Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí động lực: Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ động lực xe hybird

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:198

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài "Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ động lực xe hybird" nhằm đưa ra giải pháp công nghệ phối hợp nguồn động lực ĐCĐT - ĐCĐ - Máy phát - Ắc quy và quy trình tính toán thiết kế hệ động lực xe hybrid; Áp dụng giải pháp và quy trình trên để tính toán thiết kế một mô hình hệ động lực trên xe hybrid.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí động lực: Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ động lực xe hybird

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ------------------------ TRẦN VĂN ĐĂNG NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC XE HYBRID LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC HÀ NỘI - 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ------------------------ TRẦN VĂN ĐĂNG NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC XE HYBRID Ngành : Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số : 9520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS KHỔNG VŨ QUẢNG 2. TS TRẦN ĐĂNG QUỐC HÀ NỘI - 2022
LỜI CAM ĐOAN Tôi, Trần Văn Đăng, xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Khổng Vũ Quảng và TS Trần Đăng Quốc. Các số liệu kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình nào khác! Hà Nội, tháng năm 2022 TẬP THỂ HƯỚNG DẪN Người hướng dẫn 1 Người hướng dẫn 2 Nghiên cứu sinh PGS.TS Khổng Vũ Quảng TS Trần Đăng Quốc Trần Văn Đăng
LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Phòng Đào tạo, Viện Cơ khí Động lực và Bộ môn Động cơ đốt trong đã cho phép tôi thực hiện đề tài nghiên cứu này tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Xin cảm ơn Phòng Đào tạo và Viện Cơ khí Động lực về sự hỗ trợ và giúp đỡ trong suốt quá trình tôi thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Khổng Vũ Quảng và TS Trần Đăng Quốc đã hướng dẫn tôi hết sức tận tình và chu đáo để tôi có thể thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng biết ơn Thầy, Cô trong Bộ môn và Trung tâm nghiên cứu Động cơ, nhiên liệu và khí thải, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã luôn giúp đỡ và dành cho tôi những điều kiện hết sức thuận lợi để tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, Ban chủ nhiệm Khoa Cơ khí động lực và các Thầy, Cô trong Khoa đã hậu thuẫn và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu học tập. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các Thầy, Cô phản biện, các Thầy, Cô trong hội đồng đã đồng ý đọc duyệt và góp các ý kiến quý báu để tôi có thể hoàn chỉnh luận án này. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp và những người đã động viên khuyến khích tôi trong suốt thời gian tôi tham gia nghiên cứu và thực hiện nghiên cứu này. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Nghiên cứu sinh Trần Văn Đăng
MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục Danh mục và các ký hiệu Danh mục các biểu bảng Danh mục các hình vẽ và đồ thị MỞ ĐẦU......................................................................................................... 1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.............................. 4 1.1. Tổng quan về phương tiện giao thông và ô nhiễm môi trường................ 4 1.2. Nguồn động lực thay thế ĐCĐT….......................................................... 9 1.2.1 Động cơ điện..................................................................................... 9 1.2.2 Động cơ sử dụng khí nén áp suất cao................................................. 9 1.2.3 Nguồn động lực hybrid....................................................................... 