s) momen tăng dần theo đường đặc tính động sau trì Tương tự với vị trí chân phanh 80% 60% Với mức 20% 40% , lúc momen không bị ảnh hưởng số vòng quay động nên gia tốc giảm đột ngột 1(s) sau trì Bảng 3.5 Mối liên hệ gia tốc phanh vị trí chân phanh dạng “Step” Step Vị trí chân phanh (%) 0.2 0.4 0.6 0.8 10 20 40 60 80 100 -0,3862 -0,5996 -0,7811 -0,9788 -1,185 30,01 18,33 13,66 11,77 10,87 306,83 197,63 151,70 121,06 100 Gia tốccực đại xe phanh ( m/s2 ) Thời gian phanh (s) Tỉ suất gia tốc (%) Từ bảng 3.5 ta thấy , khoảng Step 0.6-10 vị trí chân phanh tỉ lệ bậc với gia tốc xe , vị trí chân phanh tăng lên thời gian phanh gia tốc giảm nhiêu Còn với Step 0.2-0.4 , vị trí chân phanh tăng lên gia tốc giảm xuống nhiều , thời gian phanh tăng đột biến so với khoảng Step 0.6 – 10 Như , ta xác định vùng đạp phanh 40% không bị ảnh hưởng theo đặc tính động 80    3.2.1.3 Khảo sát theo SOC phanh dạng “Step” Hình 3.25 Đồ thị khảo sát SOC phanh dạng “Step” Khi bắt đầu phanh xe , trình nạp tái sinh lượng điện bắt đầu ( xét trường hợp xe 50% lượng ắc qui bắt đầu phanh ) Khi giữ chân phanh vị trí 20% xe 31,01(s) để dừng đồng thời trạng thái ắc qui dư 0,009 Khi đạp phanh hết 100% xe 11,9(s) để dừng đồng thời trạng thái ắc qui dư 0,013 Như lượng SOC tỉ lệ thuận với vị trí chân phanh , ta đạp sâu lượng điện nạp tái sinh cao 3.2.2 Khảo sát phanh theo dạng “Ramp” : 3.2.2.1 Khảo sát theo hành trình chân phanh vận tốc xe dạng “Ramp” Hình 3.26a Đồ thị khảo sát theo hành trình chân phanh dạng “Ramp” 81    Hình 3.26a mô tả cách thức đạp phanh theo dạng “Ramp” Có mức đạp đạp từ từ đến hết hành trình vòng 10(s) Tiếp theo tăng dần tịnh tiến thêm 10 (s) mức Cuối đạp từ từ đến hết hành trình vòng 50(s) Hình 3.26b Đồ thị khảo sát theo vận tốc xe dạng “Ramp” Theo hình 3.26b , ta đạp phanh từ từ vòng 10(s) đến hết hành trình chân phanh, xe giảm tốc kéo dài đến 12,83(s) xe dừng hẳn Tiếp theo , ta đạp phanh từ từ vòng 20(s) xe dừng hẳn vị trí chân ga tương đương 80,55% 17,06(s) Cuối , ta đạp phanh từ từ vòng 50(s) xe dừng hẳn vị trí chân ga tương đương 50,38% Để so sánh thời gian phanh trường hợp đạp phanh khác nhau, luận văn sử dụng tỉ suất thời gian phanh tính theo công thức : với tolà giá trị Ramp 50, tn ứng với thời gian phanh mức Bảng 3.6 Mối liên quan hành trình chân phanh thời gian phanh xe dạng “Ramp” Ramp (s) Vị trí chân phanh (%) Thời gian phanh ( s ) Tỉ suất phanh (%) 10 20 30 40 50 100 80,55 67,73 57,42 50,38 12,83 17,06 20,34 22,91 25,07 51,17 68,05 81,13 91,38 100 82    Như thời gian phanh kéo dài , hành trình phanh ngắn với quãng đường phanh kéo dài 3.2.2.2.Khảo sát theo gia tốc xe phanh dạng “Ramp” Hình 3.27 Đồ thị khảo sát gia tốc xe phanh dạng “Ramp” Khi đạp xe từ từ 10(s) đến hết hành trình , gia tốc xe đạt -1,171(m/s2) Khi đạp xe từ từ 50(s) đến