Ứng dụng MATLAB/SIMULINK trong mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trên xe hybrid song song - chuỗi

• Tác giả: Hồ Khánh Đạt
• Người hướng dẫn: Nguyễn Văn Long Giang, PhD
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Automotive Engineering
• Đề tài: Mô Phỏng Tiêu Thụ Nhiên Liệu Trên Xe Hybrid Song Song - Chuỗi Bằng MATLAB/SIMULINK
• Loại tài liệu: graduation project
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• Disclaimer
• Acknowledgements
• Table of Contents
• 1. CHAP 1: INTRODUCTION
• 1.1. Overview of Topic
• 1.2. The reason to choose this topic
• 1.3. Object and scope of the study
• 1.4. Some related research
• 1.5. Overview of HEV
• 1.6. Working Principle of Hybrid Vehicle
• 1.7. Types of tranmission
• 1.8. Series – Parallel Hybrid
• 1.9. Comparing Hybrid Vehicle with ICE Vehicle
• 1.10. Hybrid Vehicles in Viet Nam and The World
• 2. CHAP 2: THEORITICAL BASIC OF SERIES-PARALLEL HYBRID SYSTEM
• 2.1. The components of Series-Parallel Hybrid vehicle system
• 2.2. 2AZ-FXE engine
• 2.3. MG1 and MG2. Power Split Device
• 2.4. Motor Speed Reduction Planetary Gear
• 2.5. DC-DC Converter
• 2.6. Cooling Fan Control for HV Battery
• 2.7. Sealed Nickel Metal Hydride Battery
• 2.8. Battery Smart Unit
• 2.9. THS ECU Control
• 2.10. Auxiliary Battery Charging Control
• 2.11. Inverter Assembly Control
• 2.12. Skid Control ECU Control
• 2.13. Operation mode of serries-parallel hybrid vehicle
• 2.14. Selection of simulation methods to study the Series – Parallel Hybrid Vehicles
• 2.15. The simulation method involves establishing a mathematical model to simulate the operation of a hybrid powertrain system with a Series - Parallel configuration. Simulation with specialized software
• 3. Chapter 3: Modeling and Simulation HEV with MATLAB/Simulink software
• 3.1. MATLAB/Simulink software
• 3.2. Modeling Series – Parallel HEV
• 3.3. Internal Combustion Engine
• 3.4. Power Split Device
• 4. Chapter 4: MATLAB SIMULATION RESULTS
• 4.1. Vehicle simulation parameters
• 4.2. Driving cycle test
• 4.3. The UN/ECE Extra-Urban Driving Cycle (Low Powered Vehicles) is an alternative for Low-Powered Vehicles
• 4.4. The Highway Fuel Economy Driving Schedule (HWFET)
• 4.5. 15 Mode Driving Schedule for Exhaust Measurement and Fuel Economy Test Procedure
• 4.6. Results of simulation
• 4.7. Results of the UN/ECE Extra-Urban Driving Cycle (Low Powered Vehicles)
• 4.8. Results of the Highway Fuel Economy Driving Schedule
• 4.9. Results of the Japanese 10.15 Mode Driving Schedule
• 4.10. Comparing fuel efficiency
• 4.11. Research and Development Directions
• List of Figures
• List of Tables
• List of acronyms
• Abstract

I. Tổng quan về mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trên xe hybrid song song

Mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trên xe hybrid song song là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Xe hybrid song song kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện, giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu. Việc sử dụng phần mềm MATLAB/SIMULINK để mô phỏng giúp các kỹ sư có thể phân tích và tối ưu hóa các thông số kỹ thuật của xe, từ đó đưa ra các giải pháp hiệu quả hơn cho việc tiết kiệm nhiên liệu.

1.1. Lý do chọn chủ đề mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu

Sự gia tăng ô nhiễm môi trường và nhu cầu tiết kiệm nhiên liệu đã thúc đẩy nghiên cứu về xe hybrid. Mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của hệ thống hybrid và tìm ra các giải pháp tối ưu.

1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào mô hình xe hybrid song song và ứng dụng MATLAB/SIMULINK để mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trong các điều kiện lái xe khác nhau.

II. Thách thức trong mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trên xe hybrid

Mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trên xe hybrid song song gặp nhiều thách thức, bao gồm việc xác định các thông số kỹ thuật chính xác và xây dựng mô hình động lực học phức tạp. Các yếu tố như trọng lượng xe, điều kiện lái xe và hiệu suất của động cơ đều ảnh hưởng đến kết quả mô phỏng. Việc tối ưu hóa các thông số này là rất cần thiết để đạt được kết quả chính xác.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu thụ nhiên liệu

Trọng lượng xe, kiểu dáng khí động học và điều kiện đường xá là những yếu tố chính ảnh hưởng đến tiêu thụ nhiên liệu. Việc phân tích các yếu tố này giúp cải thiện hiệu suất của xe hybrid.

2.2. Khó khăn trong việc xây dựng mô hình động lực học

Xây dựng mô hình động lực học cho xe hybrid song song yêu cầu kiến thức sâu rộng về cơ khí và điện tử. Việc tích hợp các thành phần khác nhau trong mô hình cũng là một thách thức lớn.

III. Phương pháp mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu bằng MATLAB SIMULINK

MATLAB/SIMULINK là công cụ mạnh mẽ cho việc mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trên xe hybrid song song. Phương pháp này cho phép xây dựng mô hình động lực học chi tiết, từ đó phân tích hiệu suất và tối ưu hóa tiêu thụ nhiên liệu. Việc sử dụng các khối mô hình trong SIMULINK giúp dễ dàng điều chỉnh và kiểm tra các thông số khác nhau.

3.1. Xây dựng mô hình động lực học trong MATLAB

Mô hình động lực học được xây dựng bằng cách sử dụng các khối mô hình trong MATLAB, cho phép mô phỏng các thành phần như động cơ, hộp số và hệ thống truyền động.

3.2. Phân tích kết quả mô phỏng

Sau khi hoàn thành mô hình, việc phân tích kết quả mô phỏng giúp xác định các thông số tối ưu cho tiêu thụ nhiên liệu, từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trên xe hybrid

Mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trên xe hybrid song song không chỉ giúp cải thiện hiệu suất của xe mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc thiết kế và phát triển xe mới. Các nhà sản xuất ô tô có thể sử dụng kết quả mô phỏng để tối ưu hóa thiết kế và giảm thiểu chi phí sản xuất.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ mô phỏng

Các nghiên cứu cho thấy mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu của xe hybrid, từ đó giảm thiểu khí thải và bảo vệ môi trường.

4.2. Tác động đến ngành công nghiệp ô tô

Việc áp dụng mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu giúp các nhà sản xuất ô tô phát triển các sản phẩm thân thiện với môi trường hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu

Mô phỏng tiêu thụ nhiên liệu trên xe hybrid song song là một công cụ quan trọng trong việc phát triển công nghệ ô tô hiện đại. Với sự phát triển của công nghệ, các mô hình mô phỏng sẽ ngày càng chính xác và hiệu quả hơn, mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp ô tô.

5.1. Tương lai của xe hybrid và công nghệ mô phỏng

Công nghệ mô phỏng sẽ tiếp tục phát triển, giúp tối ưu hóa hiệu suất của xe hybrid và giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu trong tương lai.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải thiện các mô hình mô phỏng và áp dụng các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa tiêu thụ nhiên liệu.