Tích hợp công nghệ hybrid kiểu nối tiếp cho xe máy hai bánh xe bằng phương pháp mô hình hóa và mô phỏng

Bài viết Tích hợp công nghệ hybrid kiểu nối tiếp cho xe máy hai bánh xe bằng phương pháp mô hình hóa và mô phỏng trình bày phương án thiết kế hệ thống truyền lực của xe máy 02 bánh hybrid kiểu nối tiếp dựa trên nền xe Honda LEAD 110cc; các thiết bị lắp đặt thêm lên xe được chọn lựa phù hợp với phương án thiết kế nhằm đáp ứng yêu cầu kĩ thuật của xe sau cải tạo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tích hợp công nghệ hybrid kiểu nối tiếp cho xe máy hai bánh xe bằng phương pháp mô hình hóa và mô phỏng Tạp chí KH&CN- Trường Đại học Bình Dương, Vol.4 № 2/2021 TÍCH HỢP CÔNG NGHỆ HYBRID KIỂU NỐI TIẾP CHO XE MÁY HAI BÁNH XE BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG Phạm Anh Tuấn1, Nguyễn Văn Tình2, Nguyễn Văn Trang 3, Lê Văn Cường2 1 Trường Đại học Nguyễn Tất Thành, Thành phồ Hồ Chí Minh, Việt Nam 2 Trường Đại học Bình Dương, Thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương, Việt Nam 3 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam Ngày nhận bài:24/03/2021 Biên tập xong:16/04/2021 Duyệt đăng:14/06/2021 TÓM TẮT Nghiên cứu này đề xuất phương án tích hợp công nghệ hybrid kiểu nối tiếp cho xe máy dựa trên nền xe Honda Lead 110cc. Nội dung chính của nghiên cứu là: Tính chọn động cơ điện và máy phát phù hợp, đề xuất chọn các bộ nguồn khác nhau để mô phỏng sau đó đối chiếu các kết quả để quyết định chon bộ nguồn phù hợp nhất nhằm giải bài toán tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường; mô hình hóa và mô phỏng các hệ thống của xe máy lai, và đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng dùng phương pháp mô hình hóa và mô phỏng bằng phần mềm Matlab/Simulink được trình bày. Kết quả mô phỏng theo các chu trình chạy thử ECE – R40 và Japan 10 Mode cho thấy xe sau khi cải tạo có thể hoạt động không thua kém xe nền. Trong khi mức tiêu hao nhiên liệu trong trường hợp nửa tải là 2.398 lít/100km cho xe cải tạo sử dụng bộ nguồn gồm 4 ắc quy CSB-EVX12300 12V 30Ah mắc nối tiếp (xe 1) và 2.096 lít/100km đối xe cải tạo sử dụng bộ nguồn gồm 15 pin Li-ion Prismatic Pouch Cell 3.2V 30Ah mắc nối tiếp (xe 2). Khi xe gắn máy di chuyển hoàn toàn bằng năng lượng tích trữ trong bộ nguồn ở một lần sạc nhờ khối plug-in, xe 1 đi được quãng 25.023km, trong khi xe 2 là 42.228km. Cả hai phương án cải tạo trên đều giúp tiết kiệm nhiên nhiệu hơn so với xe nền với 2.447 lít/100km, do dung lượng bộ nguồn thấp dẫn đến việc tiết kiệm nhiên liệu giảm không đáng kể. Do đó, tác giả tiếp tục nghiên cứu chọn bộ nguồn gồm 15 pin Li-ion Phosphate 3.2V – 60Ah mắc nối tiếp và kết quả thu được mức tiêu hao nhiên liệu chỉ 1.209lít/100km, trong khi quãng đường di chuyển tối đa cho một lần sạc là 83.565km. Từ các kết quả trên cho thấy việc cải tạo xe máy thành xe máy lai 02 bánh kiểu nối tiếp sử dụng bộ nguồn gồm 15 pin Li-ion Phosphate 3.2V – 60Ah mắc nối tiếp là rất khả thi. Từ khóa: Xe máy hybrid, hybrid nối tiếp, Honda Lead, Matlab/Simulink, Mô hình hóa, Mô phỏng. 1.Giới thiệu nguồn động lực sử dụng động cơ đốt Vấn đề tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô trong (ICE - Internal Combustion nhiễm môi trường và giảm sự phụ thuộc Engine) mang tính cấp thiết đòi hỏi vào nguôn nhiên liệu hóa thạch của các những giải pháp phát triển bền vững từ 1 TC KH&CN- BDU, VOL.4 № 2/2021 Phạm Anh Tuấn và cộng sự các nhà thiết kế và chế tạo xe cơ giới nay hầu hết được sạc tại nhà hoặc tại nói chung và xe gắn máy nói riêng. Các các trung tâm mua sắm lớn. Do đó, xe nghiên cứu gần đây cho thấy gần 1/3 gắn máy sử dụng động cơ đốt trong vẫn khí thải nhà kính trên thế giới có nguồn là loại phương tiện giao thông gần như gốc từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa khó có thể thay thế trong thời gian tới. thạch của động cơ đốt trong dùng trên Từ đó cho thấy việc cải tạo xe gắn máy các phương tiện giao thông vận tải [1]. sử dụng động cơ đốt trong thành xe gắn Ở các thành phố lớn của Việt Nam, do máy hybrid là một phương án khả thi không gian hạn chế, mật độ dân số cao, nhất hiện nay. cùng với chi phí kinh tế và tính tiện lợi Trong quá trình hoạt động thực tế, do cao hơn các phương tiện khác nên xe sự tăng tốc, giảm tốc, lên dốc và xuống máy là phương tiện cá nhân phổ biến dốc diễn ra thường xuyên, công suất tải nhất. Nguồn phát thải của phương tiện của xe thay đổi một cách ngẫu nhiên. này hiện nay chiếm một phần lớn trong Có thể xem công suất tải này gồm hai tổng phát thải của các phương tiện giao thành phần: Một là công suất trung bình thông [2]. có giá trị không đổi và công suất động Trình độ công nghệ hiện nay ngày học có giá trị trung bình bằng không càng cao và nếu chỉ xét từ góc độ giảm [3]. Bằng cách sử dụng hai nguồn động sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa lực gồm động cơ đốt trong và động cơ thạch và bảo vệ môi trường thì xe chạy điện lần lượt đáp ứng từng thành phần bằng động cơ điện là giải pháp triệt để công suất này, ta duy trì động cơ đốt nhất cho tình trạng ô nhiễm bởi khí thải trong hoạt động ổn định ở vùng hiệu của xe cơ giới hiện nay. Và thực tế hiện suất cao, còn động cơ điện đáp ứng giá nay có hàng loạt mẫu xe gắn máy chạy trị công suất động học thay đổi. Đó là ý bằng điện đã có mặt trên thị trường như tưởng cơ bản cho xe lai xăng - điện nói Vespa Nioshima 2018 trang bị động cơ chung, và xe máy lai xăng - điện trong điện 1000W, Honda Mono trang bị nghiên cứu này nói riêng. Sự kết hợp ưu động cơ điện 1200W, Vinfast Klara điểm của hai nguồn động lực tạo ra từ trang bị động cơ điện 1200W. Nhưng xăng và điện giúp khắc phục nhược một thực tế không thể phủ nhận là hiện điểm tồn tại của mỗi nguồn khi hoạt nay có quá ít những trạm sạc điện cho động riêng rẽ. xe trên thế giới nói chung và tại Việt Các nghiên cứu về xe máy lai 02 Nam nói riêng, trong khi đó cơ sở hạ bánh cũng thu hút được sự quan tâm tầng cũng chưa có khả năng xây dựng của các hãng sản xuất xe máy và các hàng loạt ...