hết hành trình , gia tốc xe đạt -0,636 (m/s2) Để so sánh gia tốc xe phanh trường hợp đạp phanh khác nhau, luận văn sử dụng tỉ suất gia tốc phanh cực đại tính theo công thức : với aolà giá trị gia tốc phanh cực đại Ramp 50 an ứng với gia tốc phanh cực đại mức Do hành trình chân phanh tăng từ từ , dẫn đến momen động nằm vùng ảnh hưởng tốc độ vòng quay , nên đường gia tốc tăng tuyến tính với , đạt gia tốc cực đại giảm dần điều kiện dừng 83    Bảng 3.7 Mối liên quan gia tốc phanh tỉ suất phanh xe dạng “Ramp” Ramp (s) 10 20 30 40 50 -1,171 -1,006 -0,825 -0,710 -0,636 184,12 158,17 129,71 111,63 100 Gia tốc cực đại xe phanh (m/s2 ) Tỉ suất gia tốc phanh (%) Như , ta đạp hết hành trình phanh lâu gia tốc xe thấp , gia tốc xe tỉ lệ nghịch với cường độ đạp phanh 3.2.2.3 Khảo sát theo SOC phanh dạng “Ramp” Hình 3.28 Đồ thị khảo sát SOC phanh dạng “Ramp” Khi bắt đầu phanh xe , trình nạp tái sinh lượng điện bắt đầu ( xét trường hợp xe 50% lượng ắc qui bắt đầu phanh ) Khi từ từ đạp phanh vòng 10(s) tới hết hành trình trạng thái ắc qui dư 0,0012 Khi từ từ đạp phanh vòng 50(s) tới hết hành trình trạng thái ắc qui dư 0,009 Từ hình 3.28 cho thấy , ta đạp phanh nhanh lượng tái sinh nhiều momen động đủ lớn để nạp vào ắc qui Nếu ta đạp chậm 84    momen động phát không đủ để nạp , với tổn hao lượng đường dẫn tới việc ắc qui nạp không nhiều 3.2.3 So sánh hai kiểu phanh “Step” “Ramp” Để đánh giá hiệu hai cách thức phanh , ta đánh giá qua gia tốc trung bình aavg điện lượng lại ắc qui SOC Gia tốc phanh trung bình tính tỉ số vận tốc cuối trình phanh thơi gian phanh aavg = (m/s2) SOC xác định thời điểm kết thúc trình phanh Bảng 3.8 Mối liên hệ gia tốc trung bình aavg SOC theo dạng “Step” Step 20 40 60 80 100 aavg 0,24 0,38 0,51 0,58 0,63 SOC 0,5009 0,5012 0,5013 0,5013 0,5013 Bảng 3.9 Mối liên hệ gia tốc trung bình aavg SOC theo dạng “Ramp” Ramp 10 20 30 40 50 aavg 0,58 0,44 0,37 0,32 0,29 SOC 0,5012 0,5011 0,5010 0,5009 0,5009 SOC Mối liên hệ giữa gia tốc trung bình aavg và  SOC 0.50135 0.5013 0.50125 0.5012 0.50115 0.5011 0.50105 0.501 0.50095 0.5009 0.50085 Step Ramp 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Gia tốc trung bình (m/s2)  Hình 3.29 Đồ thị liên hệ gia tốc trung bình aavg vàSOC 85    Từ hình 3.29 cho ta thấy , cách phanh cho ta nạp tái sinh tỉ lệ thuận với gia tốc xe phanh Tuy nhiên , cách phanh dạng “Step” tối ưu lượng nạp tái sinh gia tốc xe 3.3.Kết luận chương Thực chất việc mô hình hóa nhằm giúp người thiết kế kiểm nghiệm đánh giá cách trực quan hệ thống truyền động học xe điện Giúp việc thay đổi, tối ưu hệ thống dễ dàng, nhanh chóng tiết kiệm chi phí chế tạo thử Từ kết mô , ta đưa kết luận sau : - Phương pháp phanh mô tơ điện có khả chép hình giống hệ thống phanh khí - Cách thức đạp phanh dạng “Step” tối ưu lượng nạp