v (km/h) 2 5 10 15 20 25 30 35 39
S (km) 50 89.2 108.4 111.6 108.8 99.9 88.3 76.6 66.35
Hình 3.29. Đồ thị liên hệ giữa vận tốc và quãng đƣờng
Nhìn vào đồ thị ta thấy đƣợc: Nếu vận tốc nhỏ thì quãng đƣờng xe đi đƣợc cũng
nhỏ. Nêu vận tốc tăng dần thì quãng đƣờng cũng tăng dần .Tuy nhiên khi vận tốc tăng trên 20 km/h thi quãng đƣờng sẽ giảm nhanh nhƣ vậy
Vùng vận tốc tối ƣu trong khoảng 10 – 20km/h; khi đó xe di chuyển đƣợc quãng đƣờng tối đa 112 km.
Khi xe chuyển động 40km/h, quãng đƣờng tối đa xe đi đƣợc cũng giảm nhanh chóng, chỉ còn khoảng 67km cho một lần sạc. Khi vận tốc lớn hơn 20 km/h thì dịng điện luôn luôn cục đại suy ra Dung lƣợng của ắc quy sẽ giảm khi đó nhiệt độ ắc quy tăng nên.Vì vậy mà hiệu suất năng lƣợng của ắc quy cho nên quãng đƣờng xe đi đƣợc sẽ ngắn lại.
Tại vùng vận tốc nhỏ hơn 5km/h, thời gian sử dụng là rất dài nên hiện tƣợng tự phóng điện trong ắc quy ảnh hƣởng lớn vì ắc quy có điện trở trong khi đó ắc quy sẽ
62
nóng do đó mà một phần năng lƣợng cũng bị tiêu hao. Khả năng sử dụng dài nhƣng quãng đƣờng tối đa đi đƣợc thì giảm, chỉ cịn 90km trên một lần sạc.
3.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng gia tốc của xe tới khả năng làm việc của xe
Các thông số và điều kiện khảo sát đƣợc mô tả trong Bảng 3.5 dƣới đây.
Bảng 3.8. Bảng thông số khảo sát gia tốc
Khảo sát gia tốc Đầu vào
a (m/s2) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2
ta (s) 55.56 37.04 27.78 22.22 18.51 15.87 13.89 12.35 11.11 10.10 9.26
Điều kiện dừng v = 40 (km/h)
63
a. Khảo sát đặc điểm tăng tốc
Hình 3.31. Đồ thị đặc điểm tăng tốc
Để đánh giá đƣợc đặc điểm tăng tốc của xe điện, luận văn khảo sát các gia tốc 0.2-1.2m/s2 khi xe tăng tốc từ 0-40km/h. Nhìn vào đồ thị ta dễ nhận thấy rằng ,khi vận tốc tăng tức là khi ngƣời lái yêu cầu gia tốc càng lớn thì khả năng đáp ứng đƣợc của xe càng kém. Vi khi đó gia tốc tức thời cao nhất mà xe đạt đƣợc là 1,15m/s2, nhƣng chỉ duy trì đƣợc trong khoảng 4s đầu khởi hành. Sau đó gia tốc xe giảm nhanh, khi đó cƣờng độ dịng điện cũng tăng dần đến giá trị cực đại va không đổi đồng dang với đƣơng công suất của xe điện. Nhìn đồ thị mơ men ta thấy nó cũng đồng dạng với đƣờng gia tốc tức là khi đó mơ men cũng tăng cực đại lúc đầu sau đó thì cũng giam dần theo đƣơng hypebol.
64
b. Khảo sát khả năng đáp ứng gia tốc của xe
Ta đi tính gia tốc trung bình đƣợc tính bằng tỷ số giữa vận tốc cuối quá trình tăng tốc và thời gian tăng tốc: (m/s2). DOC đƣợc xác định tại thời điểm kết thúc quá trình tăng tốc. Để tìm đƣợc đặc tính tăng tốc của xe điện, ta mơ phỏng xe trong cùng một điều kiện chuyển động, dừng q trình mơ phỏng khi xe đạt tốc độ tối đa 40km/h. Lần lƣợt yêu cầu xe tăng tốc từ 0.22 m/s2
đến 0.65 m/s2 và thu lại kết quả chuyển động thực tế. Kết quả mô phỏng đƣợc đƣa tại đồ thị sau:
Hình 3.32. Đồ thị khả năng đáp ứng gia tốc của xe điện
Nhìn vào đƣờng đồ thị thấy xe có khả năng đáp ứng gia tốc tốt trong khoảng gia tốc nhỏ hơn 0.5 m/s2. Khả năng tăng tốc trung bình tối đa đạt đƣợc là 0.60 m/s2
. Đặc tính tăng tốc này của xe phù hợp với đặc điểm chuyển động trong các thành phố ở Việt Nam.
