Giải thích mạch điện:
Trong thực tế ta sẽ lấy điện của 1 bình ắc quy 12V – 200A làm nguồn cung cấp cho hệ thống đèn chiếu sáng. Tức là nguồn cấp B2 có giá trị là 12V - 200A, cực âm (-) được nối mass; cực dương nối với khố điện, khố điện nối với cầu chì 10A nguồn
đi vào cơng tắc 3 ngã; phía trên là tiếp điểm ra đèn chiếu gần; tiếp điểm giữa là OFF, tiếp điểm COS (dưới) là ra đèn chiếu gần.
Khi khố điện ở trạng thái đóng (ON) cơng tắc bật qua tiếp điểm FA điện sẽ đi qua RL3 lúc này RL3 ở trạng thái đóng 3 đèn led D3, D4, D5 sáng. Dòng điện di chuyển theo chiều mủi tên như trên hình 4.3.
Khi gạt cơng tắc về giữa thì ở trạng thái OFF.
Khi khố điện ở trạng thái đóng (ON) cơng tắc bật qua tiếp điểm COS điện sẽ đi qua RL2, lúc này RL2 ở trạng thái đóng 2 đèn led D6, D7 sáng. Dòng điện di chuyển theo chiều mũi tên như trên hình 4.2.
Về cơ bản các mạch điện của hệ thống đèn chiếu sáng nguồn đi qua khoá điện; qua cầu chì bảo vệ (Rơ le – Đèn) điều có nguyên lý tương tự nhau, nhưng cách bố trí thiết bị và cơng suất khác nhau.
4.1.2 Hệ thống đèn hậu:
Để nhận biết kích thước trước và sau xe. Xác định vị trí của xe, ở đây chúng ta tích hợp đèn hậu và đèn báo giảm tốc độ tức là khi ta thắng xe thì đèn hậu sẽ đỏ báo cho người và các phương tiện đi phía sau biết được xe đang giảm tốc độ.
Khi ta bật công tắc về ON đèn sẽ sáng
Hình 4.5: Sơ đồ đèn hậu bật ON mơ phỏng trên Proteus
4.1.3 Đèn sương mù:
- Đèn sương mù phía trước:
Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn đầu chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường. Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng này. Dịng cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy sau relay đèn kích thước.
- Đèn sương mù phía sau:
Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong điều kiện tầm nhìn hạn chế. Dịng cung cấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt. Một đèn báo được gắn vào tableau để báo hiệu cho tài xế khi đèn sương mù phía sau hoạt động.
Đối với xe điện chúng ta tiết kiệm năng lượng ta giảm bớt công suất của đèn hậu làm đèn sương mù sau. Về mặt nguyên lý hoạt động thì đèn hậu, đèn sương mù, đèn trần đều có nguyên lý hoạt động như nhau ta tiến hành mô phỏng trên 1 mơ hình chung là đèn hậu, đèn sương mù và đèn trần.
4.1.4 Hệ thống đèn xi nhan và báo nguy:
Giúp cho người lái xe ra tín hiệu báo rẽ, báo nguy hiểm đột ngột và báo tình trạng hư hỏng của xe cho các xe khác tránh, như khi động cơ chết máy giữa đường.
Hình 4.6: Sơ đồ đèn xi nhan mô phỏng trên Proteus Khi muốn rẽ phải ta chuyển công tắc sang phải: Khi muốn rẽ phải ta chuyển công tắc sang phải:
Hai đèn Xi nhan bên phải nháy đèn.
Khi muốn rẽ trái ta chuyển công tắc sang trái:
Hai đèn Xi nhan bên trái nháy đèn.
Hình 4.8: Sơ đồ đèn đèn xi nhan xin rẽ trái mơ phỏng trên Proteus
Khi xảy ra tình trạng nguy hiểm, tình trạng khẩn cấp ta để cơng tắc báo rẽ trái hoặc rẽ phải, đồng thời bật công tắc cảnh báo, ngay lập tức 4 đèn sẽ sáng, khi muốn tắt thì đưa cơng tắc báo rẽ về giữa và tắt chức năng cảnh báo.
4.2 Hệ thống điện cấp cho các thiết bị khác
- Điện cấp cho cửa kính
- Điện cấp cho hệ thống giải trí (FM – MP3…) - Điện cấp cho cần gạt mưa
- Điện cấp cho cịi.
Hình 4.10: Sơ đồ cịi mơ phỏng trên Proteus
Khi nhấn nút còi đèn báo sẽ sáng biểu đồ âm thanh tăng có nghĩa rằng cịi đã phát ra âm thanh.
