Mô phỏng thời gian thực cho ô tô điện sử dụng phương pháp biểu diễn vĩ mô năng lượng

Ô tô điện đã và đang là một chủ đề hấp dẫn, thu hút nhiều sự quan tâm nghiên cứu. Một trong những công cụ mạnh mẽ mới được phát triển trong thời gian gần đây để giải quyết vấn đề này là Phương pháp biểu diễn vĩ mô năng lượng (Energetic Macroscopic Representation – EMR). Bài viết trình bày việc thực hiện việc mô hình hóa ô tô điện sử dụng phương pháp EMR, sau đó tiến hành mô phỏng thời gian thực cho ô tô điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng thời gian thực cho ô tô điện sử dụng phương pháp biểu diễn vĩ mô năng lượng CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION NINE MÔ PHỎNG THỜI GIAN THỰC CHO Ô TÔ ĐIỆN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN VĨ MÔ NĂNG LƯỢNG Nguyễn Minh Tiến, Trần Anh Dũng, Tạ Hữu Quang Duy, TS. Võ Duy Thành Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Xe điện Sinh viên ngành Tự động hóa Công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tác giả liên hệ: tien.nm174258@sis.hust.edu.vn TÓM TẮT Ô tô điện đã và đang là một chủ đề hấp dẫn, chúng tôi thực hiện việc mô hình hóa ô thu hút nhiều sự quan tâm nghiên cứu. Một tô điện sử dụng phương pháp EMR, sau trong những công cụ mạnh mẽ mới được đó tiến hành mô phỏng thời gian thực phát triển trong thời gian gần đây để giải cho ô tô điện. Tính khả dụng của mô hình quyết vấn đề này là Phương pháp biểu diễn được kiểm chứng bằng mô phỏng trong vĩ mô năng lượng (Energetic Macroscopic môi trường MATLAB/Simulink kết hợp Representation – EMR). Trong báo cáo này, dSPACE1103. Từ khóa: Ô tô điện, biểu diễn vĩ mô năng lượng, mô hình hóa, thời gian thực 1. PHẦN MỞ ĐẦU Trong thời đại xã hội ngày càng phát triển, truyền động nhiều thành phần phức tạp. kéo theo vô vàn hệ lụy tác động xấu lên Phương pháp EMR[1] được phát triển giúp môi trường. Việc tìm ra những giải pháp nhà nghiên cứu có cái nhìn tổng quan và làm giảm ảnh hưởng xấu của con người dễ dàng hơn về hệ thống trên. Quá trình lên môi trường đã và đang là yếu tố sống mô phỏng thời gian thực được tiến hành còn. Chính vì vậy, trong tương lai gần, ô trên dSPACE1103 đã kiểm chứng tính chính tô điện chính là một giải pháp thiết thực xác của mô hình xe điện được xây dựng và hiệu quả. Tuy nhiên, việc phát triển và bằng EMR. Kết quả mô phỏng được thể tối ưu nguồn năng lượng trong ô tô điện hiện trong báo cáo này. đang còn nhiều khó khăn, phần lớn vì hệ DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 177 CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION NINE 2. MÔ HÌNH HÓA Ô TÔ ĐIỆN [2] Trong đó: - Nguồn (pin): Ubat = 400V (1) Uch, Ubat là điện áp của bộ chuyển đổi và nguồn. - Bộ chuyển đổi: Uch=Ubat×m, Ibat=Ich×m (2) Ich, Ibat là dòng điện của bộ chuyển đổi và - Động cơ một chiều: nguồn. Ra , La , E là điện trở, điện cảm của cuộn dây và suất điện động phản ứng. Te = Km × ich Tgear, Te là momen hộp số và trục động cơ. Wgear, We là tốc độ quay của hộp số và trục Ea = Km × ωe (4) động cơ. Ftrans, Fenv là lực kéo của xe và lực cản của môi - Hộp số: Tgear = Te × Kg; We = Wgear × Kg (5) trường. - Bánh xe: Tg = Ftrans× r, Vveh = ωg× r (6) Mveh , Vveh là khối lượng và vận tốc của xe. Kg là tỉ số truyền của hộp số. - Khung gầm: Froll , Fgrade , Faero là lực cản lăn, thành phần trọng lực của xekhi lên dốc và lực cản không khí. - Môi trường: Mô hình EMR được xây dựng trên Hình 1. Fenv = Faero + Froll + Fgrade (8) Hình 1. Mô hình & Cấu trúc điều khiển của EMR ô tô điện 178 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION NINE 3. TRIỂN KHAI TRÊN THỜI GIAN THỰC Sau khi mô phỏng trên MATLAB/Simulink, mô hình được đưa lên dSPACE1103 để chạy thời gian thực. Tín hiệu vận tốc được xuất ra cổng DAC và hiển thị tín hiệu trên Oscilloscope dưới dạng tín hiệu điện áp. Để đảm bảo có thể xuất chính xác tín hiệu Hình 3. Kết quả mô phỏng tốc độ trong vận tốc ra, vận tốc được mã hóa theo cách MATLAB/Simulink thức: 0 ÷ Vmax tương ứng với đầu vào của khối DAC là số thực 0 ÷ 1. Ta có đầu ra của 4.2. Mô phỏng thời gian thực DAC tương ứng với khoảng tín hiệu đầu Mô hình thời gian thực được triển khai trên vào 0 ÷ 10V. Kết quả được hiển thị trên dSPACE1103 và phần mềm ControlDesk. Oscilloscope. Tín hiệu vận tốc được đưa ra cổng DAC. Sử dụng Oscilloscope để đo dạng tín hiệu điện áp đầu ra trên chân DACH8, nhận thấy tín hiệu hiển thị trên ControlDesk và Oscilloscope đều giống như khi ta mô phỏng trên MATLAB/Simulink. Do hạn chế về dải đo của Oscilloscope (tối đa 48 giây) trong khi thời gian khảo sát là 200 giây nên kết quả thu được với 4 chu trình đo được hiển thị trên Hình 4. Chu Hình 2. Kit dSPACE1103 trình 1 ứng ...