10 1.3. Các phương án phối hợp nguồn động lực của xe hybrid....................... 10 1.3.1 Xe hybrid kiểu nối tiếp....................................................................... 11 1.3.2 Xe hybrid song song .......................................................................... 12 1.3.3 Xe hybrid hỗn hợp............................................................................. 12 1.4. Ưu và nhược điểm của xe hybrid............................................................. 13 1.5. Các thành phần chính trong xe hybrid.................................................... 14 1.5.1 Động cơ đốt trong............................................................................... 14 1.5.2 Động cơ điện....................................................................................... 14 1.5.3 Ắc-quy................................................................................................ 15 1.5.4 Hệ thống truyền lực............................................................................ 15 1.6. Một số vấn đề quản lý năng lượng xe hybrid............................................ 16 1.7. Nghiên cứu ngoài nước............................................................................ 16 1.8. Nghiên cứu trong nước............................................................................. 21 1.9. Các dòng xe hybrid trên thị trường............................................................ 23
1.10. Phương pháp tiếp cận của đề tài........................................................... 24 1.11. Kết luận................................................................................................. 25 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC XE HYBRID......................................................................................... 26 2.1. Quan điểm và quy trình tính toán thiết kế hệ động lực xe hybrid............. 26 2.1.1 Quan điểm thiết kế hệ động lực xe hybrid.......................................... 26 2.1.2 Xây dựng quy trình tính toán thiết kế hệ động lực xe hybrid............. 27 2.2. Cơ sở tính toán thiết kế hệ động lực xe hybrid........................................ 29 2.2.1 Các chế độ phối hợp nguồn động lực xe hybrid................................. 29 2.2.2 Cơ sở xác định kết cấu bộ phối hợp các nguồn động lực xe 31 hybrid................................................................................................................ 2.2.3 Cơ sở tính toán các nguồn động lực xe hybrid................................... 38 2.2.4 Chiến lược phối hợp nguồn động lực................................................. 46 2.3. Cơ sở lý thuyết phần mềm AVL-Cruise................................................... 50 2.3.1 Phạm vi của AVL – Cruise................................................................. 50 2.3.2 Phương pháp tính toán trong AVL – Cruise…................................. 51 2.3.3 Tạo chu trình thử mới trong phần mềm AVL-Cruise…..................... 62 2.3.4 Các bước thực hiện mô phỏng bằng phần mềm AVL-Cruise…......... 63 2.4. Cơ sở liên kết giữa phần mềm Matlab/Simulink và phần mềm AVL- 64 Cruise…............................................................................................................ 2.5. Kết luận..................................................................................................... 64 Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ ĐỘNG LỰC 65 XE HYBRID.................................................................................................. 3.1. Tính toán thiết kế hệ động lực xe hybrid................................................ 65 3.1.1 Thiết kế hệ phối hợp nguồn động lực xe hybrid............................... 65 3.1.2 Tính toán xác định nguồn động lực cho xe hybrid........................... 66 3.2. Chiến lược điều khiển các nguồn động lực trên xe hybrid....................... 72 3.2.1 Chiến lược phối hợp các nguồn động lực trên xe hybrid.................... 72 3.2.2 Chiến lược sạc ắc quy trên xe hybrid.................................................. 75
