nhau
Các thông số tính toán được từ các chu trình được tổng hợp trong bảng dưới đây:
Bảng 3.8: Bảng tổng hợp của VF-e34 trong các chu trình khác nhau
Năng lượng điện
tiêu thụ (KW) Tính kinh tế năng lượng (KWh)/100km
Tính kinh tế vận tải Nghìn đồng/100km BEV- NEDC 28.65 86.73 150.38 BEV- HFWET 73.62 95.36 165.35 BEV- NYDC 10.98 96.27 166.94 BEV- US06 113.60 147.73 256.16 BEV- UDDS 26.44 84.19 145.98
Fuel Storage system Vehicle platform Performance targets
fuel spec energy Wh/kg glider mass 1110 kg Top speed 144 kph
fuel energy storage Wh Km 1 Acceleration: 0 to 100 kph in(s) 11.5
fuel mass kg CdA 0.67 Gradability: maintain 100 kph on a grade of 6.50%
Crr 0.009 Driving target 300 km
Hybrid power unit R 0.282 m Driving range 300 km
HPU specific power W/kg G 5.63
HPU effecienty Trans.effciency 90% Driving Cycle US60
HPU power W Kregen 60% Average speed 31.4 km/h
HPU mass kg Kstruct 1 Root-mean-cubed speed 44.5 km/h
Powertrain mass 460 kg Characteristic acceleration 0.19 m/s^2
Load-leveling device curb mass 1570 kg
LLD specific power 420 W/kg cargo mass(1person) 80 kg Average wheel power(Pawp) 3476 W 111 Whpkm
LLD specific energy 180 Wh/kg total mass 1650 kg Average brake power(Pabp) 1041 W 33 Whpkm
LLD efficiency 95% Effective inertial mass Average drive losses(Padl) 3236 W 103 Whpkm
LLD max power 138838 W Accessory power(Pap) 750 W 24 Whpkm
LLD energy 82232 Wh Tranmission Average LLD losses(Pbtrloss) 104 W 3 Whpkm
LLD mass 331 kg Trans. Efficiency 85% Average LLD power(Pbtr) 8607 W 274 Whpkm
Charger 95% Trans. Spec power 3500 Total LLD losses(Pttloss) 13738 W 438 Whpkm
Total Propulsion System Trans power 95590 Average electricity(Pinput) 26435 W 842 Whpkm
Trans mass 27
Mass(Mtps) 394 kg Motor/controller INPUTS
Power 86680 W MC type OUTPUTS
Energy 27580 Wh MC specific power 3100 W/kg
MC max power 112459 W
Spec power 220 W/kg MC mass 36
pec energy 70 Wh/kg MC efficiency 81%
MC max speech 10 rpm
MC N(overspeech ratio) 4.99
MC N for accel spec 3.47
Pmax/Peff 1.0003
66
Bảng 3.9: Bảng tổng hợp thông số của các chu trình lái được khảo sát
Chu trình lái Vận tốc trung bình(km/h) Vận tốc trung bình bậc 3(km/h) Tỉ lệ vận tốc Gia tốc đặc trưng(m/s2) 𝑣𝑎𝑣𝑔 𝑣𝑟𝑚𝑐 Λ ã NYDC 11.4 20.6 1.81 0.293 NEDC 33.0 53.6 1.62 0.112 UDDS 31.4 44.5 1.42 0.171 US06 76.9 91.2 1.19 0.190 HWFET 77.2 80.0 1.04 0.069
Nhìn vào thông số và mức tiêu hao năng lượng của mỗi chu trình lái, ta có những nhận xét như sau:
Đối với các chu trình lái trên đường nội đô: NEDC, NYDC, UDDS - Chu trình NYDC: Gia tốc lớn, quán tính cao, tăng tốc nhanh, vận tốc
nhỏ đã làm cho xe trên chu trình lái này tiêu hao nhiều năng lượng nhất.
- Chu trình NEDC: Gia tốc nhỏ hơn NYDC , vận tốc lớn tiết kiệm năng lượng hơn NYDC
- Chu trình UDDS: Vận tốc lớn, gia tốc lớn làm cho trạng thái di chuyển của ít bị thay đổi tốn ít nhiên liệu nhất
Đối với các chu trình lái trên đường cao tốc: HFWET, US06
- Chu trình US06: Gia tốc lớn, quan tính lớn, vận tốc bậc 3 lớn khiến cản gió nhiều tiêu hao nhiều năng lượng hơn HFWET
67
Các biểu đồ thể hiện sự khác nhau giữa các chu trình:
Biểu đồ năng lượng tiêu thụ của xe điện trọng các chu trình lái
Biểu đồ 3.1: Năng lượng trung bình (KW)
Mỗi một chu trình lái khác nhau thì năng lượng tiêu hao của ắc quy điện sẽ khác nhau do ảnh hưởng về vận tốc cũng như gia tốc đặc trưng của mỗi chu trình lái.