65
c. Đồ thị mối liên hệ giữa gia tốc và DOC
Hình 3.33. Đồ thị mối liên hệ giữa gia tốc và DOC
Đồ thị thể hiện mối liên hệ giữa gia tốc trung bình với điện lƣợng DOC mà ắc quy cịn lại sau q trình tăng tốc. Khi gia tốc xe càng lớn, điện lƣợng mà ắc quy tiêu thụ càng nhiều.
Nhƣ vậy thông qua mô phỏng hệ thống truyền động xe điện ta đã :
- Xây dựng mơ hình động lực xe điện, q trính phóng điện của ắc quy, mơ hình động cơ điện, mơ hình người lái, ...
- Mơ phỏng, tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng vận hành của xe điện.
Thực chất của việc mơ hình hóa nhằm giúp ngƣời thiết kế kiểm nghiệm và đánh giá một cách trực quan nhất hệ thống truyền động học xe điện. Giúp việc thay đổi, tối ƣu hệ thống dễ dàng, nhanh chóng và tiết kiệm đƣợc chi phí chế tạo thử.
Thơng số cơ bản của xe đƣợc trích từ đề tài thiết kế tính tốn xe điện ba bánh của nhóm thiết kế; các hệ số kinh nghiệm ắc quy chì axit kế thừa từ các nghiên cứu thực nghiệm của các tác giả Massimo Ceraolo, Robym A. Jackey, … Do đó các kết quả của mơ hình đƣợc có mức tin tƣởng cao, có thể thơng số cho các nghiên cứu tiếp sau.
Qua các kết quả khảo sát thực tế mà nhóm thiết kế xe điện thực hiện với các kết quả mô phỏng cũng cho thấy việc lựa chọn xe điện trong khu vực nội đơ là hồn toàn đúng đắn.
66
KẾT LUẬN
xe
Trong khuổn khổ của luận văn tốt nghiệp tác giả đã giải quyết đƣợc những vấn đề sau:
- Nghiên cứu, tìm hiểu một cách tổng quan sự phát triển của ô tô điện. Đề tài sẽ lựa chọn xe điện để khảo sát và ta đi khảo sát hai vấn đề:
Vấn đề thứ nhất là khảo sát đặc tính động lƣc học của xe đƣợc khảo sát ở chƣơng II .
Vấn đề thứ hai là khảo sát về tính năng làm việc của xe đƣợc trình bày trong chƣơng III.
- Khảo sát đặc tính kéo của xe điện 3 bánh.
Ta tính ra đƣợc kết quả thời gian và tính động lực học của xe nhƣ sau: Quãng
đƣờng xe tăng tốc từ 0-38 (km/h)là 85 (m). Thời gian tăng tốc từ 0-38( km/h) là 27s
- Xây dựng mơ hình động lực xe điện, q trính phóng điện của ắc quy, mơ hình động cơ điện, mơ hình người lái, ...
- Mơ phỏng, tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng vận hành của xe điện.
+ Cách thức tăng ga từ từ đến 100% theo dạng Ramp thì tốt hơn
+ Vận tốc tối ƣu của xe trong khoảng 10 km/h đến 20 km/h quãng đƣờng mà xe đi đƣợc là lớn nhất
+ Khả năng đáp ứng gia tốc trung bình của xe cực đại là 0,6 (m/s
2
) + Gia tốc càng tăng thì điện lƣơng tiêu thụ càng nhiều
. Đặc tính tăng tốc này của xe phù hợp với đặc điểm chuyển động trong các thành phố ở Việt Nam.
- Tích hợp được mơ hình lốp phi tuyến vào trong mơ hình khảo sát.
67
Kết quả luận văn có thể là cơ sở cho các hƣớng nghiên cứu về điều khiển hệ thống động lực học xe điện. Tuy nhiên, các kết quả của luận văn mới chỉ là kết quả nghiên cứu bƣớc đầu. Luận văn cần đƣợc phát triển và nghiên cứu thêm nhằm có thể ứng dụng vào thực tiễn lớn hơn.
68
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí (tập 1)”, Nhà xuất bản giáo dục, 2009.
[2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí (tập 2)” , Nhà xuất bản giáo dục, 2009.
[3] “ Đồ án thiết kế chế tạo ô tô 4 chỗ sử dụng năng lƣợng điện-nhiệt ”, Luận văn tốt nghiệp đại học Bách Khoa Đà Nẵng.
[4] Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hƣờng, Nguyễn Văn Chƣởng, Trịnh Minh Hồng, “Kết cấu ơ tơ ”, Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội, 2009.
[5] Massimo Ceraolo, “New Dynamical Models of Lead-Acid Batteries”, IEEE
Transactions on power systems, Vol. 15, No.4, November 2000.
[6] Massimo Ceraolo, “Dynamical Models of Lead-Acid Batteries: Implementation
Issues”, IEEE Transactions on energy conversion, VOL. 17, No.1, March 2002
[7] Robyn A. Jackey, “A simple, Effective Lead-Acid modeling process for electrical system component selection”, 2007.
[8] Antonio Manenti, Simona Onori, Yann Guezennec, “A new modeling approach to predict „Peukert Effect‟ for lead acid batteries”, Milano, 2011.