Luận Văn Thạc Sĩ: Nghiên Cứu Mô Hình Hóa và Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Xe Lai

• Tác giả: Huỳnh Thịnh
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Văn Trạng
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh
• Đề tài: Mô Hình Hóa và Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Xe Lai
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• CẢM TẠ
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
• 1.2.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.2.2. Nhiệm vụ của đề tài
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết
• 1.4.2. Phương pháp toán học
• 1.4.3. Phương pháp mô hình hóa
• 1.4.4. Phương pháp thực nghiệm
• 1.4.5. Tình hình nghiên cứu đề tài trong và ngoài nước
• 1.4.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.4.5.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG XE HYBRID
• 2.1. Khái niệm xe hybrid
• 2.2. Cấu trúc hệ thống truyền lực hybrid xăng – điện
• 2.2.1. Truyền lực hybrid điện nối tiếp
• 2.2.2. Truyền lực hybrid điện song song
• 2.2.3. Truyền lực hybrid điện phức hợp
• 2.2.4. Plug – in hybrid
• 2.3. Các thành phần của hệ thống truyền lực và hệ thống lưu trữ năng lượng xe hybrid xăng – điện
• 2.3.1. Hệ thống lưu trữ năng lượng
• 2.3.2. Nguồn công suất chính
• 2.3.3. Bộ điều khiển điện tử
• 2.3.4. Phương pháp cải tạo xe nền Honda Lead 110cc thành xe máy hybrid xăng – điện
• 2.4. Cơ sở lý thuyết về mô hình hóa và mô phỏng
• 2.4.1. Các khái niệm cơ bản về mô hình hóa và mô phỏng
• 2.4.2. Vai trò của phương pháp mô hình hóa hệ thống
• 2.4.3. Phân loại mô hình hóa hệ thống
• 2.4.4. Phương pháp mô phỏng
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA XE MÁY HYBRID XĂNG – ĐIỆN VÀ MÔ PHỎNG VỚI THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT RULE – BASED CONTROL
• 3.1. Mô hình hóa người lái
• 3.2. Mô hình hóa động cơ đốt trong và hệ thống truyền lực
• 3.3. Mô hình hóa động cơ điện
• 3.4. Mô hình hóa hệ thống lưu trữ năng lượng
• 3.5. Mô hình hóa động lực học thân xe
• 3.6. Mô hình hóa bộ điều khiển phân phối công suất kiểu Rule – based control
• 3.7. Mô phỏng xe máy hybrid với bộ điều khiển dùng Rule – based control
• 4. CHƯƠNG 4: TỐI ƯU HÓA THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT
• 4.1. Phương pháp quy hoạch động
• 4.2. Phương pháp quy hoạch động giải bài toán tối ưu rời rạc
• 4.2.1. Bài toán điều khiển tối ưu hóa động rời rạc
• 4.2.2. Phương pháp quy hoạch động giải bài toán điều khiển tối ưu rời rạc
• 4.3. Ứng dụng phương pháp quy hoạch động giải bài toán tối ưu phân phối công suất xe máy plug – in hybrid xăng – điện
• 4.3.1. Bài toán tối ưu hóa phân phối công suất xe máy plug – in hybrid xăng – điện theo một quá trình chạy biết trước
• 4.3.2. Bài toán tối ưu hóa điều khiển phân phối công suất xe máy plug – in hybrid
• 4.4. Mô phỏng xe máy hybrid với thuật toán phân phối công suất tối ưu
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Khuyến nghị và hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: MÔ HÌNH VÀ CODE TRONG CHƯƠNG TRÌNH MATLAB/SIMULINK
• PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG CÁC BẢNG TRA SỐ LIỆU

I. Tổng quan về Mô Hình Hóa và Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Xe Lai

Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống truyền lực xe lai là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô hiện đại. Xe lai, với sự kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện, đang trở thành xu hướng phát triển bền vững. Việc áp dụng các phương pháp mô hình hóa giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu khí thải. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc xây dựng mô hình toán học và mô phỏng hoạt động của hệ thống truyền lực xe lai.

