Nghiên cứu đánh giá hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THU HỒI NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TÁI SINH TRÊN ÔTÔ SVTH: NGUYỄN QUỐC KHỞI MSSV: 16145427 SVTH: PHẠM TUẤN GIÀO MSSV: 16145369 GVHD: GV.ThS DƯƠNG TUẤN TÙNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Công nghệ Kĩ thuật ô tô Tên đề tài NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THU HỒI NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TÁI SINH TRÊN ÔTÔ SVTH: NGUYỄN QUỐC KHỞI MSSV: 16145427 SVTH: PHẠM TUẤN GIÀO MSSV: 16145369 GVHD: GV.ThS DƯƠNG TUẤN TÙNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 03 năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Quốc Khởi MSSV: 16145427 Họ tên sinh viên 2: Phạm Tuấn Giào MSSV: 16145369 Chuyên ngành: công nghệ kỹ thuật ô tô Mã ngành đào tạo: 52510205 Hệ đào tạo: qui Mã hệ đào tạo:1 Khóa: 2016-2020 Lớp: 161451 Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá hiệu thu hồi lượng hệ thống phanh tái sinh ô tô Nhiệm vụ đề tài: 1) Tổng quan hệ thống phanh tái sinh 2) Phân tích yếu tố ảnh hưởng tới hiệu thu hồi lượng phanh 3) Nghiên cứu trường hợp đánh giá hiệu hệ thống phanh tái sinh xe cụ thể Sản phẩm đề tài: 01 tập báo cáo kết nghiên cứu và 02 đĩa CD Hoàn chỉnh mơ hình Ngày giao đề tài: 09/03/2020 Ngày nộp đề tài: 17/08/2020 TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM GV.ThS Dương Tuấn Tùng KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá hiệu thu hồi lượng hệ thống phanh tái sinh ô tô Họ và tên sinh viên: Nguyễn Quốc Khởi MSSV: 16145427 Phạm Tuấn Giào MSSV: 16145369 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô I NHẬN XÉT Về hình thức trình bày & tính hợp lý cấu trúc đề tài: Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn) II NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG III ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không): Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2020 Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá hiệu thu hồi lượng hệ thống phanh tái sinh ô tô Họ và tên sinh viên: Nguyễn Quốc Khởi MSSV: 16145427 Phạm Tuấn Giào MSSV: 16145369 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô I NHẬN XÉT Về hình thức trình bày & tính hợp lý cấu trúc đề tài: Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn) II NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG III ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không): Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2020 Giảng viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá hiệu thu hồi lượng hệ thống phanh tái sinh ô tô Họ và tên sinh viên: Nguyễn Quốc Khởi MSSV: 16145427 Phạm Tuấn Giào MSSV: 16145369 Ngành: công nghệ kỹ thuật ô tô Sau tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và thành viên Hội đồng bảo vệ Đồ án tốt nghiệp đã hoàn chỉnh theo yêu cầu nội dung và hình thức Chủ tịch Hội đồng: : _ Giảng viên hướng dẫn: Giảng viên phản biện: : TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2020 LỜI CẢM ƠN Trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành Cơng nghệ kỹ thuật ô tô trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đồ án tốt nghiệp xem là môn học có ý nghĩa thiết thực đối với sinh viên Bởi q trình học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào tính tốn, thiết kế hay chế tạo hệ thống, mơ hình cụ thể là quan trọng, phần nào giúp cho sinh viên củng cố kiến thức đã học trường, thể am hiểu kiến thức và vận dụng lý thuyết vào thực tế tính tốn cho hợp lý, có nghĩa là sinh viên làm quen với công việc cán kỹ thuật Trước tốt nghiệp trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Chúng em thực đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu đánh giá hiệu thu hồi lượng hệ thống phanh tái sinh ô tô” Đây là điều kiện tốt cho chúng em có hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em đã học tại trường, bước đầu sát vào thực tế, làm quen với công việc tính tốn thiết kế tơ Bằng cố gắng nỗ lực thành viên nhóm và đặc biệt là hướng dẫn tận tình thầy GV.ThS Dương Tuấn Tùng Chúng em đã hoàn thành đồ án