CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ HYBRID
1.2 Tìm hiểu một số dạng dẫn động hybrid
1.2.5. Hệ dẫn động hybrid song song một trục
Các phương tiện hybrid hoàn chỉnh với dạng nối tiếp hay song song có thể giảm bớt tiêu thụ nhiên liệu bởi hoạt động tối ưu của động cơ và hiệu quả phanh tái sinh. Tuy nhiên công suất điện yêu cầu cao nên đòi hỏi ắc quy mang năng lượng phải rất lớn và nặng, đồng nghĩa với năng lượng mất mát trong cản lăn tăng, không gian của hệ thống dẫn động ở dưới mui xe sẽ lớn và khả năng mang tải của xe giảm xuống. Hệ dẫn động hybrid hoàn chỉnh có những cấu trúc hoàn toàn khác với hệ dẫn động thông thường. Để thay đổi hoàn toàn từ hệ dẫn động thông thường sang hệ dẫn động hybrid hoàn chỉnh cần có sự đầu tư lớn về thời gian và chi phí.
35
Biện pháp là đưa ra một sản phẩm trung gian, để dễ thay đổi từ các sản phẩm hiện nay và mang lại hiệu quả hoạt động cao hơn cho chúng. Một giải pháp là đặt một mô-tơ điện nhỏ ở giữa động cơ với hệ truyền động để tạo thành hệ dẫn động hybrid song song một trục (Mild hybrid electric drive train). Mô-tơ điện nhỏ này có thể hoạt động giống như là một máy khởi động hay một máy phát điện. Nó có thể chỉ thêm vào công suất bổ xung cho hệ dẫn động khi đòi hỏi công suất cao và có thể biến đổi năng lượng phanh thành năng lượng điện. Mô-tơ điện nhỏ này có khả năng thay thế cho ly hợp hay bộ chuyển đổi mômen, những thành phần làm việc với hiệu suất thấp khi hệ số trượt cao. Hệ dẫn động hybrid này không cần bộ lưu trữ năng lượng lớn (ắc quy), vì mô-tơ có công suất định mức nhỏ. Một hệ thống điện 42V có thể được đáp ứng để thỏa mãn nhu cầu. Những hệ thống phụ của xe thông thường như động cơ, bộ truyền động (hộp số), phanh không cần thay đổi nhiều.
1.2.5.1. Cấu tạo
36
Hình 1. 25 Sơ đồ cấu tạo hệ dẫn động hybrid song song một trục
Mô-tơ nhỏ có chức năng như động cơ khởi động, mô-tơ kéo được đặt giữa động cơ và một bộ truyền động đa cấp hay tự động (hộp số). Ly hợp được sử dụng để ngắt kết nối hộp số với động cơ khi cần, như trong quá trình chuyển số và xe ở tốc độ thấp. Công suất định mức của mô-tơ điện có thể nằm trong khoảng 10%
công suất định mức của động cơ. Mô-tơ điện này có thể được điều khiển để hoạt động ở bất kỳ mô-men hay tốc độ vòng quay nào. Theo đó, sự cách ly giữa mô-tơ điện và bộ truyền động là không cần thiết. Hoạt động của hệ dẫn động và mỗi thành phần trong đó được điều khiển bởi bộ điều khiển hệ dẫn động và các bộ điều khiển thành phành.
1.2.5.2. Hoạt động và chiến lược điều khiển.
Hệ dẫn động có nhiều dạng hoạt động khác nhau tùy thuộc vào hoạt động của động cơ và mô-tơ điện.
Dạng chỉ có động cơ làm việc:
Trong dạng này mô-tơ điện được ngắt và xe được đẩy đi nhờ ĐCĐT. Dạng này được sử dụng khi tình trạng nạp của ắc quy ở mức cao và ĐCĐT một mình đưa ra công suất yêu cầu.
Dạng chỉ có mô-tơ làm việc:
Trong dạng này động cơ bị ngắt và ly hợp mở. Xe được đẩy đi nhờ mô-tơ điện.
Dạng hoạt động này được sử dụng khi mà xe hoạt động ở tốc độ thấp, ví dụ dưới 10km/h.
Dạng nạp cho ắc quy:
Trong trường hợp này mô-tơ điện hoạt động như một máy phát và được dẫn động bởi động cơ để nạp cho ắc quy.
Dạng phanh tái sinh:
Trong dạng này động cơ ngắt và ly hợp mở. Mô-tơ điện được hoạt động để sinh ra mô-men phanh tới bánh xe. Một phần động năng của động cơ được thu lại dưới dạng năng lượng điện và được lưu trữ trong ắc quy.
37
Dạng làm việc hỗn hợp:
Cả động cơ và mô-tơ đưa ra công suất cho hệ dẫn động. Những dạng hoạt động ở trên được sử dụng trong hoạt động thực tế phụ thuộc vào công suất yêu cầu.
Nó được yêu cầu bởi lái xe qua bàn đạp ga hay phanh, trạng thái nạp của ắc quy và tốc độ của xe. Chiến lược điều khiển là sự thiết lập điều khiển logic trong bộ điều khiển hệ dẫn động. Nó nhận tín hiệu từ người lái (chân ga, phanh) và tín hiệu từ các bộ phận riêng biệt như thể hiện trên hình 1.25 sau đó đưa ra lệnh làm việc cho từng bộ phận, tùy theo thiết lập của điều khiển logic. Một dạng điều khiển logic đượcmô tả như bảng dưới đây.
Bảng mô tả một dạng điều khiển logic
38