tái sinh gia tốc xe Thông số xe trích từ đề tài thiết kế tính toán xe điện bốn bánh nhóm thiết kế; hệ số kinh nghiệm ắc quy chì axit kế thừa từ nghiên cứu thực nghiệm tác giả Massimo Ceraolo, Robym A Jackey, … Do kết mô hình có mức tin tưởng cao, thông số cho nghiên cứu tiếp sau             86    KẾT LUẬN Hệ thống động lực sử dụng xe điện ngày dạng, bố trí thiết kế theo nhiều phương thức khác Trong khuổn khổ luận văn tốt nghiệp tác giả giải vấn đề sau: - Nghiên cứu, tìm hiểu cách tổng quan phát triển ô tô điện - Xây dựng mô hình động lực xe điện, trính phóng điện ắc quy, mô hình động điện Mô hình có khả khảo sát phương án đạp phanh hiệu mặt nạp tái sinh lượng thời gian phanh cho ô tô điện - Mô phỏng, tìm hiểu yếu tố ảnh hưởng đến khả nạp tái sinh lượng ắc quy ô tô điện Kết cho thấy phanh động điện có khả chép hệ thống phanh khí Đồng thời , đạp phanh theo dạng “Step” cho lượng nạp nạp tái sinh gia tốc phanh tốt Để hoàn thiện mục tiêu đề ra, luận văn cần hoàn thiện thêm số nội dung nghiên cứu sau: - Tính toán thiết kế hệ thống khác xe phanh, treo, lái - Tính toán khả quay vòng, ổn định ngang, ổn định dọc - Đề xuất phương án xây dựng điều khiển mô tơ giúp tối ưu khả tăng tốc Kết luận án sở cho hướng nghiên cứu điều khiển hệ thống động lực điện xe điện Tuy nhiên, kết luận án kết nghiên cứu bước đầu Luận án cần phát triển nghiên cứu thêm nhằm ứng dụng vào thực tiễn lớn 87    TÀI LIỆU THAM KHẢO   [1] “ Đồ án thiết kế chế tạo ô tô chỗ sử dụng lượng điện-nhiệt ”, Luận văn tốt nghiệp đại học Bách Khoa Đà Nẵng [2] Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng, “Kết cấu ô tô ”, Nhà xuất Bách khoa Hà Nội, 2009 [3] Massimo Ceraolo, “New Dynamical Models of Lead-Acid Batteries”, IEEE Transactions on power systems, Vol 15, No.4, November 2000 [4] Massimo Ceraolo, “Dynamical Models of Lead-Acid Batteries: Implementation Issues”, IEEE Transactions on energy conversion, VOL 17, No.1, March 2002 [5] Robyn A Jackey, “A simple, Effective Lead-Acid modeling process for electrical system component selection”, 2007 [6] Antonio Manenti, Simona Onori, Yann Guezennec, “A new modeling approach to predict ‘Peukert Effect’ for lead acid batteries”, Milano, 2011 88    ... tượng đồ án nghiên cứu nghiên cứu trình nạp tái sinh lượng ắc qui ô tô điện 10    CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu ô tô điện 1.1.1 Sơ lược lịch sử ô tô điện a Thời kỳ đầu Ô tô điện khái niệm mà... chưa có nhiều nghiên cứu ô tô điện Ô tô điện nhằm cải thiện ô nhiễm môi trường, gặp phải khó khăn vấn đề cung cấp lượng điện để hoạt động Ô tô điện có hai nhược điểm quan trọng lượng trữ thấp... 1.1.1 Sơ lược lịch sử ô tô điện 11 1.1.2 Tình hình sản xuất sử dụng ô tô điện 12 1.1.3 Ưu, nhược điểm sử dụng ô tô điện 24 1.2 Vấn đề nguồn lượng cho ô tô điện .26 1.2.1