3.2.3 Chiến lược điều khiển ở các chế độ chuyển tiếp của xe hybrid....... 78 3.2.4 Chiến lược điều khiển dựa theo mô men........................................ 81 3.2.5 Chu trình tắt và khởi động ĐCĐT.................................................... 83 3.3. Tính toán thiết kế cơ cấu phối hợp của hệ động lực................................ 85 3.3.1 Tính toán bộ truyền CVT.................................................................. 85 3.3.2 Tính toán, thiết kế bộ truyền đai truyền động giữa trục ra CVT và 88 trục chính.......................................................................................................... 3.3.3 Tính toán, thiết kế bộ truyền đai truyền động giữa ĐCĐ và trục 90 chính................................................................................................................. 3.3.4 Tính toán, thiết kế trục chính.............................................................. 91 3.3.5 Thiết kế hệ thống điều khiển nguồn động lực xe hybrid................... 92 3.3.6 Hiệu suất xe hybrid........................................................................... 97 3.4. Tính toán mô phỏng hệ động lực xe hybrid trên phần mềm AVL – 99 Cruise............................................................................................................. 3.4.1 Mô hình tổng chung của xe truyền thống và xe hybrid................... 99 3.4.2 Thông số đầu vào xe hybrid và xe truyền thống............................ 100 3.4.3. Chu trình chạy sử dụng trong chu trình mô phỏng xe hybrid và xe 103 truyền thống trong AVL-Cruise..................................................................... 3.4.4 Kết quả chạy mô phỏng theo chu trình UDC.................................. 104 3.4.5. Kết quả chạy mô phỏng với chu trình có tốc độ ổn định................. 117 3.5. Kết luận.................................................................................................... 118 Chương 4: NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM.................................................. 119 4.1. Mục tiêu và phạm vi thử nghiệm............................................................. 119 4.1.1 Mục tiêu thử nghiệm......................................................................... 119 4.1.2 Đối tượng và phạm vi thử nghiệm................................................... 119 4.2. Nội dung thử nghiệm.............................................................................. 119 4.3. Trang thiết bị thử nghiệm........................................................................ 120 4.3.1. Lắp đặt mô hình lên băng thử........................................................ 120 4.3.2 Băng thử phanh kiểu dòng điện xoáy............................................... 121
4.3.3 Thiết bị phân tích khí thải................................................................ 122 4.3.4 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu............................................................ 124 4.3.5 Thiết bị đo dòng điện tiêu thụ............................................................. 125 4.3.6 Nhiên liệu thử nghiệm........................................................................ 125 4.3.7 Sơ đồ bố trí hệ thống thử nghiệm....................................................... 126 4.3.8 Chế độ thử nghiệm.............................................................................. 127 4.4. Kết quả thử nghiệm và thảo luận.......................................................... 127 4.4.1 Đánh giá tính năng kinh tế năng lượng............................................... 