Nghiên cứu hệ thống truyền lực, hệ thống trợ lực lái điện tử và hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW active hybrid x6

Toàn bộ hệ thống động cơ của dòng xe BMW ActiveHybrid X6 bao gồm một động cơ xăng V8 400 hp tích hợp công nghệ BMW tăng áp kép, hệ thống phun xăng điện tử và hai máy điện hoạt động luân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SVTH: HỒ ĐĂNG HOÀNG MSSV: 16145391

GVHD: Thầy DƯƠNG TUẤN TÙNG

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SVTH: HỒ ĐĂNG HOÀNG MSSV: 16145391

GVHD: Thầy DƯƠNG TUẤN TÙNG

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Tên đề tài: Nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống trợ lực lái chủ động và các hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW ActiveHybrid X6

Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Tấn Sỹ MSSV: 16145508

Hồ Đăng Hoàng MSSV: 16145391 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

I NHẬN XÉT

2 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 1 Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không):

2 Điểm đánh giá (theo thang điểm 10):

Giảng viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống truyền lực, hệ thống lái chủ động và các hệ thống an toàn chủ động trên xe BMW ActiveHybrid X6

Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Tấn Sỹ MSSV: 16145508

Hồ Đăng Hoàng MSSV: 16145391 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

I NHẬN XÉT

2 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 1 Đề nghị (Cho phép bảo vệ hay không):

2 Điểm đánh giá (theo thang điểm 10):

Giảng viên phản biện

(Ký & ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức

Chủ tịch Hội đồng:

Giảng viên hướng dẫn:

Giảng viên phản biện:

i LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống trợ

lực lái chủ động và các hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW ActiveHybrid X6”,

chúng em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình từ thầy cô và bạn bè Với tấm lòng biết ơn sâu sắc, lời đầu tiên chúng em xin được gửi lời cảm ơn đến khoa Cơ khí Động lực trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã tạo điều kiện cho chúng em về một môi trường học tập, rèn luyện, hoàn thiện kỹ năng và kiến thức của bản thân trong suốt bốn năm qua Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô của khoa Cơ khí Động lực đã luôn quan tâm, truyền đạt những bài học quý giá, định hướng cho sinh viên Cơ khí Động lực về con đường sự nghiệp sau này Những tâm huyết, sự tận tuỵ và nhiệt thành của thầy cô chính là động lực giúp giữ vững ngọn lửa đam mê, nhiệt huyết trong mỗi sinh viên, làm hành trang quý báu khi chúng em bước ra cuộc đời mai sau Một lần nữa, chúng em xin gửi lời cảm ơn và chúc sức khoẻ đến toàn bộ thầy cô giáo trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM nói chung và của khoa Cơ khí Động lực nói riêng sẽ luôn giữ mãi nhiệt huyết trong giảng dạy và đạt được nhiều thành công trong cuộc sống

Bên cạnh đó, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Dương Tuấn Tùng đã tư vấn, hỗ trợ tài liệu đồng thời nhiệt tình kiểm tra, giải đáp những khúc mắc, khó khăn mà nhóm gặp phải trong quá trình thực hiện đề tài Việc thực hiện một đề tài lớn như vậy thường sẽ không tránh khỏi những thiếu sót không đáng có Chúng em mong sẽ nhận được sự chỉ bảo, nhận xét cũng như đóng góp ý kiến của thầy cô để chúng em có thể bổ sung, hoàn thiện hơn vốn kiến thức của bản thân

Xin chân thành cảm ơn

NHÓM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Huỳnh Tấn Sỹ Hồ Đăng Hoàng

ii TÓM TẮT

Nhóm chúng em đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ

thống trợ lực lái chủ động và các hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW ActiveHybrid X6” với mục đích trước hết là nghiên cứu, tìm hiểu và học tập các công nghệ mới nhất

được áp dụng trên dòng xe ô tô hybrid hiện nay Bên cạnh đó là đưa ra được một tài liệu tham khảo hữu ích để các sinh viên có thể nghiên cứu và mở rộng đề tài hơn về sau Sau khoảng thời gian thực hiện, nhóm xin chia đề tài nghiên cứu ra thành 5 chương:

• Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

• Chương 2 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6

• Chương 3 CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6

• Chương 4 BỘ TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN TỬ TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6

• Chương 5 KẾT LUẬN

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Tóm tắt ii

Mục lục iii

Danh mục các chữ viết tắt và ký hiệu ix

Danh mục hình ảnh x

Danh mục các bảng xiv

Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Các vấn đề cần nghiên cứu 2

1.3 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

Chương 2 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6 3

2.1 Tổng quan về dòng xe BMW ActiveHybrid X6 3

2.2 Tổng quan về hộp số truyền lực Active Transmission và hệ thống dẫn động bốn bánh xDrive 4

2.2.1 Giới thiệu tổng quan về hộp số truyền lực Active Transmission 4

2.2.1.1 Cấu tạo hộp số truyền lực Active Transmission 5

2.2.1.1.1 Bộ ly hợp nhiều đĩa 7

2.2.1.1.2 Các máy điện 9

2.2.1.1.3 Bộ bánh răng hành tinh 11

2.2.1.1.4 Parking lock and Direct Shift Module 12

2.2.1.1.5 Bộ xử lý và điều khiển hybrid 14

2.2.1.1.6 Môđun điều khiển hộp số 14

2.2.1.2 Các chế độ hoạt động 15

2.2.1.2.1 Chế độ số vô cấp điện tử 1 (ECVT 1) 15

2.2.1.2.2 Chế độ số vô cấp điện tử 2 (ECVT 2) 18

2.2.1.2.3 Các chế độ tay số cố định cơ bản 19

2.2.1.2.4 Chế độ không truyền lực 22

2.2.1.2.5 Chế độ lùi 22

2.2.1.2.6 Chế độ tự khởi động và tự ngắt ICE 23

2.2.1.3 Hệ thống cung cấp dầu bôi trơn hộp số 24

2.2.2 Hệ thống dẫn động bốn bánh xDrive của BMW 26

2.2.2.1 Tổng quan hệ thống xDrive của BMW 26

2.2.2.2 Mục đích của hệ thống xDrive 27

2.2.2.3 Cấu tạo của hệ thống xDrive 27

2.2.2.3.1 Hộp số phụ ATC 500 27

2.2.2.3.2 Đường truyền công suất 28

2.2.2.3.3 Các đòn bẩy điều chỉnh 29

2.2.2.3.4 Mô-tơ servo tích hợp cảm biến vị trí mô-tơ 30

2.2.2.3.5 Điện trở mã hoá 30

2.2.2.3.6 Các bộ điều khiển điện tử trong hộp số phụ 31

2.2.2.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống xDrive 33

2.2.2.4.1 Hoạt động của bộ điều khiển hộp số phụ (VGSG) 33

2.2.2.4.2 Hoạt động của ly hợp hộp số phụ (TCC) 33

2.2.2.4.3 Điều khiển sơ cấp 34

2.2.2.4.4 Điều khiển lực kéo/điều khiển động học xe 36

2.2.2.4.5 Lô-gic tính toán giới hạn lốp xe 37

Chương 3 CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6…38 3.1 Sự cần thiết của các hệ thống an toàn trên ô tô hiện nay 38

3.2 Phân loại các hệ thống an toàn trên ô tô 38

3.3 Hệ thống Dynamic Stability Control III trên BMW ActiveHybrid X6 39

3.3.1 Tổng quan hệ thống DSC III trên BMW ActiveHybrid X6 39

3.3.2 Mục đích của hệ thống DSC III 39

3.3.3 Các bộ phận chính trong hệ thống DSC III 40

3.3.3.1 Môđun điều khiển DSC III tích hợp trong hệ thống thuỷ lực 40

3.3.3.2 Cảm biến áp suất phanh 42

3.3.3.3 Công tắc đèn phanh (BLS) 43

3.3.3.4 Bơm TRC (Traction Control) 43

3.3.3.5 Công tắc phanh tay 44

3.3.3.6 Cảm biến góc quay vòng/gia tốc ngang 44

3.3.3.7 Công tắc DSC 45

3.3.3.8 Công tắc HDC 46

3.3.3.9 Cảm biến tốc độ bánh xe 46

3.3.3.10 Cảm biến góc đánh lái (SAS) 47

3.3.3.11 Công tắc cảnh báo mức dầu phanh 48

3.3.3.12 Bảng đèn tín hiệu DSC 49

3.3.3.13 Mạng giao tiếp CAN 50

3.4 Nguyên lý hoạt động 51

3.4.1 Hệ thống chống bó cứng phanh ABS và các tính năng phụ trợ 52

3.4.1.1 Hệ thống chống bó cứng phanh ABS 52

3.4.1.2 Các tính năng phụ của ABS 54

3.4.1.2.1 Phân phối lực phanh điện tử (EBV) 54

3.4.1.2.2 Điều khiển phanh khi vào góc cua (CBC) 56

3.4.2 Điều khiển cân bằng động học (DSC) 57

3.4.2.1 Tình trạng xe quay vòng thiếu 57

3.4.2.2 Tình trạng xe quay vòng thừa 59

3.4.2.3 Các tính năng phụ của DSC 60

3.4.2.3.1 Hệ thống phanh động lực (DBS) 60

3.4.2.3.1.1 Điều khiển lực động phanh (DBC) 60

3.4.3 Điều khiển cân bằng tự động (ASC+T) 61

3.4.3.1 Giảm mômen kéo lê của động cơ (MSR) 62

3.4.4 Các tính năng mới trong hệ thống DSC III 63

3.4.4.1 Điều khiển khi xuống dốc (HDC) 63

3.4.4.2 Khoá vi sai tự động (ABD) 64

3.4.4.3 Điều khiển lực kéo (Traction Control) 66

3.4.4.4 Lập trình môđun điều khiển phanh ABS khi chạy địa hình 67

Chương 4 BỘ TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN TỬ TRÊN XE BMW ACTIVEHYBRID X6…68 4.1 Tổng quan bộ trợ lực lái điện tử EPS 68

4.2 Các đặc trưng riêng biệt của bộ trợ lực lái điện tử EPS 70

4.3 Cấu tạo của bộ trợ lực lái điện tử EPS 71

4.3.1 Cấu tạo cơ khí của bộ trợ lực lái EPS 71

4.3.2 Các bộ phận trong bộ trợ lực lái điện tử EPS 73

4.3.2.1 Cảm biến mômen đánh lái 73

4.3.2.2 Bộ điều khiển EPS 74

4.3.2.3 Mô-tơ điện tích hợp cảm biến vị trí 75

4.3.2.4 Bánh răng giảm tốc 77

4.3.2.5 Thanh răng lái 79

4.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống EPS 80

4.5 Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực lái điện tử EPS 81

4.5.1 Tổng quan về chức năng của bộ trợ lực lái điện tử EPS 81

4.5.2 Các tín hiệu đầu vào của EPS 82

4.5.3 Các tín hiệu đầu ra của EPS 83

4.6 Các tính năng của DME được tích hợp cùng EPS 83

4.6.1 Trợ lực lái phụ thuộc vào tốc độ 84

4.6.2 Tự động thu hồi vô lăng 84

4.6.4 Khả năng giảm xóc chủ động 86

4.6.4.1 Giảm rung xóc từ mặt đường 86

4.6.4.2 Giảm rung xóc từ việc điều khiển của tài xế 86

4.6.5 Chủ động phản hồi tình trạng mặt đường 88

4.6.6 Giám sát và điều chỉnh tình trạng của EPS 88

4.6.6.1 Ngừng hoạt động khi hệ thống có lỗi 88

4.6.7 Khả năng kết hợp với các thiết lập riêng biệt 89

4.6.8 Các tính năng phụ đặc biệt 89

4.6.7.1 Bảo vệ tránh quá nhiệt 89

4.6.7.2 Ngắt dần hoạt động của EPS khi xe dừng 90

Chương 5 KẾT LUẬN 91

5.1 Kết luận 91

5.1.1 Những kết quả đạt được 91

5.1.2 Những mặt hạn chế 91

5.2 Đề xuất phát triển đề tài 92

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt

điện tử

xoắn từ động cơ

minh

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Hộp số truyền lực của xe BMW ActiveHybrid X6 5

Hình 2.2 Bộ ly hợp nhiều đĩa 7

Hình 2.3 Vị trí lắp đặt của bộ ly hợp nhiều đĩa 7

Hình 2.4 Các bộ phận trong bộ ly hợp nhiều đĩa 8

Hình 2.5 Dòng điện xuất hiện trọng cuộn dây và cuộn dây thành nam châm điện 9

Hình 2.6 Trước khi ngắt ly hợp nhiều đĩa 9

Hình 2.7 Sau khi ngắt ly hợp nhiều đĩa 9

Hình 2.8 Vị trí các máy điện trong hộp số chủ động 10

Hình 2.9 Vị trí các bộ bánh răng hành tinh 12

Hình 2.10 Hộp chứa bộ điều khiển chuyển số trực tiếp (hình cắt ngang) 12

Hình 2.11 Đường truyền công suất khi xe ở chế độ thuần điện trong chế độ ECVT 1 16

Hình 2.12 Đường truyền công suất khi xe ở chế độ kết hợp giữa động cơ đốt trong và máy điện trong chế độ ECVT 1 17

Hình 2.13 Đường truyền công suất khi trong chế độ ECVT 2 18

Hình 2.14 Đường truyền công suất ở tay số 1 19

Hình 2.15 Đường truyền công suất ở tay số 2 20

Hình 2.16 Đường truyền công suất ở tay số 3 20

Hình 2.17 Đường truyền công suất ở tay số 4 21

Hình 2.18 Đường truyền công suất trong quá trình tự khởi động động cơ đốt trong 23

Hình 2.19 Mô-tơ điện dùng để dẫn bơm dầu 25

Hình 2.20 Vị trí hộp số phụ trên hệ thống dẫn động xDrive 26

Hình 2.21 Các bộ phận trong hộp số phụ ATC 500 27

Hình 2.22 Đường truyền công suất trên hộp số phụ ATC 500 29

Hình 2.23 Đòn bẩy điều chỉnh 29

Hình 2.24 Mô-tơ servo có tích hợp cảm biến vị trí mô-tơ 30

Hình 2.25 Điện trở mã hoá 30

Hình 2.26 Bộ điều khiển điện điện tử ở hộp số phụ (VGSG) 31

Hình 2.27 Tổng quan mạng giao tiếp 31

Hình 2.28 Sơ đồ giao tiếp giữa VGSG và DSC III 32

Hình 2.29 Đồ thị và hình minh hoạ so sánh mômen lái ở cầu trước giữa hai xe có trang bị vi sai giữa (xanh) và hệ thống xDrive (đỏ) 35

Hình 2.30 Trường hợp xe quay vòng thừa 36

Hình 2.31 Trường hợp xe quay vòng thiếu 37

Hình 3.1 Sơ đồ chức năng của bộ điều khiển hệ thống DSC III 40

Hình 3.2 Môđun điều khiển DSC III tích hợp trong hệ thống thuỷ lực 42

Hình 3.3 Cảm biến áp suất phanh 42

Hình 3.4 Công tắc đèn phanh 43

Hình 3.5 Bơm TRC 43

Hình 3.6 Công tắc phanh tay 44

Hình 3.7 Cảm biến góc quay vòng/gia tốc ngang 45

Hình 3.8 Công tắc DSC 45

Hình 3.9 Công tắc HDC 46

Hình 3.10 Cảm biến tốc độ bánh xe 46

Hình 3.11 Cảm biến góc đánh lái 47

Hình 3.12 Công tắc cảnh báo mức dầu phanh 48

Hình 3.13 Bảng đèn tín hiệu DSC 49

Hình 3.14 Giao tiếp DSC III với các thiết bị khác thông qua mạng CAN bus 50

Hình 3.15 Sơ đồ phạm vi hoạt động cơ bản của hệ thống DSC III 51

Hình 3.16 Cấu trúc điều khiển hệ thống chống bó cứng phanh ABS 52

Hình 3.17 Sơ đồ điều khiển chống bó cứng phanh ABS ở cầu trước 53

Hình 3.18 Tải trọng tác dụng lên các bánh xe trong các trường hợp cụ thể 54

Hình 3.19 Lực phanh ở các bánh xe khi xe quay vòng 56

Hình 3.20 Minh hoạ xe đang vào khúc cua 56

Hình 3.21 Trường hợp xe quay vòng thiếu 58

Hình 3.22 Sơ đồ hoạt động của hệ thống thuỷ lực trong trường hợp xe quay vòng 59

Hình 3.23 Trường hợp xe quay vòng thừa 60

Hình 3.24 Minh hoạ tính năng HDC hỗ trợ xe xuống dốc 64

Hình 3.25 Mô hình xe có một bánh bị quay trơn 65

Hình 3.26 Mô hình xe có hai bánh chéo góc nhau bị quay trơn 65

Hình 3.27 Mô hình xe có hai bánh cùng một cầu bị quay trơn 66

Hình 4.1 Hệ thống trợ lực lái điện tử EPS 69

Hình 4.2 Hệ thống trợ lực lái thuỷ lực 71

Hình 4.3 Hệ thống trợ lực lái điện tử có mô-tơ điện lắp song song 72

Hình 4.4 Hộp EPS với cơ cấu lái thanh răng-bánh răng và mô-tơ điện song song 72

Hình 4.5 Vị trí của cảm biến mômen đánh lái 73

Hình 4.6 Bộ điều khiển EPS và vị trí lắp mô-tơ điện 74

Hình 4.7 Biểu đồ đặc tính mômen xoắn tương ứng với mức độ thay đổi của góc đánh lái (hệ thống EPS và hệ thống thuỷ lực) 76

Hình 4.8 Bánh răng giảm tốc trong hệ thống EPS 78

Hình 4.9 Sơ đồ mạch điện của hệ thống EPS 80

Hình 4.10 Sơ đồ mối quan hệ giữa các chức năng trong hệ thống EPS 81

Hình 4.11 Biểu đồ mối quan hệ giữa độ lớn trợ lực lái và mômen đánh lái từ tài xế 84

Hình 4.12 Biểu đồ biểu diễn khả năng tự thu hồi lái trong các hệ thống lái khác nhau 85

Hình 4.13 Biểu đồ thể hiện mức độ giảm xóc từ các tín hiệu đầu vào trên EPS 86

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Chú thích của hộp số truyền lực trên E72 6

Bảng 2.2 Chú thích các máy điện trên hộp số của E72 10

Bảng 2.3 Các thông số của máy điện trên hộp số của E72 10

Bảng 2.4 Chú thích vị trí các bộ bánh răng hành tinh 12

Bảng 2.5 Chú thích cấu tạo của Direct Shift Module 13

Bảng 2.6 Chú thích các bộ phận của hệ thống cung cấp dầu hộp số 25

Bảng 2.7 Chú thích các bộ phận trong hộp số phụ ATC 500 28

Bảng 2.8 Chú thích đường truyền công suất trên hộp số phụ ATC 500 29

Bảng 2.9 Chú thích cụm mô-tơ servo với điện trở mã hoá 31

Bảng 2.10 Chú thích trên sơ đồ giao tiếp giữa VGSG và DSC III 32

Bảng 4.1 Bảng so sánh công suất giữa hai loại hệ thống trợ lực 71

Bảng 4.2 Chú thích các bộ phận hệ thống trợ lực lái thuỷ lực 71

Bảng 4.3 Chú thích các bộ phận hệ thống trợ lực lái điện tử 72

Bảng 4.4 Chú thích các bộ phận của EPS 72

Bảng 4.5 Chú thích các bộ phận của bộ cảm biến mômen đánh lái 73

Bảng 4.6 Chú thích các bộ phận của bộ điều khiển EPS 74

Bảng 4.7 Chú thích thông số trên biểu đồ hình (4.7) 76

Bảng 4.8 Chú thích các bộ phận trong bộ bánh răng giảm tốc 78

Bảng 4.9 Chú thích các kí hiệu trong sơ đồ mạch điện hệ thống EPS 80

Bảng 4.10 Chú thích các kí hiệu trên sơ đồ hình (4.10) 81

Bảng 4.11 Chú thích của biểu đồ hình (4.11) 84

Bảng 4.12 Chú thích của biểu đồ hình (4.12) 86

Bảng 4.13 Chú thích của biểu đồ hình (4.13) 87

do các nguồn năng lượng hoá thạch ngày càng trở nên nghiêm trọng, con người bắt đầu chuyển hướng dần về ô tô điện như một giải pháp khả thi và hiệu quả cho các vấn đề này

Trong công cuộc chạy đua về phát triển và cho ra đời các dòng xe điện – xe lai điện, hãng BMW đang ngày càng bị bỏ xa với các đối thủ cạnh tranh như Mercedes Benz, Tesla,…

Để kịp thích ứng với sự thay đổi của thị trường cũng như lấy lại vị thế của mình, BMW cũng đã cho ra mắt các dòng xe điện của riêng mình, nổi bật nhất trong số đó là dòng xe lai điện BMW ActiveHybrid X6 Được ra mắt lần đầu tiên trong Frankfurt Motor Show

2009, và được nhận định sẽ trở thành dòng xe lai mạnh mẽ nhất trên thị trường ô tô hiện tại Với công nghệ BMW EfficientDynamics, BMW có thể tự hào rằng đứa con của họ sẽ vừa cho hiệu năng hoạt động mạnh mẽ, đồng thời giảm mức tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn 20% so với các dòng xe sử dụng động cơ đốt trong hiện hành Ngoài hệ thống động cơ tân tiến, dòng xe BMW ActiveHybrid X6 còn sở hữu hệ thống truyền lực mạnh mẽ và các hệ thống an toàn hiện đại như phanh tái sinh, hệ thống trợ lực lái điện tử EPS, hệ thống phanh chống bó cứng ABS, Những điều này là ưu điểm giúp nâng cao vị thế của dòng xe này trên thị trường xe lai điện

Nhận thấy sự cấp thiết của việc nghiên cứu về công nghệ hybrid trong tương lai nhằm hướng tới việc thay thế những dòng xe sử dụng nhiên liệu truyền thống bằng những dòng

xe lai để giải quyết vấn đề môi trường, cạn kiệt tài nguyên nhưng vẫn đảm bảo được những yêu cầu về động lực học một cách tốt nhất Cùng với những kiến thức đã học được, cộng với sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn (Ths Dương Tuấn Tùng), chúng em quyết định thực hiện đề tài :”Nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống trợ lực lái chủ động và các hệ thống an toàn ổn định trên xe BMW ActiveHybrid X6”

1.2 Các vấn đề cần nghiên cứu

Với mong muốn mang đến một tài liệu tham khảo có tính tổng quát về hệ thống truyền

lực hybrid, hệ thống lái chủ động và các hệ thống an toàn chủ động, nội dung đề tài nghiên cứu của nhóm bao gồm:

• Đối tượng nghiên cứu: mẫu xe BMW ActiveHybrid X6 ra đời năm 2009

• Phạm vi nghiên cứu:

➢ Hộp số truyền lực Active Transmission

➢ Hệ thống dẫn động bốn bánh toàn thời gian xDrive

➢ Hệ thống trợ lực lái điện tử Electric Power Steering

➢ Hệ thống an toàn chủ động DSC III

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây, các hãng xe trên thế giới cho ra mắt không ngừng các dòng

xe hybrid hiện đại trên thị trường thế giới cũng như ở Việt Nam Do đó, việc nghiên cứu, tìm hiểu chuyên sâu nhằm tăng cường hiểu biết về xe hybrid đang ngày càng tăng đối với người dân Việt Nam nói chung và với những người hoạt động trong ngành ô tô nói riêng

Chính vì vậy nên các đề tài nghiên cứu, đồ án tốt nghiệp liên quan đến rất được các kỹ

sư, giảng viên và sinh viên ngành ô tô quan tâm đến Tuy nhiên, số lượng đề tài nghiên cứu vẫn còn rất hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu tìm hiểu ngày càng lớn Vì vậy, việc nghiên cứu, tìm hiểu nhóm công nghệ hybrid là cần thiết để nâng cao sự hiểu biết là việc cần thiết và cấp bách

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Vì điều kiện thời gian và cơ sở vật chất nghiên cứu có giới hạn, nhóm chúng em thực hiện

đề tài thông qua phương pháp: nghiên cứu cơ sở lý thuyết

BMW ActiveHybrid X6 là thiết kế quan trọng trong giai đoạn 2 của chiến lược nghiên cứu và phát triển ý tưởng BMW EfficientDynamic Chiến lược này chú trọng vào việc tăng cường hiệu suất cho các mẫu xe của hãng Dòng xe ActiveHybrid X6 được phát triển dựa trên khái niệm “Best of Hybrid” – kết hợp những bộ phận tốt nhất trên từng hạng mục với nhau Qua đó, dòng xe này sẽ đạt được hai chỉ tiêu quan trọng mà hãng BMW đã đặt ra Một là, hiệu suất hoạt động tăng đáng kể, đồng thời giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ đi 20% (theo các báo cáo thử nghiệm của BMW) mà vẫn đáp ứng các tiêu chuẩn pháp lý và giảm

xe hybrid có tính cạnh tranh mạnh mẽ nhất so với các đối thủ của BMW

Toàn bộ hệ thống động cơ của dòng xe BMW ActiveHybrid X6 bao gồm một động cơ xăng V8 400 hp tích hợp công nghệ BMW tăng áp kép, hệ thống phun xăng điện tử và hai máy điện hoạt động luân phiên với công suất 91 hp và 86 hp Nhờ vậy, tổng công suất của dòng xe BMW ActiveHybrid X6 có thể đạt tới 480 hp, và mômen xoắn cực đại xấp xỉ 780

Nm

Sự phối hợp hoàn hảo giữa ba bộ phận cung cấp công suất giúp tối đa hoá hiệu suất của dòng BMW ActiveHybrid X6 ở mọi dải tốc độ, với khả năng tăng tốc từ 0 đến 100 km/h trong vòng 5,4s Tốc độ tối đa của xe BMW ActiveHybrid X6 sẽ được giới hạn điện tử ở khoảng 209 km/h, với lượng tiêu thụ nhiên liệu theo tiêu chuẩn EU vào khoảng 20%, và

Bên cạnh đó, xe còn được trang bị các tính năng an toàn chủ động lẫn bị động nhằm đem đến cho khách hàng những trải nghiệm tốt nhất Các tính năng có thể kể đến như hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống cân bằng điện tử DSC, Ngoài ra, dòng xe BMW Active Hybrid X6 còn sở hữu thiết kế nội thất sang trọng, hệ thống giải trí tối tân nhằm mang lại những trải nghiệm tuyệt vời nhất cho khách hàng

2.2 Tổng quan về hộp số truyền lực Active Transmission và hệ thống dẫn động bốn bánh xDrive

2.2.1 Giới thiệu tổng quan về hộp số truyền lực Active Transmission [1]

Hộp số Active Tranmission là thành quả của sự hợp tác chung giữa các hãng General

Motors, BMW và Daimler Chrysler (nay là Daimler) Tương tự như các loại hộp số truyền thống, hộp số này cũng tạo ra các tỷ số truyền lực khác nhau giữa trục sơ cấp và trục thứ cấp của hộp số

Các thông số hoạt động hoàn hảo của xe đều nhờ vào cơ chế tận dụng việc truyền lực chủ động 2 chế độ Qua đó, sự kết hợp lý tưởng giữa hai hệ thống cung cấp công suất đều được

tự động điều chỉnh để gia tăng hiệu suất làm việc và hiệu suất động học trong mọi chế độ truyền lực Hộp số truyền lực chủ động bao gồm 7 cấp số tiến, bao gồm 4 tay số cố định

cơ bản và 2 chế độ tỷ số truyền biến thiên Trong 4 tay số cố định cơ bản, tốc độ động cơ đốt trong liên hệ mật thiết với tốc độ quay của trục thứ cấp hộp số Tuy nhiên, ở 2 chế độ

tỷ số truyền biến thiên, tỷ số giữa tốc độ động cơ đốt trong và tốc độ trục thứ cấp thay đổi liên tục; vì thế chế độ này còn có tên viết tắt là “CVT” (Continuosly Variable Transmission – truyền lực vô cấp)

Ở 2 chế độ CVT, tỷ số truyền lực được điều chỉnh điện tử bằng hai máy điện nối với hộp

số chủ động Vì vậy 2 chế độ này còn có tên gọi là 2 chế độ “ECVT” (Electrical Continuosly Variable Transmission – truyền lực vô cấp điện tử) Đóng vai trò quan trọng trong việc truyền lực hybrid là các máy điện, giúp hỗ trợ cho động cơ đốt trong và đồng thời là bộ phận hỗ trợ thu hồi năng lượng phanh Bốn tay số tiến cơ bản và hai chế độ ECVT hoạt

động và chuyển đổi cho nhau nhờ 3 bộ bánh răng hành tinh và 4 bộ ly hợp nhiều đĩa Xe

có 2 chế độ hoạt động ECVT riêng biệt: đầu tiên là chế độ ECVT hoạt động ở chế độ chạy thông thường sau khi dừng tạm thời và chạy ở tốc độ thấp, chế độ ECVT thứ hai hoạt động

Với chế độ chạy thông thường sau khi dừng tạm thời và tốc độ thấp, một máy điện sẽ được kích hoạt Khi người lái cần thêm công suất cho xe hoặc tăng tốc, máy điện còn lại

sẽ tự động kích hoạt động cơ đốt trong để phụ trợ thêm Máy điện thứ hai lúc này đóng vai trò là một máy phát điện để cung cấp điện năng tới các hệ thống khác trên xe Khi xe chạy

ổn định ở vận tốc cao, động cơ đốt trong sẽ cung cấp phần lớn công suất cho xe qua các

Ngoài hai máy điện, các bộ phận cơ khí khác cấu tạo thành hộp số Active Transmission còn bao gồm 3 bộ bánh răng hành tinh, 4 bộ ly hợp nhiều đĩa Tất cả cấu thành một hộp số giúp quản lý và tăng cường tối đa hiệu suất lái từ nguồn công suất của động cơ đốt trong

Hình 2.1 Hộp số truyền lực của xe BMW ActiveHybrid X6

Bảng 2.1 Chú thích của hộp số truyền lực trên E72

Ngoài ra, hộp số của hệ thống truyền lực ActiveHybrid X6 còn sử dụng một bánh đà kép

để truyền công suất từ động cơ sang hộp số, bên cạnh đó nó còn có vai trò như một bộ giảm chấn nhằm dập tắt dao động từ động cơ truyền sang hộp số Bánh đà kép được đặt ở giữa động cơ và hộp số chủ động Nó cũng có cấu tạo tương tự như các bánh đà sử dụng trong các động cơ truyền thống Tuy nhiên, trên bánh răng bao của bánh đà kép còn được lắp đặt một cảm biến tốc độ động cơ Bên cạnh đó, vì không có bộ ly hợp thuỷ lực nên các bộ phận của hộp số được bôi trơn tự nhiên Vì lý do đó và để có thể vận hành các bộ ly hợp nhiều đĩa, hộp số sẽ sử dụng một bơm dầu được điều khiển bởi động cơ hoặc máy điện Mạch dầu hộp số còn có tác dụng làm mát các bộ phận hộp số

Hộp số chủ động cũng không sử dụng ly hợp tự hành như các loại hộp số sàn truyền thống Thay vào đó, máy điện sẽ bù đắp bằng cách tạo ra các tốc độ khác nhau giữa trục

sơ cấp và trục thứ cấp của hộp số Khi xe chạy bằng động cơ đốt trong, một trong hai máy điện sẽ được cung cấp công suất Máy điện đó tiếp tục tạo ra năng lượng điện để khởi động máy điện còn lại và tạo ra mômen xoắn ở trục thứ cấp Qua đó mà xe có thể di chuyển

Bên cạnh đó, hai máy điện còn hoạt động trong trường hợp xe chuyển số, cung cấp thêm mômen xoắn cho động cơ và đảm bảo quá trình chuyển số thoải mái trong khi bộ ly hợp nhiều đĩa đóng hoặc nhả Bộ điều khiển hộp số Transmission Control Module, viết tắt là

Hình 2.3 Vị trí lắp đặt của bộ ly hợp nhiều đĩa [2]

Hình 2.4 Các bộ phận của một ly hợp nhiều đĩa [2]

Một bộ ly hợp nhiều đĩa sẽ bao gồm các bộ phận:

• Bearing: vòng bi

• Coil: cuôn dây điện

• Rotor: phần quay

• Inner disc: đĩa ly hợp bên trong

• Outer disc: đĩa ly hợp bên ngoài

• Separator spring: lò xo ngăn

• Armature: phần ứng

• Drive cup: vỏ ly hợp

Bộ ly hợp nhiều đĩa hoạt động nhờ các ứng dụng vật lý điện từ, nhưng lại truyền mômen xoắn bằng các bộ phận cơ khí Khi cấp điện qua cuộn dây, lúc này cuộn dây trở thành một nam châm điện, từ trường được sinh ra và tạo lực hút mạnh tác động lên đĩa ly hợp của phần ứng Phần quay cũng được từ hoá và tạo ra một lực hút từ tới các đĩa ly hợp

và phần ứng Kết quả là đĩa ly hợp bên trong nối với phần quay được ép chặt với các đĩa ly hợp bên ngoài, mômen xoắn được truyền tới qua vỏ ly hợp tới các bộ phận truyền lực (puli, khớp nối, bánh răng)

Hình 2.5 Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây và cuộn dây thành nam châm điện [2]

Để ngắt ly hợp, ta sẽ ngắt dòng điện khỏi cuộn dây, các lò xo ngăn trên mặt các đĩa ly hợp sẽ tách các đĩa ly hợp Lúc này ly hợp đã ngừng hoạt động Thỉnh thoảng, ở bề mặt

Hình 2.6 Trước khi ngắt ly hợp nhiều đĩa [2]

Hình 2.7 Sau khi ngắt ly hợp nhiều đĩa [2]

Máy điện là bộ phận cấu thành nên phần điện trong hộp số truyền lực hybrid của xe BMW

ActiveHybrid X6 Chúng được lắp đặt bên trong hộp số chủ động và thường được che chắn cẩn thận, không dễ tiếp cận được Ở dòng xe E72, máy điện có thể đóng nhiều vai trò tuỳ thuộc vào trạng thái hoạt động của xe Năng lượng cung cấp của máy điện được lấy từ bộ pin điện chất lượng cao NiMH nằm ở dưới sàn phía đuôi xe Ngoài ra, vì xe được trang bị

hệ thống phanh tái sinh để chuyển đổi động năng phanh trở lại thành điện năng, máy điện lúc này sẽ đóng vai trò như một máy phát và sạc lại năng lượng cho bộ pin điện

Hình 2.8 Vị trí các máy điện trong hộp số chủ động [1]

Bảng 2.2 Chú thích các máy điện trên hộp số của E72 [1]

Bảng 2.3 Các thông số của các máy điện trên hộp số của E72 [1]

Mục đích chính của máy điện trong dòng xe BMW ActiveHybrid X6 là cải thiện hiệu suất mà không tiêu tốn thêm nhiên liệu Khi xe bắt đầu tăng tốc, động cơ V8 của xe kết hợp với hai máy điện nhằm đảm bảo hiệu suất động học và hiệu quả làm việc tối ưu Khi tài xế cần nhiều công suất hơn, hai máy điện sẽ cung cấp thêm mômen xoắn để cải thiện hiệu năng hoạt động Điều này giúp gia tăng đáng kể hiệu suất làm việc tổng của xe, mà

Mặc dù hai máy điện đều cung cấp công suất như nhau, chúng đều được điều chỉnh tính năng nhằm đáp ứng các thiết lập chuyên biệt Công suất của hai máy điện lần lượt là 91 hp

Máy điện hoạt động để hỗ trợ trong suốt quá trình hoạt động của động cơ, ở bất kì khoảng tốc độ nào Công suất truyền động do máy điện sinh ra sẽ bù vào lượng công suất mà động

cơ thường phải tạo, nhất là khi xe đang chạy ở tốc độ cao Việc chuyển đổi trạng thái tải đều được tính toán nhằm đảm bảo hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống trong bất kì điều kiện truyền lực nào Ngay cả trong suốt quá trình xe đạt tốc độ tối đa khi tài xế đạp

Như đã đề cập, máy điện còn kết hợp với hệ thống phanh tái sinh thế hệ mới Lúc này, máy điện sẽ có vai trò như một máy phát điện khi tài xế giữ hoặc đạp chân phanh, qua đó cung cấp lại năng lượng điện sạc cho bộ pin điện trong động cơ Quá trình này sẽ thu lại phần năng lượng thông thường bị mất đi ở các dòng xe truyền thống dưới dạng nhiệt năng Tuy nhiên, hệ thống phanh thế hệ mới đã thay đổi điều đó; tuỳ thuộc vào vận tốc của xe, một hoặc cả hai máy điện sẽ thực hiện chức năng thu hồi năng lượng

2.2.1.1.3 Bộ bánh răng hành tinh [1]

Bộ bánh răng hành tinh là bộ phận cơ khí cuối cùng trong ba bộ phận cấu tạo của hộp số chủ động Bộ bánh răng hành tinh được cấu tạo từ: bánh răng bao, bánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh và cần dẫn Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh quay xung quanh bánh răng mặt trời, tương tự như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời Bằng cách thay đổi đầu vào, đầu ra của các thành phần cố định mà hộp số có thể điều khiển tăng tốc, giảm tốc, đảo chiều hay truyền trực tiếp

Chức năng của bộ bánh răng hành tinh trong hộp số chủ động là hỗ trợ tạo thành các tay

số lái cơ bản và các chế độ hoạt động bên trong hộp số

2.2.1.1.4 Khoá đỗ xe và bộ điều khiển chuyển số trực tiếp [1]

Hình 2.10 Hộp chứa bộ điều khiển chuyển số trực tiếp (hình cắt ngang) [1]

Hộp số của dòng xe BMW ActiveHybrid X6 có bộ khoá đỗ xe hybrid hoạt động bằng một mô-tơ điện, thay vì bằng thuỷ lực Mô-tơ này và các bộ điều khiển được gộp chung trong một hộp riêng và được gọi là hộp “Direct Shift Module” (DSM) Hộp này thường được lắp ở phía ngoài vỏ hộp số