thời hạn Mặc dù đã cố gắng thời gian làm đồ án có hạn và trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận đóng góp ý kiến quý thầy cô để đồ án này hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy GV.ThS Dương Tuấn Tùng toàn thể giảng viên khoa khí động lực đã tạo điều kiện giúp đỡ chúng em thực đồ án thời gian qua Chúng em chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Phạm Tuấn Giào Nguyễn Quốc Khởi i TÓM TẮT Hệ thống thu hồi lượng ô tô coi là hệ thống tiên tiến có đóng góp tích cực việc bảo vệ mơi trường Bằng cách sử dụng phanh tái tạo ô tô, nó cho phép phục hồi động xe đến mức độ nào đó bị trình phanh Phần nội dung: - Trong giới hạn đề tài này giới thiệu hệ thống phanh tái sinh ô tô thường ứng dụng dòng xe EV, HEV, và dòng xe có kiểu truyền lực truyền thống Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến khả thu hồi hệ thống thu hồi lượng Tìm hiểu rõ hệ thống thu hồi lượng xe Hybrid, xây dựng mơ hình tính tốn hiệu thu hồi làm sở để thực mô hệ thống phần mềm Matlab-Simulink Từ kết trình mô thực đánh giá hiệu thu hồi lượng xe có hệ thống phanh tái sinh với xe không có phanh tái sinh Phương pháp nghiên cứu: - Sử dụng tài liệu liên quan, tài liệu tham khảo và ngoài nước liên quan đến hệ thống phanh tái sinh - Tham khảo số mơ số mơ hình mơ thư viện Matlab i MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v DANH SÁCH CÁC BẢNG vi DANH SÁCH CÁC HÌNH vii Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề………………… 1.2 Phân loại hệ thống phanh tái sinh 1.2.1 Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lượng dưới dạng điện 1.2.2 Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lượng dưới dạng tích thủy lực 1.2.3 Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lượng bánh đà (Flywheel) 1.2.4 Hệ thống RBS với kiểu tích trữ lượng dưới dạng vật liệu đàn hồi 1.3 Phân tích và so sánh phương án tích trữ lượng hệ thống RBS 1.4 Hệ thống phanh tái sinh xe điện lai HEV 12 1.4.1 Khái niệm ô tô Hybrid 12 1.4.2 Nguyên lí thu hồi lượng ô tô lai HEV 13 Chương PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HIỆU QUẢ THU HỒI NĂNG LƯỢNG KHI PHANH 16 2.1 Xe có kiểu tích trữ lượng dưới dạng tích thủy lực 16 2.2 Phương án phân bố, điều khiển lực phanh thu hồi và phanh khí đối với HEV 17 2.3 Hệ thống thu hồi lượng ưu tiên hiệu phanh 20 2.4 Hệ thống thu hồi lượng phanh ưu tiên chế độ thu hồi 21 2.5 Hiệu suất thu hồi lượng và hiệu suất tích lũy lượng ắc quy 22 2.6 Vấn đề sử dụng lượng và không gian sử dụng ắc quy 23 Chương NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THU HỒI NĂNG LƯỢNG TRÊN XE HYBRID 24 ii 3.1 Mô tả sơ lược chế độ hoạt động xe Prius 24 3.2 Hệ thống thu hồi lượng xe Toyota Prius 28 3.2.1.Hệ thống truyền lực 28 3.2.2 Động điện 29 3.2.3 Bộ phận chuyển đổi điện .30 3.2.4 Ắc quy cao áp 30 3.3 Cơ sở lí thuyết và xây dựng mơ hình thuật tốn 32 3.3.1 Tính tốn động lực q trình phanh .33 3.3.2 Tính tốn mơ hình ắc quy 34 3.3.3 Mơ hình tính tốn q trình phanh 35 3.4 Tính tốn, mơ hệ thống phần mềm Matlab – Simulink .40 3.4.1 Các mơ hình Matlab – Simulink mơ hệ thống phanh tái sinh .40 3.5 Các kết mô phỏng……… 54 3.5.1 Kết mô đối với chu trình FTP 75 54 3.5.2 Kết mô đối với chu trình NEDC 59 3.5.3 Kết mơ đối với chu trình US06 63 3.5.4 Kết mơ đối với chu trình Artemis Rural Road .67 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 4.1 Kết luận…………………… .74 4.2 Kiến nghị…………………… 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 iii ... Nghiên cứu đánh giá hiệu thu hồi lượng hệ thống phanh tái sinh ô tô Nhiệm vụ đề tài: 1) Tổng quan hệ thống phanh tái sinh 2) Phân tích yếu tố ảnh hưởng tới hiệu thu hồi lượng phanh 3) Nghiên. .. tính tốn hiệu thu hồi làm sở để thực mô hệ thống phần mềm Matlab-Simulink Từ kết q trình mơ thực đánh giá hiệu thu hồi lượng xe có hệ thống phanh tái sinh với xe không có phanh tái sinh Phương... KĨ THU? ??T THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Công nghệ Kĩ thu? ??t ô tô Tên đề tài NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THU HỒI NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG