Ứng dụng Matlab Simulink trong mô phỏng điều khiển xe hybrid

Đề tài "Ứng dụng Matlab Simulink trong mô phỏng điều khiển xe hybrid" nhằm tìm hiểu về giải pháp sử dụng ô tô lai (Hybrid). Với mong muốn tìm hiểu và nghiên cứu kỹ hơn, nhóm em đã thực hiện đề tài: Ứng dụng Matlab Simulink trong mô phỏng điều khiển xe Hybrid. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng Matlab Simulink trong mô phỏng điều khiển xe hybrid ỨNG DỤNG MATLAB SIMULINK TRONG MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN XE HYBRID Nguyễn Quốc Huy*, Phạm Đức Thắng, Lê Quốc Việt Viện Kỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Đỗ Nhật TrườngTÓM TẮTNgày nay, sự cần thiết về nhu cầu đi lại và vân chuyển hàng hóa đang rất lớn, kéo theo sự phát triểncủa các phương tiện giao thông để đáp ứng được nhu cầu của thị trường. Tuy nhiên, phương tiện giaothông càng đông đúc sẽ đi kèm với ô nhiễm môi trường càng nặng, nguồn tài nguyên dầu mỏ cạn kiệtvà giá nhiên liệu tăng cao. Vì vậy, xu hướng cải tiến và chế tạo ô tô để giảm ô nhiễm môi trường vàtiêu hao nhiên liệu là điều cấp thiết. Có nhiều giải pháp cải tiến trong những năm gần đây như là sửdụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ô tô: LPG, khí thiên nhiên, điện, năng lượng mặt trời,ô tô lai (Hybrid)... Trong bài nghiên cứu khoa học này, nhóm chúng em sẽ tìm hiểu về giải pháp sửdụng ô tô lai (Hybrid). Với mong muốn tìm hiểu và nghiên cứu kỹ hơn, nhóm em đã thực hiện đề tài:Ứng dụng Matlab Simulink trong mô phỏng điều khiển xe Hybrid với sự hướng dẫn của ThS. Đỗ NhậtTrường. Trong bài nghiên cứu khoa học, đối tượng mà em hướng đến là thiết kế và mô phỏng sơ đồđiều khiển của một chiếc xe lai kiểu song song bằng phần mềm Matlab Simulink trên chủ thể là xeVios 1.5G 2013 của hãng Toyota với mục tiêu cải tạo một chiếc xe sử dụng động cơ truyền thống thànhmột chiếc xe lai kiểu song song tiết kiệm nhiên liệu hơn.Từ khóa: Hybrid, Ô tô, Nhiên liệu, Nghiên cứu, Ứng dụng Matlab Simulink.1. ĐẶT VẤN ĐỀHiện nay, chúng ta có thể thấy ô tô có mặt khắp nơi, mọi vùng miền của Quốc gia. Theo trang“http:/www.vr.org.vn” đã thống kê cho đến tháng 9/2022 đã có hơn 4.9 triệu ô tô đang được sử dụngtrên cả nước.Chính phủ, Bộ GTVT và UBND các tỉnh, thành phố đã có hàng loạt các giải pháp giảm ô nhiễm môitrường từ khí thải độc hại của ô tô gây ra như: ban hành các thông tư nghị định về tiêu chuẩn khí thải,xây dựng cơ sở hạ tầng di chuyển bằng ô tô công cộng. Đặc biêt, thật tự hào khi Công ty Cổ phần sảnxuất và kinh doanh Vinfast đã cho ra đời các mẫu xe điện VF 5 Plus, VF e34, VF 8 và VF 9 đã gópphần cải thiện ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên trong bối cảnh thực tế ở giai đoạn đầu phát triển ô tôsạch, việc trang bị phủ khắp cơ sở hạ tầng để phục vụ cho ô tô điện còn nhiều trở ngại và khó khăn. Thìcó lẽ ô tô kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện được coi là phù hợp nhất ở giai đoạn này,nhằm đáp ứng tính khắt khe môi trường đô thị và tính nguy cơ cạn kiệt nhiên liệu.Tác giả của đề tài “Nghiên cứu xây dựng giải thuật xác định quỹ đạo phối hợp công suất tối ưu trong xeHybrid” Nguyễn Hoàng Mai Nghiên cứu xây dựng thuật toán tối ưu điều khiển tỉ số phân chia công 231suất để nâng cao chất lượng điều khiển quá trình chuyển động của xe Hybrid và nghiên cứu mô hìnhbài toán hàm mục tiêu tối ưu quá trình điều khiển để cực tiểu tiêu hao nhiên liệu.Tác giả của cuốn sách “Kỹ Thuật ô tô Hybrid” TS. Nguyễn Văn Tụy đã trình bày đầy đủ cơ sở lýthuyết và tính toán thiết kế hệ thống truyền lực xe Hybrid.Dựa vào đó, nhóm em có thể tham khảo và nghiên cứu khảo lược về đề tài “Ứng dụng matlabsimulinktrong mô phỏng điều khiển xe Hybrid” với mục tiêu của đề tài là hướng đến thiết kế và môphỏng sơ đồ điều khiển của một chiếc xe lai kiểu song song bằng phần mềm Matlab Simulink trên chủthể là xe Vios 1.5G 2013 của hãng Toyota.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HYBRID BẰNGMATLAB SIMULINK2.1 Cơ sở lý thuyếtXe Hybrid được phân thành ba loại chính: xe lai kiểu nối tiếp, xe lai kiểu song song, xe lai kiểu hỗnhợp. Trong đề tài này, chúng ta nghiên cứu về hệ thống hybrid kiểu song song.Sơ đồ điều khiển tổng quát của hệ thống truyền lực Hybrid kiểu song song được thể hiện ở “hình 1”gồm bộ điều khiển xe, điều khiển động cơ, điều khiển motor điện, điều khiển phanh cơ khí. Bộ điềukhiển xe thu thập dữ liệu từ người lái xe và tất cả các thiết bị và gửi tín hiệu điều khiển đến các thiết bịđiều khiển, điều khiển cục bộ. Mỗi thiết bị điều khiển sẽ điều khiển các hoạt động của các thiết bịtương ứng để đáp ứng yêu cầu của hệ thống truyền lực. Hình 1: Sơ đồ điều khiển tổng quát của hệ thống truyền lực Hybrid kiểu song song2.2 Xây dựng hệ thống điều khiển Hybrid bằng Matlab Simukink 232 Hình 2: Sơ đồ điều khiển của một chiếc xe lai kiểu song song dưới dạng SimulinkSơ đồ điều khiển thể hiện sự liên kết giữa các khối. Sơ đồ được chia làm 4 phần chính:- Khối đầu vào (Driver): các đặc tính của các chu trình thử (FPT_Highway, ECE_R15) và các tín hiệuyêu cầu của người lái (tốc độ, tay số) sẽ được xử lí. - Khối điều kh ...