127 4.4.2 Đánh giá về thành phần khí thải của động cơ.................................... 129 4.5. So sánh kết quả mô phỏng và thử nghiệm............................................... 135 4.5.1 Các công thức tính toán khi thử nghiệm........................................... 135 4.5.2 So sánh kết quả thử nghiệm và mô phỏng........................................ 136 4.6. Kết luận................................................................................................... 141 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ………………………………... 142 Danh mục các công trình công bố Tài liệu tham khảo Phụ lục
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đại lượng Đơn vị a Hệ số xét đến khối lượng các chi tiết chuyển động quay của mô hình t Hiệu suất hệ truyền lực peff Công suất đầu ra kW  Góc ôm ⁰ A Mô men và tốc độ vòng quay trục ra tại điểm A nA ra , Mra MD , nD Mô men và tốc độ vòng quay của ĐCĐ truyền đến trục và bộ kết hợp công suất MN , nN Mô men và tốc độ vòng quay của ĐCĐT truyền đến trục và bộ kết hợp công suất Mra , nra Mô men và tốc độ vòng quay trục ra của bộ kết hợp công suất Memax Mô men xoắn cực đại Nm ωin Tốc độ đầu vào rad/s ωout Tốc độ đầu ra rad/s 𝑀in Mô men đầu vào Nm 𝑀 𝑜𝑢𝑡 Mô men đầu ra Nm a Khoảng cách trục m a,b Khoảng cách từ trọng tâm xe đến trục bánh xe trước và bánh m xe sau AC Alternating Current i
AVL - Phần mềm mô phỏng phối hợp nguồn động lực trên xe ô tô của Cruise AVL B Chiều rộng bánh đai m B0 Chiều rộng cơ sở của xe thiết kế m BEV Battery Electric Vehicle Cl Hệ số ảnh hưởng bởi chiều dài đai CNG Compressed Natural Gas CO2 Khí Cacbonic % CPU Central Processing Unit Cu Hệ số ảnh hưởng bởi tỉ số truyền CVT Continuously Variable Transmission Cz Hệ số ảnh hưởng bởi tải trọng Cα Hệ số ảnh hưởng bởi góc ôm đai D1 Đường kính ngoài của puly chủ động m d1 Đường kính bám đai của puly chủ động m D2 Đường kính ngoài của puly bị động m d2 Đường kính bám đai của puly bị động m DC Direct Current DC – AC Bộ đổi điện từ 1 chiều thành xoay chiều DC – DC Bộ đổi dòng 1 chiều từ mức điện áp này sang mức điện áp khác ĐCĐ Động cơ điện ĐCĐT Động cơ đốt trong ii
DLL Dynamic Link Library ECE European Community Emission ECU Electronic Control Unit EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory EPA Environmental Protection Agency EPi Khối lượng của khí thải thứ i g/kWh ESC European Stationary Cycle ESS Energy Storage System EVi,d Nồng độ theo thể tích của khí khô thứ i ppm EVi,w Nồng độ theo thể tích của khí ướt thứ i ppm EVT Electric Variable Transmission f Hệ số cản lăn vì giả thiết mặt đường bê tông F Diện tích cản gió m2 Fa Lực cản quán tính đặt tại trọng tâm mô hình và sinh ra khi ô tô N tăng hay giảm tốc FC Tổng lượng nhiên liệu tiêu thụ g FCV Fuel Cell Vehicle Ff Lực cản lăn sinh ra chủ yếu do biến dạng đàn hồi của bánh xe N và một phần do ma sát trong ổ trục bánh xe Ff1 , Ff2 Lực cản lăn tại bánh xe 1 và 2 N Fg Lực cản lên dốc N Fj Lực cản quán tính N Fk Lực kéo tại bánh chủ động N iii
Fm Lực kéo móc N Fr1 Lực tác dụng lên trục bánh đai chủ động N Fr2 Lực tác dụng lên trục bánh đai bị động N FTP Federal Test Procedure Fv1 Lực căng ban đầu trên bánh đai chủ động N Fv2 Lực căng ban đầu trên bánh đai bị động N Fw Lực cản khí động N Fw Lực cản gió đặt tại tâm diện tích cản chính diện N G Khối lượng tổng cộng của xe kg g Gia tốc trọng trường m/s2 G0 Khối lượng bản thân xe kg Gaq Khối lượng bình ắc quy kg Gđcđ Khối lượng ĐCĐ kg Gđcđt Khối lượng ĐCĐT kg ge Suất tiêu hao nhiên liệu có ích g/kWh Gkhác Khối lượng các thành phần khác kg H Chiều cao cơ sở của xe thiết kế m HEV Hybrid Electric Vehicle HF Hệ số hybrid hg Tọa độ chiều cao trọng tâm xe m HiL Hardware-in-the-Loop hm Khoảng cách từ mặt đường tới điểm đặt lực kéo móc m iv
