Nhằm đánh giá các chỉ tiêu tính năng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu của HEM khi sử dụng bộ nguồn pin Li-ion. Các mô hình của hệ thống được cụ thể hóa thành các khối trong Matlab/Simulink [53]. Sau đó tiến hành mô phỏng HEM với các chu trình thử nghiệm xe cơ bản như Japan Mode 10-15, FTP75, WVUCITY, ECE, …
Hình 3.27: Mô hình xe máy hybrid trong Matlab/Simulink
Để tiện so sánh với các kết quả trước đó của xe hybrid sử dụng bộ nguồn ắc quy axit – chì [43, 44]. Trong nghiên cứu này tác giả tập trung vào kết quả mô phỏng HEM theo chu trình Japan Mode 10-15 theo thời gian từ t = 0 với bước tăng thời gian 0.1 đến hết chu trình (660 giây) rồi lặp lại đến khi SOC=50% thì dừng. Các kết quả mô phỏng đặc trưng được thể hiện như sau:
92
Khi mô phỏng, vận tốc tốc đáp ứng của xe rất sát với vận tốc yêu cầu của chu trình, ở những điểm thay đổi vận tốc tột ngột, vận tốc của xe vẫn còn bị trễ hoặc vọt lố, tuy nhiên mức độ sai lệch dưới 0,5%, tốt hơn nhiều so với độ sai lệch khi xe sử dụng bộ ắc quy axit – chì là ~2% [44]. Nguyên nhân do khối lượng bộ nguồn điện giảm và làm khối lượng xe giảm gần 30kg, dẫn đến quán tính của xe giảm.
Hình 3.29: Phân bố công suất cần thiết của xe
Khi công suất kéo yêu cầu nằm trong vùng động cơ đốt trong có hiệu suất tối ưu thì mình động cơ đốt trong sẽ kéo xe, nếu nhỏ hơn vùng hiệu suất cao thì mình động cơ điện sẽ kéo xe, nếu lớn hơn vùng hiệu suất tối ưu thì cả hai động cơ cùng hoạt động để bổ sung công suất đưa động cơ đốt trong về ở vùng hiệu suất tối ưu.
93
Hình 3.31: Tỉ lệ phân bố năng lượng
Trong quá trình mô phỏng, tổng năng lượng điện tiêu thụ chiếm 32% tổng năng lượng cần cung cấp cho xe. Phần năng lượng còn lại (68%) do động cơ xăng cung cấp. Năng lượng điện tương đương 48,15% năng lượng từ động cơ xăng.
Hình 3.32: Suất tiêu hao nhiên liệu và lượng tiêu hao nhiên liệu
Lượng tiêu hao nhiên liệu của xe là 2,162 lit/100km (nửa tải) và 2,425 lit/100km (đầy tải), suất tiêu hao nhiên liệu này thấp hơn nhiều so với xe nền và xe HEM dùng bộ nguồn ắc quy axit – chì.
Hình 3.33: SOC của pin Li-ion
32%
68%
94 Nhận xét:
Mô phỏng không xét đến năng lượng thu hồi khi phanh tái sinh tuy nhiên kết quả hoạt động của xe hybrid với bộ nguồn mới rất khả quan.
- Ở chế độ chỉ một người lái, lượng tiêu hao nhiên liệu (lit/100km) của xe hybrid dung bộ nguồn Li-ion giảm còn 2,162; xe hybrid dùng bộ nguồn ắc quy axit chì là 2,521; xe nền là 2,693. Quãng đường xe đi được đến khi SOC = 50% là 64,366 km; xe dùng bộ nguồn ắc quy là 43,431 km.
- Ở chế độ đầy tải lượng tiêu hao nhiên liệu (lit/100km) của xe hybrid Li-ion là 2,425; của xe hybrid ắc quy là 2,866; của xe nền là 3,012. Quãng đường đi được đến lúc SOC=50% của xe hybrid Li-ion là 54,477 km; của xe hybrid ắc quy là 36,487 km.