Biểu đồ thể hiện tính kinh tế năng lượng của xe điện trong các chu trình lái
Biểu đồ 3.2: Điện năng trung bình trên 100 km (KWh)
28.65 73.62 10.98 113.60 26.44 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00
BEV- NEDC BEV- HFWET
BEV- NYDC BEV- US006 BEV- UDDS
Năng lượng điện tiêu thụ (KWh)
86.73 95.36 96.27 147.73 84.19 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00
BEV- NEDC BEV- HFWET
BEV- NYDC BEV- US06 BEV- UDDS
68
Từ năng lượng tiêu hao của từng chu trình chúng ta có thể tính được điện năng tiêu hao của chúng hay nói cách khác là tính được sô điện cần dùng cho mỗi chu trình như bảng trên. Số tiền điện trung bình cần đi hết chu trình được tính toán và thể hiện ở biểu đồ bên dưới với mức tiền điện tại Việt Nam hiện là 1,732 Nghìn đồng/ Kwh.
Biểu đồ 3.3: Số tiền trung bình cần trả trên 100km
Đối với mỗi chu trình lái đặc trưng khác nhau, điện năng hiêu hao của xe điện sẽ phụ thuộc vào nhiều điều kiện kiểm tra như tốc độ, gia tốc, năng lượng tái tạo,…. nên sẽ có những giá trị sự khác nhau.
150.38 165.35 166.94 256.16 145.98 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00
BEV- NEDC BEV- HFWET BEV- NYDC BEV- US06 BEV- UDDS
Axis Title Tính kinh tế vận tải 11% 10% 71% 3%
69
KẾT LUẬN
Luận văn này trình bày một phương pháp mới để mô hình hóa và tính toán mức độ tiêu thụ năng lượng của các phương tiện giao thông đường bộ. Và ứng dụng phương pháp đó vào tính toán các mức tiêu thụ năng lượng của ô tô điện trong các điều kiện hoạt động khác nhau. Phương pháp PAMVEC (Parametric Analytical Model of Vehicle Energy Consumption) về cơ bản là một mô hình tham số gộp, dựa vào các thông số công nghệ cơ bản để tính toán và đưa ra được công suất cơ bản của xe. Luận văn “Nghiên cứu hiệu quả năng lượng của ô tô
điện trong các điều kiện hoạt động khác nhau.” giúp ta đạt được:
- Giới thiệu mô hình tính toán năng lượng tiêu thụ Pamvec.
- Ứng dụng ô hình tính toán Pamvec để tính toán các mức tiêu thụ năng lượng của ô tô điện trong các điều kiện hoạt động khác nhau như thay đổi thời gian hay thay đổi cung đường.
- Đánh giá được sự hiệu quả về mặt sử dụng nhiên liệu trong các điều kiện vận hành khác nhau, từ đó chọn được phương án hoạt động tối ưu.
- Từ kết quả thu được sau khi khảo sát tính năng lượng tiêu hao của ô tô điện trong các chu trình khác nhau ta nhận ra được khi xe chạy ở những điều kiện khác nhau thì sẽ tiêu hao số năng lượng khác nhau, cụ thể ở chế độ gia tốc lớn , cản gió lớn và vận tốc cao sẽ khiến tiêu hao nhiều năng lượng nhất. 1 trong số chu trình nội đô ít tiêu hao năng lượng điện nhất là UDDS với 84,19 KWh và tiêu tốn 145.38 nghìn đồng/100km. Đối với chu trình lái trên đường cao tốc thì chu trình US06 hiêu hao nhiều năng lượng điện nhất với 147.73 KWh ứng với 256.16 nghìn đồng/100km.
Qua luận văn này, em hy vọng giới thiệu cho mọi người những chu trình lái và năng lượng tiêu hao của ô tô điện khi chạy trong các chu trình lái khác nhau này. Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong nhận được sự chỉ đạo và giúp đỡ của các Thầy. Em xin cảm ơn ạ!
70
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] - Andrew G. Simpson, “Parametric Modelling Of Energy Consumption In
Road Vehicles”, A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy at The University of Queensland in February 2005.
[2] - Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê
Thị Vàng, “Lý thuyết ô tô máy kéo”, NXB Khoa học và Kỹ thuật 2005.
[3] – Cơ sở dữ liệu [online] tại: https://vnetgps.com/?mi=180&m=maps&tr=1
[4] - Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường,
Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng, “Giáo trình kết cấu ô tô”, NXB
ĐHBK Hà Nội – 2010
[5] - PGS.TS. Lưu Văn Tuấn, “Bài giảng Lý thuyết ô tô”, ĐHBK Hà Nội
[6] – “Global EV Outlook 2021”, Xu hướng phát triển của ô tô điện 2021, Cơ quan năng lượng quốc tế IEA.