I. Mô hình bánh đà siêu tốc và hệ thống phanh tái tạo năng lượng ô tô
Nghiên cứu tập trung vào mô hình bánh đà siêu tốc như một giải pháp tích trữ năng lượng trong hệ thống phanh tái tạo năng lượng ô tô. Phanh tái tạo thu hồi năng lượng động học bị mất trong quá trình phanh, chuyển đổi thành năng lượng khác để tái sử dụng, góp phần giảm tiêu thụ nhiên liệu và tạo ra công nghệ xanh ô tô. Ô tô điện và xe hybrid là những ứng dụng tiềm năng. Hiệu suất năng lượng ô tô được cải thiện nhờ khả năng tái sử dụng năng lượng phanh. Quản lý năng lượng ô tô trở nên hiệu quả hơn. Nghiên cứu mô phỏng và phân tích số được sử dụng rộng rãi để đánh giá hiệu quả của mô hình.
1.1 Tổng quan về hệ thống phanh tái tạo năng lượng
Vấn đề nhiên liệu hóa thạch cạn kiệt và ô nhiễm môi trường thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng phanh tái tạo năng lượng. Hệ thống phanh tái tạo năng lượng (RBS) thu hồi năng lượng mất trong quá trình phanh, giảm thiểu lãng phí năng lượng. Tái tạo năng lượng ô tô có nhiều dạng tích trữ: ắc quy điện, bánh đà, lò xo cuộn, thủy lực, khí nén, tụ điện. Ô tô điện và xe hybrid hiện đại thường tích hợp RBS. Mục tiêu là nâng cao hiệu suất năng lượng ô tô và giảm phát thải. Nghiên cứu khoa học về RBS hướng đến giải pháp tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường. Cơ cấu lò xo cuộn, hệ thống tích trữ năng lượng thủy lực HHV là hai ví dụ được nghiên cứu. Vật liệu bánh đà cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét. Thiết kế bánh đà cần đảm bảo độ bền và hiệu suất cao.
1.2 Mô hình bánh đà siêu tốc Nguyên lý hoạt động và thiết kế
Mô hình bánh đà siêu tốc hoạt động dựa trên nguyên lý bảo toàn năng lượng. Năng lượng động học của xe trong quá trình phanh được chuyển đổi thành năng lượng quay của bánh đà. Bánh đà năng lượng quay với tốc độ cao, tích trữ năng lượng. Khi tăng tốc, năng lượng được giải phóng, hỗ trợ động cơ. Vật liệu bánh đà cần có độ bền cao, chịu được lực ly tâm lớn. Thiết kế bánh đà bao gồm việc lựa chọn vật liệu, hình dạng, kích thước tối ưu. Mô phỏng bánh đà được thực hiện để đánh giá hiệu suất, độ bền. Nghiên cứu mô phỏng giúp tối ưu hóa thiết kế. Quản lý năng lượng trong hệ thống cần được kiểm soát chặt chẽ. Hiệu suất năng lượng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tốc độ quay, mômen quán tính, ma sát.
1.3 Phân tích hiệu quả và ứng dụng
Phân tích hiệu quả của mô hình bánh đà siêu tốc được thực hiện thông qua mô phỏng và thử nghiệm. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm hiệu suất năng lượng, độ bền, khả năng tích trữ năng lượng, chi phí. Giải thuật tối ưu hóa được sử dụng để nâng cao hiệu quả. Ứng dụng thực tiễn của mô hình bánh đà siêu tốc trong hệ thống phanh tái tạo năng lượng ô tô hướng đến giảm tiêu thụ nhiên liệu, bảo vệ môi trường. An toàn ô tô cũng là một yếu tố cần xem xét trong thiết kế và ứng dụng. Xu hướng công nghệ ô tô hiện đại đang hướng đến các giải pháp bền vững. Kỹ thuật ô tô liên tục được phát triển để tăng hiệu quả của hệ thống. Điện tử công suất đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển hệ thống.