Cơ chế khoá đỗ xe thì tương tự như cơ chế trên các bộ truyền lực tự động trên các xe BMW: khoá đỗ xe sẽ chặn chuyển động của trục thứ cấp hộp số thông qua một chốt hãm

ăn khớp với hệ thống bánh răng của bánh răng của khoá đỗ xe

Ở các hộp số tự động truyền thống, khoá đỗ xe hoạt động bằng lực lò xo và nhả tự động bằng thuỷ lực Tuy nhiên cơ chế này không thể áp dụng cho hộp số chủ động, bởi vì cơ chế hoạt động khoá đỗ xe trong hộp số truyền thống là không phù hợp Thay vào đó, hộp số chủ động của dòng xe E72 sử dụng một bộ chấp hành cơ điện tử để đóng và nhả khoá Bộ chấp hành và những bộ điều khiển liên quan cũng được đặt chung vào một hộp chứa Và

Môđun chuyển số trực tiếp, được lắp ngoài vỏ hộp số truyền lực, kết nối với cơ chế khoá

đỗ xe qua một trục Nhờ vào trục này, môđun chuyển số trực tiếp có thể xoay đĩa có khấc bên trong hộp số chủ động, tương tự như hộp số tự động có cần gạt chuyển số cơ khí Đối với hộp số chủ động của E72 thì chi tiết này chỉ được dùng để phân biệt trạng thái hoạt động của khoá đỗ xe Theo đó, nó chỉ được dùng ở chế độ “đỗ xe” (P, đóng khoá đỗ xe) và

“số trung gian” (N, nhả khoá đỗ xe) Chuyển động quay của đĩa có khấc sẽ cùng lúc kéo cần đẩy khoá đỗ xe theo chiều dọc Khi đóng khoá đỗ xe, cần gạt khoá sẽ đẩy chốt hãm phanh vào bánh răng phanh thông qua một đường ống hình nón Khi nhả khoá đỗ xe, cần

đẩy gạt khoá sẽ thu lại và chốt hãm phanh được thả ra Cùng lúc đó một lò xo sẽ kéo chốt

2.2.1.1.5 Bộ xử lý điều khiển hybrid [1]

Như cái tên đã nêu, bộ xử lý điều khiển hybrid (Hybrid Controller Processor, HCP) đóng

vai trò chủ đạo trong việc điều khiển chế độ lái hybrid và điều khiển cả hộp số chủ động Dưới đây là các chức năng của bộ điều khiển xử lý hybrid liên quan với hộp số chủ động:

[1]

• Đánh giá lựa chọn của tài xế và quyết định chế độ lái (P, R, N, D, S, M)

• Lựa chọn chương trình chuyển số

• Xác định tay số phù hợp

• Điều khiển truyền lực tự thích ứng

• Tính toán mômen xoắn cần thiết cho các bộ ly hợp nhiều đĩa bên trong

• Tính toán mức mômen xoắn ở đầu ra hộp số

2.2.1.1.6 Môđun điều khiển hộp số [1]

Môđun điều khiển hộp số (Transmission Control Module) là bộ não đằng sau hoạt động

của hộp số tự động Tuy có kích thước nhỏ nhưng nó là bộ phận không thể thiếu để hộp số hoạt động hiệu quả Để xe có thể chạy được, động cơ phải truyền công suất đến các bánh

xe, và môđun này là bộ phận điều khiển việc truyền tải công suất ấy Môđun này thường được đặt ở phía sau của động cơ

Dựa vào các thông tin nó nhận được từ các cảm biến trong động cơ, môđun là chìa khoá

để xe có thể chuyển các tay số và thay đổi tốc độ Nó sẽ chuyển các tín hiệu nhận được đến

ly hợp, sau đó sẽ tự đưa ra các thay đổi cần thiết đến việc tiêu thụ nhiên liệu và sản sinh công suất

Các bộ phận bên trong bộ điều khiển hộp số hybrid sẽ chuyển đổi các giá trị định mức của bộ điều khiển hybrid chính (như là mức mômen xoắn khởi điểm ở các ly hợp và ở đầu

ra hộp số) Do đó, không giống như các bộ điều khiển truyền lực điện tử ở các hệ thống truyền lực tự động khác, bộ điều khiển hộp số hybrid không còn là bộ điều khiển chính các chức năng của hộp số, mà hoạt động như một bộ điều khiển các bộ chấp hành thông minh Một số chức năng chính của bộ điều khiển hộp số hybrid:

• Điều khiển mạch dầu hộp số

• Vận hành và giám sát các hoạt động của bộ ly hợp nhiều đĩa

• Đảm bảo giải nhiệt các máy điện

• Đọc các tín hiệu cảm biến (như là tốc độ đầu ra, nhiệt độ dầu hộp số và vị trí phanh

đỗ xe)

• Giám sát tình trạng hộp số và kích hoạt các chương trình khẩn cấp khi cần thiết

• Khoá động cơ điện tử

2.2.1.2 Các chế độ hoạt động [1]

Hộp số truyền lực của dòng xe BMW ActiveHybrid X6 sử dụng biến thể của hệ thống

AHS-C (Advance Hybrid System – Car) Hộp số bao gồm ba cần dẫn cung cấp bốn số tiến

cố định (truyền lực bốn tốc độ), cùng sự hỗ trợ của hai máy điện (máy điện A và máy điện B) cung cấp thêm ba số tiến “ảo” (ECVT1, ECVT2 và số lùi) Đối với tài xế thì phần đồng

hồ điện tử sẽ hiển thị tổng cộng 7 số tiến

Hộp số này không có tay số lùi truyền thống mà thay vào đó, nó sẽ kích hoạt tay số lùi nhờ việc cấp điện cho máy điện B Dòng xe E72 cũng không có mô-tơ khởi động truyền thống Máy điện A sẽ được dùng như máy khởi động cho động cơ đốt trong (ICE)

Nói một cách cụ thể thì các chế độ hoạt động của hộp số truyền lực chủ động bao gồm:

• Chế độ số vô cấp điện tử 1 (ECVT 1)

• Chế độ số vô cấp điện tử 2 (ECVT 2)

2.2.1.2.1 Chế độ số vô cấp điện tử 1 (ECVT 1) [1]

Chế độ đầu tiên với tỷ số truyền biến thiên (chế độ ECVT 1) được thiết kế để chạy ở tốc