4.3 Hệ thống điện cấp cho động cơ.
Trong xe ô tô điện, hệ thống điện cung cấp cho động cơ cực kỳ quan trọng, nó quyết định sức kéo
Hình 4.12: Sơ đồ hệ thống điện điều khiển động cơ mơ phỏng trên Proteus
Hình 4.13: Sơ đồ hệ thống điện điều khiển động cơ chạy tới mô phỏng trên Proteus
Khi đưa cơng tắc về vị trí ở giữa là ngắt điện, động cơ ngừng quay. Khi đưa cơng tắc về vị trí chạy lùi:
Hình 4.14: Sơ đồ hệ thống điện điều khiển động cơ chạy lùi mơ phỏng trên Proteus
Giải thích mạch điện:
Để điều khiển động cơ điện 1 chiều ta dùng 4 con rơ le; 2 con điều kiển chạy tới và 2 con điều khiển chạy lùi. Nguồn điện B4 lúc này là 72V – 200A do đó các thiết bị gắn ở trên mạch điện đều phải có hiệu điện thế là 72V.
Nhìn vào sơ đồ ta thấy, khi công tắc ba ngả ở tiếp điểm giữa thì động cơ đứng yên.
Khi chuyển cơng tắc về tiếp điểm chạy tới, dịng điền đi từ nguồn + của B4 qua cơng tắc qua cầu chì bảo vệ qua rơ le RL6 (điều khiển nguồn dương của động cơ). Đối với rơ le RL7 nguồn dương sẽ đi qua cuộn cảm hút cơng tắc từ ở vị trí thường đóng về vị trí thường mở; lúc này nguồn âm ở RL7 được nối kính mạch với động cơ; động cơ sẽ quay theo chiều kim đồng hồ tức là xe đang di chuyển tới.
Khi chuyển cơng tắc về tiếp điểm chạy lùi, dịng điền đi từ nguồn + của B4 qua cơng tắc qua cầu chì bảo vệ qua rơ le RL8 (điều khiển nguồn dương của động cơ). Đối với rơ le RL9 nguồn dương sẽ đi qua cuộn cảm hút công tắc từ ở vị trí thường
đóng về vị trí thường mở; lúc này nguồn âm ở RL9 được nối kính mạch với động cơ; động cơ sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ tức là xe đang di chuyển lùi.
Thực chất ở đây ta mô phỏng để biết ngun lý hoạt động, tính tốn cơng suất của động cơ, lực kéo của xe.
Trong thực tế khi lắp ráp xe, bộ điều khiển trung tâm CURTIS Programmable
DC Series Motor Controller Assemblage Model: 1205M-6B403 60V / 72V - 400A
sẽ xử lý việc đóng ngắt mạch theo lập trình của nhà sản xuất. Chúng ta chỉ việc lắp ráp theo hướng dẫn của Nhà sản xuất.
CHƯƠNG 5: KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ơ TƠ ĐIỆN 2 CHỖ NGỒI TRÊN PHẦN MỀM CARSIM
5.1 Phần mềm carsim
CarSim cung cấp các phương pháp chính xác, chi tiết và hiệu quả nhất để mô phỏng hoạt động của xe chở khách và xe tải hạng nhẹ. Với hai mươi năm xác thực trong thế giới thực bởi các kỹ sư ô tô, CarSim phổ biến là cơng cụ được ưa thích để phân tích động lực học của xe, phát triển bộ điều khiển chủ động, tính tốn các đặc tính hoạt động của ơ tơ và thiết kế các hệ thống an toàn chủ động thế hệ tiếp theo.
• Ưu điểm của CarSim
CarSim, TruckSim và BikeSim được sử dụng trên toàn thế giới bởi hơn 110 OEM và nhà cung cấp Cấp 1 và hơn 200 trường đại học và phịng thí nghiệm nghiên cứu của chính phủ. Dưới đây là một số lý do tại sao rất nhiều kỹ sư đã chọn CarSim: CarSim được sử dụng rộng rãi bởi 7 trong số 10 OEM ô tô lớn nhất. Người dùng OEM ln tìm thấy sự thống nhất chặt chẽ giữa các dự đoán của CarSim và kết quả thử nghiệm. CarSim hoạt động như một ứng dụng độc lập; nó khơng u cầu bất kỳ phần mềm nào khác để thực hiện mô phỏng.
Mặt khác, CarSim có giao diện tiêu chuẩn với MATLAB / Simulink, NI LabVIEW và FMI / FMU.CarSim cho phép người dùng xây dựng các kịch bản phức tạp và thử nghiệm các chuỗi sự kiện. CarSim hỗ trợ:
• Phần mềm trong vịng lặp.
