CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ HYBRID
1.2 Tìm hiểu một số dạng dẫn động hybrid
1.2.2. Hệ dẫn động hybrid song song
1.2.2.2. Các chiến lược điều khiển của hệ dẫn động hybrid song song
Những dạng hoạt động có hiệu quả của hệ dẫn động hybrid song song chủ yếu gồm: chỉ có ĐCĐT kéo; chỉ có mô-tơ điện kéo; cả ĐCĐT và mô-tơ điện cùng kéo; phanh tái sinh và ắc quy được nạp từ ĐCĐT. Trong quá trình hoạt động, các dạng hoạt động thích hợp sẽ được sử dụng để đáp ứng mô-men kéo yêu cầu, đạt hiệu suất tổng cao, duy trì tình trạng nạp cho ắc quy ở mức hợp lí, và thu hồi năng lượng phanh càng nhiều càng tốt.
Chiến lược điều khiển tổng thể gồm có hai mức. Một bộ điều khiển cấp độ hệ thống của xe (điều khiển cấp độ cao) thực hiện chức năng như một bộ chỉ huy điều khiển và đưa ra các lệnh, đưa yêu cầu mô-men đến bộ điều khiển cấp độ thấp (điều khiển cục bộ hoặc từng thành phần) được căn cứ trên lệnh hoạt động (lái xe), các đặc điểm riêng của từng bộ phận, và thông tin phản hồi từ các bộ phận. Chiến lược
21
điều khiển tổng thể của hệ truyền động hybrid song song thể hiện trên sơn như trong hình 1.13. Nó gồm có một bộ điều khiển xe, bộ điều khiển ĐCĐT, bộ điềukhiển mô-tơ điện, và bộ điều khiển phanh cơ khí.Bộ điều khiển hệ thống, nó thu thập dữ liệu từ người lái và tất cả các bộ phận, thí dụ như mô-men yêu cầu, tốc độ xe, tình trạng nạp của ắc quy, tốc độ động cơ và vị trí bướm ga, tốc độ mô-tơ điện,... Dựa và những dữ liệu này, đặc tính các bộ phận, chiến lược điều khiển được định trước.
Bộ điều khiển xe đưa ra những tín hiệu điều khiển của nó tới mỗi bộ điều khiển thành phần (bộ điều khiển cục bộ). Mỗi bộ điều khiển thành phần điều khiển hoạt động của bộ phận tương ứng để phù hợp với yêu cầu dẫn động. Bộ điều khiển xe đóng vai trò trung tâm trong hoạt động của hệ dẫn động. Bộ điều khiển xe phải đưa ra các dạng hoạt động khác nhau, tùy theo điều kiện lái, dữ liệu được tập hợp từ các bộ phận, mệnh lệnh của người lái và phải đưa ra mệnh lệnh chính xác tới bộ điều khiển thành phần. Hơn nữa, điều khiển chiến lược định trước quyết định hoạt động của hệ dẫn động.
22
Hình 1. 15 Sơ đồ điều khiển tổng thể của hệ dẫn động hybrid song
Chiến lược điều khiển trạng thái nạp lớn nhất của ắc quy. Khi xe đang hoạt động ở dạng dừng – đi, ắc quy phải truyền công suất của nó tới hệ dẫn động thường xuyên. Vì vậy, ắc quy có xu hướng phóng điện nhanh. Trong trường hợp này, cần thiết duy trì một trạng thái nạp ở mức cao trong ắc quy để đảm bảo hoạt động của xe ổn định. Do đó, chiến lược điều khiển trạng thái nạp lớn nhất của ắc quy có thể là lựa chọn thích hợp. Chiến lược điều khiển trạng thái nạp lớn nhất của ắc quy có thể được trình bày như hình 1.16.
Chú thích:
1: Công suất lớn nhất với dạng hybrid 2: Công suất lớn nhất khi chỉ có mô-tơ điện kéo 3: Công suất động cơ trên đường hoạt động tối ưu của nó 4: Công suất động cơ với một phần tải
23
Hình 1. 16 Những dạng hoạt động cơ bản với từng công suất yêu cầu
5: Công suất lớn nhất khi mô tơ là máy phát Ptải: Côngsuấttải (kéo hoặc phanh) Pđc: Công suất động cơ
Pn,aq: Công suất nạp ắc quy Pm:Công suất mô tơ kéo Pph,ts: Công suất phanh tái sinh Pph,ck: Công suất phanh cơ khí
Vxe,min: Vận tốc của xe ứng với vận tốc nhỏ nhất của động cơ.
Chiến lược điều khiển bật-tắt của ĐCĐT
Tương tự như được sử dụng trong hệ dẫn động hybrid nối tiếp, chiến lược điều khiển bật-tắt của ĐCĐT có thể được sử dụng trong một vài điều kiện hoạt động với tốc độ thấp và gia tốc thấp. Trong chiến lược điều khiển này, hoạt động của ĐCĐT được điều khiển bởi tình trạng nạp của ắc quy. Trong giai đoạn bật động cơ, đó là chiến lược điều khiển tình trạng nạp lớn nhất của ắc quy. Khi tình trạng nạp của ắc quy đạt tới mức cao của nó, ĐCĐT sẽ được ngắt và xe được đẩy đi chỉ bằng mô-tơ điện. Khi tình trạng nạp của ắc quy ở mức thấp thì ĐCĐT được bật và hệ thống lại quay trở lại chiến lược điều khiển tình trạng nạp lớn nhất của ắc quy như đã trình bày ở trên.
24