độ thấp và lực kéo tối đa Ở chế độ này, xe có thể được cung cấp năng lượng bằng:

• Chỉ máy điện B

• Chỉ động cơ

• Cả máy điện B và động cơ

Tỷ số truyền lực ở chế độ này nằm trong khoảng từ vô cực đến 1,8 Ở tỷ số vô cực, động

cơ vẫn hoạt động nhưng trục thứ cấp sẽ không chuyển động Tỷ số truyền được điều chỉnh bằng cách điều khiển tốc độ của hai máy điện: tốc độ của máy điện A càng cao thì tỷ số truyền càng lớn

Bên cạnh đó, máy điện B được kết nối với trục thứ cấp với tỷ số truyền xấp xỉ bằng 4 (khoảng 3,89) Trong chế độ ECVT 1, ly hợp nhiều đĩa số 1 trong hộp số sẽ đóng và các ly hợp khác sẽ được mở

Hình 2.11 Đường truyền công suất khi xe ở chế độ thuần điện trong chế độ ECVT 1

Khi xe chạy với chế độ thuần năng lượng điện, máy điện A sẽ chạy không tải cùng lúc và ngược chiều với máy điện B Điều này cho phép trục sơ cấp và cả động cơ đốt trong đứng yên cùng lúc Với sự kết hợp giữa hộp số hoạt động hai chế độ và bộ pin điện hiệu suất cao, BMW ActiveHybrid X6 có thể chạy hoàn toàn bằng động cơ điện ở tốc độ thấp Lúc này xe cũng không sản sinh ra khí thải

Khi xe được cung cấp năng lượng bởi cả máy điện B và động cơ đốt trong, công suất của động cơ sẽ được chia thành hai phần Cũng có thể hiểu đơn giản là tổng năng lượng được tách ra, đây cũng là nguồn gốc của thuật ngữ “power-split hybrid drive” – chế độ lái hybrid chia công suất Hai phần năng lượng này bao gồm:

• Phần cơ khí, dùng để dẫn động cho xe

• Phần điện năng, do máy điện A hoạt động như một máy phát và sản sinh năng lượng điện

Bộ BRHT 3

Hình 2.12 Đường truyền công suất khi xe ở chế độ kết hợp giữa động cơ đốt trong

và máy điện trong chế độ ECVT 1 [1]

Năng lượng điện sản sinh ra ở chế độ sinh điện sẽ được trữ trong các pin điện cao áp (do máy điện A) Máy điện B sẽ sử dụng phần năng lượng này để hoạt động như là một mô-tơ điện, một phần trong lượng năng lượng này đến từ máy điện A hoặc các pin điện Lượng

dự trữ năng lượng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố và luôn được tính toán lại cũng như điều chỉnh lại liên tục bởi bộ điều khiển hybrid chính

Ở chế độ ECVT 1, ngoài đường truyền lực cơ khí từ động cơ đốt trong còn được bổ sung thêm đường truyền lực điện từ máy điện B lúc này máy điện A sẽ đóng vai trò mà một máy phát được kéo bởi động cơ để tạo ra năng lượng điện cung cấp cho máy điện B hoạt động Việc sắp xếp đường truyền lực điện này tương tự như xe hybrid chia công suất

Nếu chúng ta tính toán tổng năng lượng đi qua, thì máy điện có thể vừa hỗ trợ cho động

cơ đốt trong vừa đồng thời sạc năng lượng cho pin điện cao áp trong chế độ ECVT1 này Trong trường hợp này, động cơ phải tạo ra công suất lớn hơn và tiêu thụ nhiều nhiên liệu

Bộ BRHT 1

Bộ BRHT 2

Bộ BRHT 3

hơn Tuy nhiên, điều này lại là một bất lợi Cơ chế hoạt động hybrid chủ yếu thực hiện hoạt động “tăng mức tải” để đồng thời tăng hiệu quả của động cơ đốt trong Vì thế, độ hiệu quả sẽ cao hơn ở chế độ toàn tải so với chế độ tải một phần Ngoài ra, lượng năng lượng thu được và dự trữ bằng cách này sẽ có ít năng lượng thừa và có thể sử dụng được sau này, điển hình như khi chạy ở chế độ thuần năng lượng điện

2.2.1.2.2 Chế độ số vô cấp điện tử 2 (ECVT 2) [1]

Không giống như chế độ ECVT đầu tiên, chế độ ECVT 2 được sử dụng khi xe chạy tốc

độ cao Trong chế độ này, ta có thể chạy ở cả chế độ thuần năng lượng điện hoặc chạy bằng động cơ đốt trong Tỷ số truyền của động cơ lúc này dao động trong khoảng 1,8 đến 0,723 Tương tự trong chế độ ECVT 1, hệ thống chủ yếu sử dụng dữ liệu biến thiên tốc độ máy điện Dựa theo đó, ta nhận thấy dải tỷ số sẽ dài hơn so với chế độ ECVT 1, vì thế chế độ này phù hợp hơn trong việc chạy tốc độ cao Tuy nhiên, máy điện cũng có dải tỷ số truyền dài hơn Điều này đồng nghĩa dãy tốc độ thường sử dụng sẽ theo thiên hướng ở tốc độ cao nhiều hơn Các máy điện được sử dụng để hỗ trợ động cơ đốt trong hoặc dùng để sạc lại năng lượng cho pin điện cao áp Cũng như chế độ ECVT 1, một máy điện sẽ vận hành như một mô-tơ (máy điện A), cái còn lại đóng vai trò là máy phát điện (máy điện B) Ở chế độ ECVT 2, ly hợp nhiều đĩa 2 sẽ đóng, trong khi những cái còn lại sẽ để mở

Hình 2.13 Đường truyền công suất trong chế độ ECVT 2 [1]

Bộ BRHT 1

Bộ BRHT 2

Bộ BRHT 3

Ly hợp số 2

Hình 2.13 Đường truyền công suất trong chế độ ECVT 2 [1]

Ngoài ra, ở chế độ ECVT2, phần năng lượng điện còn được tính toán để khi một tổng năng lượng được sử dụng thì pin điện cao áp được sạc (tăng mức tải của động cơ đốt trong) hoặc pin điện được xả (hỗ trợ cho động cơ đốt trong) Nhờ đó, bộ điều khiển sẽ đặt ra tổng năng lượng phù hợp để xe đạt được độ hiệu quả cao nhất

Hình 2.15 Đường truyền công suất ở tay số 2 [1]

Hình 2.16 Đường truyền công suất ở tay số 3 [1]