• Mơ hình trong vịng lặp.
• Phần cứng trong vịng lặp.
• Trình điều khiển trong vịng lặp.
• Các tùy chọn mơ hình như xe kéo, lốp kép và cảm biến ADAS được hỗ trợ trong thư viện CarSim Math Model. Đây là tệp PDF với Tùy chọn Giấy phép và Mơ hình CarSim.
• CarSim có giao diện người dùng trực quan và các cơng cụ phân tích mạnh mẽ.
• CarSim hỗ trợ cảm biến xe và giao thông tương tác để phát triển V2V và ADAS.
• CarSim bao gồm nhiều mẫu xe, đường và quy trình để hỗ trợ người dùng lần đầu.
• Các thơng số và bảng của CarSim có thể đo lường được và có những cơng ty tư nhân có thể đo lường các phương tiện sử dụng trong CarSim.
• CarSim bao gồm hơn 2200 trang tài liệu được lập chỉ mục bao gồm tất cả các khía cạnh của phần mềm.
• CarSim bao gồm bộ dữ liệu ví dụ cho 10 loại xe (với tổng số khoảng 80 biến thể), được sử dụng trong khoảng 400 mơ phỏng ví dụ.
• CarSim tiết kiệm so với các công cụ phần mềm động lực học xe thương mại khác.
Hình 5.1: Một số tính năng nâng cao của CarSim
Trong thực tế chúng ta thường gặp 1 tính tốn thiết kế theo các yêu cầu hoặc là bài toán kiểm nghiệm lại các thiết kế có sẵn xem có phù hợp với u cầu (tính bền, tính tối ưu, tính chun nghiệp hay thoả TCVN). Cơng nghiệp xe hơi là ngành mang tính tổng hợp, đây khơng chỉ đơn thuần là máy nổ mà cịn kéo theo hàng trăm ngành nghề khác nhau phát triển. Hiện nay ngành ô tơ ở nước ta chủ yếu mang tính chất sử dụng và sữa chữa nên cần chú tâm vào việc tính tốn kiểm nghiệm là chủ yếu. Hiện
tại công việc thiết kế và kiểm nghiệm đang phụ thuộc nhiều vào các băng thử các trạm đăng kiểm dẫn đến mất nhiều thời gian cơng sức và tiền của. Để việc tính tốn và kiểm nghiệm được nhanh chóng và hiệu quả chúng ta cần sự trợ giúp của máy tính thơng qua các phần mềm chuyên nghiệp. Phần mềm carsim là một trong những phần mềm tối ưu đáp ứng u cầu đó, khơng chỉ có vậy mà phần mềm carsim cịn cho phép chúng ta lựa chọn thay đổi can thiệp sâu hơn vào bài toán thiết kế để phù hợp hơn khi ra thực tế và mang lại hiệu quả nhanh chóng và chính xác.
Carsim với hệ thống dữ liệu hình ảnh mô phỏng sống động, hơn 800 phương trình phân tích tính tốn, đồ thị và có khả năng xuất ra dưới dạng file mathlab, excel… với giao diện hiện đại, người dùng có thể chạy một thử nghiệm mơ phỏng hay xem đồ thị đặc tính với một click chuột. Các đồ thị và mơ phỏng là cơng cụ phân tích linh hoạt và tương tác cao, có thể dễ dàng xuất và chèn vào các bản báo cáo, hay thuyết trình power point.
5.1.1 Cách khởi động
Start → Apps → CarSim 8.02 → CarSim hoặc dùng chuột double - click vào
biểu tượng trên màn hình Desktop, tiếp tục chọn theo ơ màu đỏ.
Hình 5.3: Thiết lập giấy phép
Ta được màn hình như sau:
5.1.2 Tạo một cơ sở dữ liệu mới
Hình 5.5: Chọn mục trong menu
Carsim sẽ bắt đầu với một cửa sổ có tên là CarSim Run Control. Chọn mục menu File như hình 5.4. Sau đó chọn continue. Cửa sổ chuyển hướng tập tin Windows sẽ xuất hiện (Hình 5.5). Điều hướng đến CarSim80_Progfolder cài đặt trên máy tính của bạn (thường là C: \ Program Files) và tiếp tục vào Resources \ Import_Examples để tìm tập tin Quick_Start.cpar. Chọn tập tin này và nhấn vào nút Load.
