Chiến lược điều khiển nạp điện ắc quy cực đại- 123docz.net

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC HYBRID SONG SONG

2.4 Chiến lược điều khiển của hệ thống truyền lực hybrid

2.4.3 Chiến lược điều khiển nạp điện ắc quy cực đại

Khi xe hoạt động trong chế độ stop-and-go, ắc quy phải giải phóng năng lượng một cách thường xuyên. Do đó, PPS phải sạc nhanh chóng. Trong trường hợp này, duy trì trạng thái “high” nạp điện ắc quy là cần thiết đểđảm bảo rằng ắc quy có khả năng cung cấp công suất hiệu quả cho hệ truyền lực để cấp cho xe một cách nhanh chóng.

Quy tắc cơ bản của chiến lược điều khiển là sử dụng động cơ như nguồn công suất chính và có thể nạp cho PPS bất cứkhi nào động cơ sản ra công suất vượt quá yêu cầu, không có nạp điện ắc quy vượt quá trạng thái nạp đầy.

Hình 2.27 Biểu diễn các chế độ làm việc trên cơ sở công suất yêu cầu

Chiến lược điều khiển lớn nhất được giải thích tại hình 2.27. Trong hình này, biểu diễn đường cong lớn nhất của chếđộ hybrid kéo ( động cơ + mô tơ), động cơ kéo một mình, mô tơ kéo một mình và phanh tái tạo theo tốc độ xe. Các chế độ làm việc khác nhau được biểu diễn trên đồ thị, được biểu diễn bởi các điểm A, B, C, D . Sự hoạt động của các bộ phận trên hệ thống truyền lực hybrid được giải thích dưới đây

Chế độ mô tơ làm việc một mình: khi tốc độ của xe nhỏ hơn giá trị Veb cho trước, là giá trị vận tốc của động cơ mà tại đó động cơ không làm việc ổn định hoặc chạy với tiêu hao nhiên liệu lớn hoặc phát ra lực kéo lớn, mô tơ sẽ làm việc một mình cho truyền lực hybrid. Khi đó động cơ sẽ không hoạt động hoặc không sinh công suất với ly hợp mở. Công suất động cơ, công suất kéo của mô tơ, và công suất nạp ắc quy được tính

s e 0

m L

m pp d

P P P P P

− η

Chế độ hybrid kéo: Khi công suất yêu cầu PL được biểu diễn như trên điểm A của hình 2.27, nó lớn hơn công suất mà động cơ có thể cung cấp, lúc này cả hai động cơ và mô tơ đều cung cấp công suất đến bánh chủ động cùng một lúc. Trong trường hợp này, động cơ hoạt động trên đường đặc tính lý tưởng (đường a) bởi bộđiều khiển động cơ để cung cấp công suất Pe . Phần năng lượng điều khiển còn lại được cung cấp bởi mô tơ. Công suất mô tơ và PPS phát ra được tính

m L e

m pp d

P P P P P

− η

= −

Chếđộ nạp ắc quy: Khi công suất yêu cầu hybrid PL tại điểm B trên hình 2.27, nó ở dưới đường công suất phát ra của động cơ đốt trong trong khiđộng cơ hoạt động ởđiều

kiện lý tưởng và nạp điện ắc quy ởdưới đường giới hạn trên, động cơ tại đường đặc tính lý tưởng có công suất Pe. Trong trường hợp này, bộđiều khiển mô tơ điều khiển về

chếđộmáy phát để lấy năng lượng từđộng cơ. Công suất ra của mô tơ và công suất nạp ắc quy được tính

Trong đó ηt e m, , là hiệu suất truyền động từđộng cơ tới mô tơ

Chếđộ động cơ làm việc một mình. Khi công suất yêu cầu PL tại điểm B trên hình 2.27, nó ở dưới đường công suất phát ra của động cơ khi động cơ hoạt động lý tưởng và nạp điện ắc quy ở ngoài đường giới hạn trên, khi đó động cơ làm việc một mình để cung cấp công suất cho truyền lực hybrid. Trong trường hợp này động cơ điện không làm việc và động cơ làm việc để cung cấp công suất phù hợp với công suất yêu cầu. Đường cong công suất của động cơ với tải từng phần được biểu diễn trên hình 2.27. Công suất động cơ, mô tơ, và công suất ắc quy có thể tính

Pe=PL

Pm=0 Ppps=0

Chếđộ phanh tái tạo hoạt động một mình: Khi xe phanh và công suất phanh yêu cầu nhỏhơn công suất tái tạo phanh lớn nhất ( điểm C trên hình 2.27), mô tơ điện được bộđiều khiển chuyển về chếđộ máy phát lấy năng lượng phanh trong quá trình phanh.

Trong trường hợp này, động cơ không làm việc hoặc ở chế độ không cung cấp tải.

Công suất năng lượng điện nhận được từmô tơ và công suất sạc ắc quy là

, ,

( )

m e L t e m

pp c m m

P P P

P P

− η

= −

mb L m

pp c mb

P P

−

Chếđộ phanh Hybrid. Khi công suất phanh yêu cầu lớn hơn công suất tái tạo năng lượng phanh mà điện năng có thể cung cấp ( như điểm D trên hình 2.27) phanh cơ

khí sẽ phải làm việc.Trong trường hợp này, mô tơ điện sẽđược điều khiển để sinh ra công suất tái tạo phanh lớn nhất, và hệ thống phanh cơ khí sẽ sử dụng phần còn lại.

Công suất ra của mô tơ, công suất nạp ắc quy, và công suất phanh cơ khí là

,max

mb mb m

pps c mb

mf L mB

P P

P P P

−

= −

Mục tiêu chính của chiến lược điều khiển là sử dụng động cơ như một nguồn động lực chính của xe, không có lực kéo điện thuần túy, khi tốc độ của xe cao hơn so với giá trị hiện tại. Chiến lược điều khiển này đạt cực tiểu phần năng lượng của động cơ tới mô tơ và ắc quy. Điều này sẽ làm giảm bớt công suất mất mát của bộ truyền.

Tuy nhiên, khi ắc quy được nạp đầy và tải của xe nhỏ, động cơ sẽ giảm lượng nhiên liệu để phù hợp với công suất tải nhỏ. Trong trường hợp này động cơ sẽ có hiệu suất thấp.

Các chếđộ điều khiển nạp điện ắc quy cực đại được minh họa trên hình 2.28