hw Khoảng cách từ mặt đường đến điểm đặt lực cản không khí m i Tỉ số truyền Imax Dòng điện cực đại A In Dòng điện nạp A Ip Dòng điện phóng A J Mô men quán tính kgm2 K Hệ số cản gió k Hằng số ảnh hưởng bởi thiết kế k Hệ số ma sát giữa dây đai và puly k1 , k2 Hằng số được xác định bởi các thông số của kết nối mô men L Chiều dài cơ sở xe m Lm Khoảng cách từ trục bánh sau tới điểm đặt lực kéo móc m LPG Liquified Petroleum Gas LPI Liquefied Petroleum Injected lsb Chiều dài đai sơ bộ m m Khối lượng xe kg M Mô men Nm m1 Trọng lượng hành lý của 1 người Kg m2 Trọng lượng 1 người kg Me Mô men động cơ Nm mexh Lưu lượng khối lượng khí thải kg/h Mexh,d Khối lượng phân tử của khí ướt g/mol v
Mexh,w Khối lượng phân tử của khí ướt g/mol Mf1 , Mf2 Mô men cản lăn tại bánh xe 1 và 2 Nm Mi Khối lượng mole thành phần khí thải thứ i g/mol Mk Mô men kéo tại bánh xe chủ động Nm MPG Miles Per Gallon n Tốc độ quay v/ph NCS Nghiên cứu sinh NDIR Nondispersive infrared sensor NEDC New European Driving Cycle NOx, CO, Hàm lượng các chất độc hại trong khí thải của động cơ đốt trong bị ppm HC khống chế trong tiêu chuẩn khí thải OEMs Original Equipment Manufacturing P Công suất ĐCĐ kW PD Dynamic Programing PĐCĐ, Công suất lớn nhất của ĐCĐ và ĐCĐT kW PĐCĐT Pe Công suất có ích của động cơ kW Pechon Công suất lựa chọn kW PID Proportional Integral Derivative Pmf Công suất máy phát W PNVG Nghiên cứu phát triển các thế hệ mới xe cơ giới (Partnership for a New Generation of Vehicles) PST Power Split Transmission vi
Ptong Tổng công suất yêu cầu của xe kW Qn Điện lượng mà ắc quy tiếp nhận được trong quá trình nạp Ah Qp Dung lượng ắc quy Ah RAM Random Access Memory ROM Read-Only Memory SAE Society of Automotive Engineers sgn Hàm signum SiL Software-in-the-Loop SOC State of Charge SQP The Sequencial Quadratic Programing T Nhiệt độ ⁰C TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam tn Thời gian nạp h tomax Nhiệt độ cực đại của máy phát tp Thời gian phóng h UDC Urban Driving Cycle UDDS Urban Dynamometer Driving Schedule Uđm Điện áp định mức V uHC Unburnt hydrocarbon V Vận tốc xe km/h Vận tốc xe phù hợp với cận dưới trong dải làm việc tối ưu của V1 ĐCĐT và vận tốc cho phép xe chạy trong khu vực đông dân km/h cư tương ứng với Vxe khi có ĐCĐ chạy độc lập. vii
Vận tốc xe phù hợp với cận trên trong dải làm việc tối ưu của V2 ĐCĐT và vận tốc cho phép xe chạy ngoài khu vực đông dân km/h cư tương ứng với Vxe khi có ĐCĐT chạy độc lập. Vận tốc xe chạy ngoài khu vực dân cư hoặc chạy trên đường V3 cao tốc tương ứng với trường hợp cả hai nguồn động lực cùng km/h làm việc. Vmax Vận tốc lớn nhất xe có thể đạt được km/h VSS Variable Step Size YO Đai thang hẹp (Narrow Belt) z Số đai Z1,Z2 Phản lực pháp tuyến tại bánh xe 1 và 2 N α Góc dốc của mặt đường δ (t) Hàm delta Dirac ε Hệ số trượt đai λ Hệ số dư lượng không khí ρ Khối lượng riêng của nhiên liệu kg/m3 ω Tốc độ góc rad/s 𝜓 Lực cản tổng cộng viii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Tên bảng Trang Bảng 2.1. Các tiêu chí đánh giá tính năng động lực học của xe cơ giới theo 39 PNGV Bảng 2.2. Vận tốc thiết kế của các cấp đường theo tiêu chuẩn TCVN 4054 : 39 2005 Bảng 2.3. Độ dốc lớn nhất của đường theo tiêu chuẩn TCVN 4054 : 2005 40 Bảng 2.4. Hệ số hybrid của một số ô tô thương mại 44 Bảng 3.1. Các thông số kỹ thuật của ĐCĐT - Piaggio 150cc 67 Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật của ĐCĐ 69 Bảng 3.3. Các thông số kỹ thuật của máy phát điện 70 Bảng 3.4. Kích thước đai thang hẹp kiểu YO (SPZ Narrow DIN 7753) 89 Bảng 3.5. Thông số bộ truyền đai giữa ĐCĐT và trục chính 90 Bảng 3.6. Thông số bộ truyền đai nối giữa ĐCĐ và trục chính 91 Bảng 3.7. Thông số kỹ thuật xe 100 Bảng 3.8. Thông số ĐCĐT nhập vào mô hình mô phỏng 101 Bảng 3.9. Thông số ĐCĐ nhập vào mô hình mô phỏng 101 Bảng 3.10. Thông số ắc quy dùng cho xe hybrid 102 Bảng 3.11. Thông số chi tiết của chu trình thử UDC (Urban Driving Cycle) 103 Bảng 3.12. Bảng thống kê kết quả sau khi đã chạy 104 Bảng 3.13 Kết quả mô phỏng ở tốc độ 40km/h 117 Bảng 3.14 Kết quả mô phỏng ở tốc độ 60km/h 118 Bảng 4.1. Các thông số thử nghiệm ở chế độ chỉ có ĐCĐT làm việc 136 Bảng 4.2. Các thông số mô phỏng ở chế độ chỉ có ĐCĐT làm việc 137 Bảng 4.3. Các thông số thử nghiệm ở chế độ có cả ĐCĐT và ĐCĐ làm 139 việc Bảng 4.4. Các thông số mô phỏng ở chế độ có cả ĐCĐT và ĐCĐ làm việc 139 ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên hình Trang Hình 1.1. Phương tiện tham gia giao thông tại thành phố lớn ở Việt Nam 4 Hình 1.2. Ô nhiễm môi trường trong hoạt động giao thông vận tải 5 Hình 1.3. Doanh số xe điện – hybrid toàn cầu 6 Hình 1.4. Quãng đường di chuyển đối với xe thông thường, xe hybrid (HEV), 7 xe sử dụng pin nhiên liệu (FCV) và xe thuần điện (BEV) Hình 1.5. Thời gian cung cấp nhiên liệu cho xe thông thường và xe sử dụng 8 pin nhiên liệu (FCV) và thời gian sạc điện cho xe Hình 1.6. Chiến lược phát triển xe sử dụng năng lượng điện và hydro 8 Hình 1.7. Đặc tính của một ĐCĐ 9 Hình 1.8. Đặc tính lực kéo, cản – tốc độ của xe trên đường dốc 10 Hình 1.9. Sơ đồ cấu tạo xe hybrid nối tiếp 11 Hình 1.10. Sơ đồ cấu tạo xe hybrid song song 12 Hình 1.11. Sơ đồ cấu tạo xe hybrid hỗn hợp 13 Hình 1.12. Đường cong điển hình của mô men xoắn/công suất so với tốc độ 15 của hệ thống động cơ BLDC Hình 1.13. Mô hình hybrid hỗn hợp đưa ra bởi Saurabh Mahapatra 17 Hình 1.14. Sơ đồ hệ thống ly hợp điều khiển điện tử 17 Hình 1.15. Sơ đồ hệ thống hybrid loại song song kiểu mới 18 Hình 1.16. Sơ đồ phối hợp nguồn động lực và xe máy hybrid sau khi cải tạo 19 x
Hình 1.17. Sơ đồ phối hợp nguồn động lực kiểu hỗn hợp 19 Hình 1.18. Phân chia vùng hoạt động theo tình trạng của ắc quy 20 Hình 1.19. Sơ đồ bố trí hệ thống hybrid LPG - điện 21 Hình 1.20. Xe hybrid LPG - điện 2 chỗ ngồi 22 Hình 1.21. Mô hình xe hybrid hai chỗ ngồi 22 Hình 2.1. Đặc tính tiêu hao nhiên liệu của động cơ đốt trong (Động cơ xăng) 26 Hình 2.2. Lưu đồ quy trình thực hiện tính toán thiết kế hệ thống hybrid 28 Hình 2.3. Chỉ có ĐCĐ làm việc 29 Hình 2.4. ĐCĐT nạp điện cho ắc quy và ĐCĐ làm việc 29 Hình 2.5. Chỉ có ĐCĐT làm việc 30 Hình 2.6. Cả ĐCĐT và ĐCĐ làm việc 30 Hình 2.7. Phanh tái sinh làm việc 30 Hình 2.8. Khớp nối mô men 31 Hình 2.9. Các cơ cấu sử dụng nguyên lí phối hợp kiểu mô men 31 Hình 2.10. Khớp nối tốc độ 32 Hình 2.11. Một số cơ cấu sử dụng nguyên lí phối hợp kiểu tốc độ 32 Hình 2.12. Phối hợp công suất theo nguyên lí phối hợp hỗn hợp 33 Hình 2.13. Đồ thị quan hệ MD/k1, MN/k2 theo tốc độ 34 Hình 2.14. Sơ đồ hệ động lực hybrid hỗn hợp 40 Hình 2.15. Mô hình tính lực và mô men cho xe hybrid cỡ nhỏ 41 xi
Hình 2.16. Lưu đồ chiến lược điều khiển tổng quan xe hybrid 47 Hình 2.17. Lưu đồ chiến lược sạc pin của xe hybrid 48 Hình 2.18. Lưu đồ chiến lược điều khiển theo mô men 49 Hình 2.19. Giao diện tính toán trên phần mềm AVL - Cruise 52 Hình 2.20. Định nghĩa chu trình lái cho mô hình 53 Hình 2.21. Tính toán điều khiển động cơ ở chế độ không tải 56 Hình 2.22. Sơ đồ tổng quát tính toán phát thải và tiết kiệm nhiên liệu cho 58 ĐCĐT Hình 2.23. Sơ đồ tính toán mô hình động cơ điện khi hoạt động ở chế độ đẩy 59 Hình 2.24. Sơ đồ điện mạch tương đương 60 Hình 2.25. Sơ đồ tính toán nhiệt cho mô hình ắc quy 61 Hình 2.26. Công cụ Random Cycle Generator của phần mềm AVL-Boost 62 Hình 2.27. Chu trình thử mới được nạp vào mô hình mô phỏng trong phần 62 mềm AVL-Boost Hình 2.28. Các bước thực hiện mô phỏng bằng phần mềm AVL-Cruise 63 Hình 2.29 Cơ sở liên kết giữa phần mềm Matlab/Simulink và phần mềm 64 AVL-Cruise Hình 3.1. Sơ đồ thiết kế xe hybrid 66 Hình 3.2. Đồ thị đặc tính mô men, công suất theo tốc độ ĐCĐ 69 Hình 3.3. Đồ thị 3D mối quan hệ giữa tốc độ, Me và ge của ĐCĐT 71 Hình 3.4. Sơ đồ chiến lược phối hợp các nguồn động lực 73 xii