Xe máy là phương tiện phổ biến ở Việt Nam hiện nay, nó là một trong những nguồn phát thải ô nhiễm độc hại chủ yếu đối với môi trường. Việc tìm ra phương án cải tiến cũng như phát triển công nghệ mới cho xe máy luôn được các nhà sản xuất quan tâm. Trong khuôn khổ đề tài này, xin được trình bày phương án phối hợp các nguồn động lực cho xe máy sử dụng hệ dẫn động hybrid.
Hình 2.11: Sơđồ hệ dẫn động hybrid hỗn hợp cho xe máy
Dạng dẫn dẫn động hybrid được lựa chọn ở đây là dạng hỗn hợp song song-nối tiếp với bộ ghép nối bánh răng hành tinh. Dạng ghép nối này có thể kết nối mô-men hoặc tốc độ của các thành phần như (động cơ, mô-tơ, máy phát), do đó các thành phần trong hệđộng lực có thểđược lựa chọn để hoạt động ở chếđộ
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng QuốcNgọc Lớp: Động cơ-K51
72
tối ưu của nó. Bên cạnh đó, bộ bánh răng hành tinh cũng đóng vai trò như một hộp số vô cấp, do đó làm cho hệ dẫn động nhỏ gọn hơn.
Hình 2.11 trình bày sơđồ hệ dẫn động hybrid hỗn hợp sử dụng bộ bánh răng hành tinh cho xe máy.
Hệ dẫn động trên sử dụng một ĐCĐT, một mô-tơ/máy phát điện (MG1), một mô-tơ (MG2), các thành phần này được kết nối với nhau bằng bộ bánh răng hành tinh. Động cơ được nối với cầu dẫn của bộ bánh răng hành tinh qua li hợp, máy phát/mô-tơ (MG1) được nối với bánh răng mặt trời và mô-tơ kéo (MG2) được nối với vành răng thông qua bành răng trung gian, bánh răng trung gian này cũng làm nhiệm vụ truyền công suất đầu ra của bộ bánh răng hành tinh tới bộ truyền đaiđể kéo bánh xe.
3.1.2. Chiến lược điều khiển của xe máy hybrid.
- Khi xe ở chế độ đứng yên (dừng đèn đỏ): Nếu ắc quy đã được nạp đầy thì ĐCĐT sẽđược tắt. Động cơ sẽ tựđộng được bật để quay máy phát nếu trạng thái nạp của ắc quy dưới mức nạp đầy, như thể hiện trên hình 2.12.
Hình 2.12: Phối hợp nguồn công suất khi xe làm việc ở chếđộđứng yên
- Chếđộ xe khởi động: Khi xe bắt đầu khởi động ở với tải thấp, bướm ga động cơ mở nhỏ, thì chỉ có mô-tơ (MG2) làm nhiệm vụ kéo xe chuyển động, nó lấy
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng QuốcNgọc Lớp: Động cơ-K51
73
năng lượng từ ắc quy. Máy phát (MG1) quay ngược chiều và chạy không, nó không sinh ra nănglượng điện.
Hình 2.13: Phối hợp nguồn công suất khi xe làm việc ở chếđộ khởi động
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng QuốcNgọc Lớp: Động cơ-K51
74
- Chế độ vận hành bình thường: Trong quá trình lái ở tốc độ và tải thấp (< 35km/h), ĐCĐT chạy và sinh ra công suất. Mô-tơ chạy sinh công suất kết hợp
với công suất của động cơ. Máy phát được chạy và quay cùng chiều với với động cơ, nó sinh ra năng lượng điện để cung cấp trực tiếp cho mô-tơ ,thể hiện trên hình 3.14.
- Chế độ vận hành khi gia tốc lớn và vận tốc cao: Khi xe cần gia tốc lớn hoặc chay ở vận tốc cao, động cơ hoạt động với bướm ga mở lớn, mô-tơ nhận năng lượng từắc quy sinh ra công suất kết hợp với công suất của động cơ. Đồng thời, mô-tơ/máy phát (MG1) cũng nhận nănglượng từắc quy và quay ngược chiều để cung cấp thêm công suất cho hệ, thể hiện trên hình 2.15.
Hình 2.15: Phối hợp nguồn công suất khi xe làm việc ở chếđộ gia tốc lớn và vận tốc cao
- Chế độ giảm tốc và phanh: Ngay khi người lái nhả tay ga, mô-tơ (MG2) được điều khiển để trở thành một máy phát. Mô-tơ lúc này được kéo bởi bánh xe, nó sinh ra năng lượng điện để nạp cho ắc quy. Quá trình này được gọi là phanh tái sinh. Tại thời điểm xe giảm tốc, động cơđốt dừng hoạt động và máy phát (MG1) quay ngược lại đểđảm bảo tỉ số truyền, thể hiện trên hình hình 2.16.
SV: Nguyễn Đăng Quyết, Thạch Văn Thức, Đồng QuốcNgọc Lớp: Động cơ-K51
75
Hình 2.16: Phối hợp nguồn công suất khi xe làm việc ở chếđộ giảm tốc và phanh
Khi cần phanh, lực phanh chủ yếu từ phanh tái sinh nêu trên. Nếu lực phanh cần để dừng xe lớn hơn lực cung cấp từ phanh tái sinh (lực cản của mô-tơ) thì phanh cơ khí sẽđược hoạt động để bù vào.