Hình 5.7: Đường dẫn thư mục
Carsim sẽ yêu cầu bạn duyệt một cơ sở dữ liệu, hình 39, hãy chọn một thư mục để chứa, chọn Make New Folder gõ tên carsim_data_qs, sau đó nhấn ok.
5.1.3 Một số nút chức năng trên màn hình làm việc
5.1.4 Cấu trúc xây dựng phương pháp mơ phỏng
Xây dựng nghiên cứu và mơ hình hố để mơ phỏng, tính tốn thử nghiệm. Phân tích lựa chọn mơ hình vật lý đã tích hợp sẵn phương pháp mơ hình hố tính tốn phù hợp.
Đây là phần mềm kiểm định và hiệu chỉnh trên cơ sở so sánh với các kết quả tính tốn số liệu thí nghiệm, số liệu cơng bố của các dịng sản phẩm ơ tơ khác nhau.
5.2 Mơ hình dao động ơ tô
Bất kỳ một cơ hệ vật rắn nào chuyển động tự do trong không gian cũng đều cần đến 6 bậc tự do để có thể mơ tả hồn tồn chuyển động của nó.
Ơ tơ có 3 thành phần khối lượng tiêu biểu (thân xe, khối lượng khơng được treo phía trước, khối lượng khơng được treo phía sau) và 8 bộ phận lò xo (4 bánh xe và 4 lò xo của hệ thống treo) tiêu biểu cho một hệ dao động với nhiều bậc tự do.
Hình 5.9: Sơ đồ dao động.
5.3 Mơ phỏng và đánh giá
Khởi động carsim.
- Tạo một Datasets mới: New: DONG LUC, nhấn set.
Ta chưa thực hiện được việc đưa thư viện của xe điện của mình vào Carsim nên ta lưa chọn dòng xe A Class để làm mơ phỏng, xe này có kích thước và khối lượng tương đương với xe của chúng ta đang thử nghiệm. Sau khi đưa vào ta thay đổi một số thông số kỹ thuật và trọng tải của xe. Cho phù hợp với số liệu của mơ hình xe ta đang thực hiện.
Ta tiến hành thay đổi thông số cho xe như sau: click đúp vào ơ màu xanh có tên của dịng xe ta đang mơ phỏng, ta có hình như sau:
Để thực hiện thay đổi các thông số ta phải mở khoá ở gốc phải phía trên hình. Khi ổ khố ở trạng thái mở mới thực hiện thay đổi được các dữ liệu.
Trong mục: Sprung mass ta chọn như hình sau:
Ta thực hiện mở khố ở phía trên góc phải và thay đổi các thơng số cơ bản của xe như hình dưới đây:
Ở mục systems ta thiết lập thông số như sau:
Tiếp đến ta thực hiện thiết lập trình điều khiển, loại đường cho xe chạy ở đây ta chọn đường bằng có hệ số Ma sát là 0,85; và thời gian xe chạy như sau:
Sau khi thiết lập xong các thông số ta trở về màn hình chính. Thiết lập màu xe và số lượng biểu đồ cần hiển thị. Sau đó RUN MATH để nạp dữ liệu
Ta chọn Animate để thực hiện mô phỏng:
Sau khi kết thúc mô phỏng ta chọn Plot để trích xuất biểu đồ hoạt động của xe:
Căn cứ biểu đồ ta thấy:
- Moment đạt Max tức là Y = 677 Nm tại thời điểm là X = 0,05s. - Momemt đạt Min tức là Y = - 663 Nm tại thời điểm là X = 0,1S.
Ta có bảng giá trị tương ứng sau:
X (TIME/ S) Y (MOMENT/ Nm) 1 267 2 250 3 248 4 248 5 248 6 248 7 248 8 248 9 248 10 248
Từ khi xe bắt đầu lăn bánh thì Moment có biến thiên không ổn định, từ giây thứ 3 trở đi thì Moment bắt đầu ổn định cho đến hết quảng đường xe chạy mô phỏng.
Điều này cũng dễ hiểu vì khi xe mới bắt đầu lăn bánh thì cần lấy tốc độ và ổn định xe khi chạy; trong điều kiện mô phỏng đường bằng phẳng nên Moment cấp cho xe là ổn định.
Biểu đồ lực tác động lên lốp xe.
- Lực đạt Max tức là Y = 1359 N tại thời điểm là X = 1,85s. - Lực đạt Min tức là Y = 1266 N tại thời điểm là X = 0,1s.
Ta có bảng giá trị tương ứng sau: X (TIME/ S) Y (FORCE/ N) 1 1304 2 1313 3 1303 4 1304 5 1304 6 1304 7 1304 8 1304 9 1304