Nghiên cứu phương pháp điều khiển năng lượng cho hệ thống nguồn lai ô tô điện

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRONG Ô TÔ ĐIỆN

1.1. Khái quát về đối tượng nghiên cứu

1.2. Phân loại ô tô điện và các ưu điểm và nhược điểm của ô tô điện

1.3. Khái quát về các thiết bị lưu trữ năng lượng sử dụng trên EVs

1.3.1. Cấu trúc của EVs

1.3.2. Động cơ sử dụng trên EVs

1.3.3. Cấu trúc hệ thống lưu trữ năng lượng

1.3.4. Các bộ biến đổi công suất

1.3.5. Bộ điều khiển trung tâm

1.4. Các phương pháp quản lý năng lượng trong ô tô điện

1.4.1. Các phương pháp dựa trên luật điều khiển

1.4.2. Các phương pháp tối ưu

1.5. Mục tiêu nghiên cứu và giới hạn nội dung nghiên cứu

1.5.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.5.2. Giới hạn nội dung nghiên cứu

1.5.3. Phương pháp nghiên cứu

1.5.4. Kết quả dự kiến

2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG TRONG Ô TÔ ĐIỆN

2.1. Mô hình hóa động lực học ô tô điện

2.2. Mô hình hóa động cơ

2.3. Mô hình hóa ắc quy

2.4. Mô hình hóa siêu tụ điện

2.5. Mô hình hóa bộ DC-DC

2.6. Mô phỏng hệ thống sử dụng phương pháp biểu diễn EMR

2.7. Kết luận chương

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG TRONG Ô TÔ ĐIỆN

3.1. Điều khiển dòng năng lượng cho ô tô điện theo tần số

3.1.1. Lý thuyết Ragone - cơ sở lựa chọn tần số cắt

3.1.2. Một số công bố về áp dụng phương pháp điều khiển dựa trên tần số cho quản lý năng lượng trên ô tô điện

3.1.3. Thiết kế bộ điều khiển năng lượng dựa trên tần số

3.1.4. Mô phỏng hệ thống sử dụng bộ điều khiển năng lượng dựa trên tần số

3.1.5. Đánh giá kết quả

3.2. Điều khiển dòng năng lượng cho ô tô điện bằng phương pháp điều khiển mờ

3.2.1. Khái niệm bộ điều khiển mờ

3.2.2. Một số công bố về áp dụng điều khiển mờ cho quản lý năng lượng trên ô tô điện

3.2.3. Thiết kế bộ điều khiển mờ cho quản lý năng lượng

3.2.4. Mô phỏng hệ thống sử dụng bộ điều khiển mờ

3.2.5. Đánh giá kết quả

3.3. Thiết kế bộ điều khiển mờ kết hợp bộ lọc thông thấp

3.4. Điều khiển dòng năng lượng cho ô tô điện bằng phương pháp quy hoạch động

3.4.1. Lý thuyết phương pháp quy hoạch động

3.4.2. Một số công bố về áp dụng phương pháp quy hoạch động cho quản lý năng lượng trên ô tô điện

3.4.3. Triển khai phương pháp quy hoạch động cho quản lý năng lượng trên ô tô điện

3.4.4. Đánh giá kết quả

3.5. Giải bài toán tối ưu đơn mục tiêu bằng phương pháp biến phân

4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG THỜI GIAN THỰC CHO HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG TRONG Ô TÔ ĐIỆN

4.1. Khái niệm mô phỏng thời gian thực trong ngành công nghiệp ô tô

4.2. Phân loại mô phỏng HIL trong các hệ thống có sử dụng truyền động điện

4.3. Xây dựng hệ thống mô phỏng HIL cấp tín hiệu (Signal level HIL simulation) trên cơ sở bộ HIL 402 của hãng Typhoon

4.4. Xây dựng mô hình mô phỏng HIL thu nhỏ (Reduced-Scale HIL Simulation)

Các đóng góp của luận án

Các hạn chế của luận án

Hướng nghiên cứu tiếp theo

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về hệ thống nguồn lai ô tô điện

Hệ thống nguồn lai ô tô điện, hay còn gọi là hệ thống nguồn lai, là sự kết hợp giữa các nguồn năng lượng khác nhau nhằm tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu tác động môi trường. Trong bối cảnh hiện nay, ô tô điện đang trở thành xu hướng chính trong ngành công nghiệp ô tô. Việc sử dụng năng lượng tái tạo và các công nghệ tiên tiến như công nghệ hybrid giúp cải thiện hiệu suất và giảm lượng khí thải. Hệ thống này thường bao gồm pin điện và siêu tụ điện, cho phép tối ưu hóa việc lưu trữ và sử dụng năng lượng. Theo nghiên cứu, việc kết hợp giữa năng lượng điện và năng lượng tái tạo không chỉ giúp tăng cường hiệu suất mà còn kéo dài tuổi thọ của các thiết bị lưu trữ năng lượng.