1.1. Khái niệm về Mô Hình Hóa Hệ Thống Truyền Lực

Mô hình hóa hệ thống truyền lực là quá trình xây dựng các mô hình toán học để mô phỏng hoạt động của các thành phần trong hệ thống. Điều này bao gồm việc phân tích động cơ, hộp số và các bộ phận khác để hiểu rõ hơn về cách chúng tương tác với nhau.

1.2. Tầm quan trọng của Mô Phỏng trong Nghiên Cứu Xe Lai

Mô phỏng cho phép các nhà nghiên cứu kiểm tra và tối ưu hóa các thiết kế mà không cần phải chế tạo nguyên mẫu vật lý. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời cung cấp những hiểu biết sâu sắc về hiệu suất của xe lai.

II. Vấn đề và Thách thức trong Mô Hình Hóa Hệ Thống Truyền Lực Xe Lai

Mặc dù mô hình hóa và mô phỏng mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác của mô hình, sự phức tạp trong việc mô phỏng các điều kiện thực tế và khả năng tích hợp các công nghệ mới là những yếu tố cần được xem xét.

2.1. Độ Chính Xác của Mô Hình

Độ chính xác của mô hình là yếu tố quyết định đến kết quả mô phỏng. Việc lựa chọn các tham số và điều kiện mô phỏng không chính xác có thể dẫn đến những sai lệch lớn trong kết quả.

2.2. Tích Hợp Công Nghệ Mới

Công nghệ xe lai đang phát triển nhanh chóng, và việc tích hợp các công nghệ mới vào mô hình hóa là một thách thức lớn. Các nhà nghiên cứu cần cập nhật thường xuyên để đảm bảo mô hình phản ánh đúng thực tế.

III. Phương Pháp Mô Hình Hóa Hệ Thống Truyền Lực Xe Lai Hiệu Quả

Để mô hình hóa hệ thống truyền lực xe lai, nhiều phương pháp khác nhau có thể được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm mô hình hóa động lực học, mô hình hóa điện và mô hình hóa điều khiển. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

3.1. Mô Hình Hóa Động Lực Học

Mô hình hóa động lực học tập trung vào việc phân tích các lực tác động lên xe trong quá trình vận hành. Điều này giúp hiểu rõ hơn về cách xe hoạt động trong các điều kiện khác nhau.

3.2. Mô Hình Hóa Hệ Thống Điện

Mô hình hóa hệ thống điện là cần thiết để phân tích hiệu suất của động cơ điện và hệ thống lưu trữ năng lượng. Việc này giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm thiểu tổn thất.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Mô Hình Hóa và Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Xe Lai

Mô hình hóa và mô phỏng không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn trong ứng dụng thực tiễn. Các kết quả từ mô phỏng có thể được sử dụng để cải tiến thiết kế xe lai, nâng cao hiệu suất và giảm thiểu khí thải.

4.1. Cải Tiến Thiết Kế Xe Lai

Các kết quả mô phỏng giúp các nhà thiết kế nhận diện các vấn đề trong thiết kế và đưa ra các giải pháp cải tiến. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

4.2. Đánh Giá Hiệu Suất Năng Lượng

Mô phỏng cho phép đánh giá hiệu suất năng lượng của xe lai trong các điều kiện vận hành khác nhau. Điều này giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm thiểu khí thải.

V. Kết Luận và Tương Lai của Mô Hình Hóa Hệ Thống Truyền Lực Xe Lai

Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống truyền lực xe lai là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, tương lai của xe lai hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến về hiệu suất và giảm thiểu tác động đến môi trường.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Xe Lai

Công nghệ xe lai đang phát triển nhanh chóng với nhiều cải tiến về hiệu suất và tính năng. Các nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa các hệ thống truyền lực và nâng cao hiệu quả năng lượng.

5.2. Tác Động Đến Môi Trường

Việc phát triển xe lai không chỉ giúp giảm thiểu khí thải mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường. Các nghiên cứu cần tiếp tục để đảm bảo rằng xe lai sẽ trở thành một phần quan trọng trong tương lai giao thông bền vững.