1.1. Cấu trúc và hoạt động của hệ thống nguồn lai

Cấu trúc của hệ thống điện ô tô bao gồm nhiều thành phần như động cơ, bộ điều khiển trung tâm, và các thiết bị lưu trữ năng lượng. Mỗi thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và phân phối năng lượng. Bộ điều khiển trung tâm có nhiệm vụ điều phối năng lượng giữa pin điện và siêu tụ điện, đảm bảo rằng năng lượng được sử dụng một cách hiệu quả nhất. Việc tối ưu hóa hiệu suất năng lượng trong hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao trải nghiệm người dùng.

II. Phương pháp điều khiển năng lượng

Các phương pháp điều khiển năng lượng cho hệ thống nguồn lai ô tô điện được chia thành hai nhóm chính: phương pháp dựa trên luật điều khiển và phương pháp tối ưu hóa. Phương pháp dựa trên luật điều khiển thường sử dụng các quy tắc đơn giản để điều chỉnh dòng năng lượng, trong khi phương pháp tối ưu hóa sử dụng các thuật toán phức tạp để tìm ra giải pháp tối ưu nhất. Việc áp dụng các phương pháp điều khiển này giúp cải thiện hiệu suất năng lượng và kéo dài tuổi thọ của pin điện. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng phương pháp điều khiển mờ có thể mang lại kết quả khả quan trong việc quản lý năng lượng, đặc biệt trong các tình huống không chắc chắn.

2.1. Phương pháp điều khiển dựa trên luật

Phương pháp điều khiển dựa trên luật thường dựa vào kinh nghiệm và kiến thức của người thiết kế. Các quy tắc được xây dựng để điều chỉnh dòng năng lượng giữa pin điện và siêu tụ điện. Mặc dù phương pháp này dễ áp dụng và có thể điều khiển trong thời gian thực, nhưng nó không đảm bảo đạt được kết quả tối ưu. Việc sử dụng công nghệ xanh trong các phương pháp này giúp giảm thiểu tác động đến môi trường, đồng thời nâng cao hiệu suất của hệ thống.

2.2. Phương pháp tối ưu hóa

Phương pháp tối ưu hóa sử dụng các công cụ toán học để tìm ra giải pháp tối ưu cho việc quản lý năng lượng. Các phương pháp này thường yêu cầu mô hình hóa chính xác và có thể phức tạp trong việc triển khai. Tuy nhiên, chúng có khả năng đạt được kết quả tối ưu toàn cục, điều này rất quan trọng trong việc tối đa hóa tuổi thọ của pin điện. Việc áp dụng quy hoạch động và biến phân trong nghiên cứu này cho thấy tiềm năng lớn trong việc cải thiện hiệu suất năng lượng của hệ thống nguồn lai.

III. Đánh giá và ứng dụng thực tiễn

Đánh giá hiệu suất của các phương pháp điều khiển năng lượng cho hệ thống nguồn lai ô tô điện cho thấy rằng việc áp dụng các công nghệ mới có thể mang lại nhiều lợi ích. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng siêu tụ điện kết hợp với pin điện không chỉ giúp tăng cường khả năng thu hồi năng lượng mà còn cải thiện hiệu suất năng lượng tổng thể. Việc tối ưu hóa quản lý năng lượng có thể giúp giảm thiểu chi phí vận hành và kéo dài tuổi thọ của các thiết bị lưu trữ năng lượng. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.

3.1. Ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô

Các ứng dụng của hệ thống nguồn lai trong ngành công nghiệp ô tô đang ngày càng trở nên phổ biến. Nhiều nhà sản xuất ô tô đã bắt đầu áp dụng các công nghệ này để cải thiện hiệu suất và giảm thiểu khí thải. Việc sử dụng công nghệ hybrid không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu mà còn nâng cao trải nghiệm lái xe. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa quản lý năng lượng có thể giúp các nhà sản xuất ô tô đạt được các tiêu chuẩn về môi trường và tiết kiệm chi phí sản xuất.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu các phương pháp điều khiển năng lượng cho hệ thống nguồn lai ô tô điện