Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp ô tô toàn cầu đang trải qua giai đoạn chuyển dịch công nghệ từ các phương tiện sử dụng động cơ đốt trong sang các dòng xe điện hóa nhằm giải quyết tình trạng ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu do khí thải nhà kính (CO₂, NOₓ, CO, hợp chất hữu cơ bay hơi VOCs). Xe thuần điện (Battery Electric Vehicle - BEV) mang lại ưu thế vượt trội về hiệu suất chuyển hóa năng lượng, loại bỏ hoàn toàn phát thải trực tiếp tại ống xả và có khả năng tương thích cao với các nguồn năng lượng tái tạo. Trong hệ thống truyền động xe điện hiện đại, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (Permanent Magnet Synchronous Motor - PMSM) ngày càng được ứng dụng phổ biến nhờ mật độ công suất cao, mô men xoắn khởi động lớn, dải điều khiển tốc độ rộng và hiệu suất vận hành tối ưu hơn so với động cơ một chiều (DC) hay động cơ không đồng bộ (IM). Tuy nhiên, việc điều khiển chính xác mô men và tốc độ của động cơ PMSM dưới sự tác động phức tạp của các lực cản động lực học chuyển động thực tế đòi hỏi các giải thuật điều khiển phi tuyến tiên tiến.

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu tính toán điều khiển động lực học xe điện" được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Đăng Khoa và Nguyễn Hữu Toàn (ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh) dưới sự hướng dẫn của Th.S Lê Thanh Quang nhằm giải quyết bài toán tính toán hoán cải hệ thống động lực và xây dựng mô hình điều khiển đồng bộ giữa động cơ PMSM và thân xe. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được quy định cụ thể gồm 4 nội dung:

  1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, tài liệu, tổng quan về lịch sử phát triển và cấu tạo chung của xe điện.
  2. Tính toán động lực học xe điện, xác định phụ tải và tính chọn thông số kỹ thuật cho động cơ điện và hệ thống pin.
  3. Tìm hiểu sâu về động cơ PMSM và ứng dụng phương pháp điều khiển tựa từ thông (Field Oriented Control - FOC) cho bài toán động lực học xe điện.
  4. Ứng dụng phần mềm Matlab/Simulink để mô phỏng hệ thống điều khiển động lực học truyền động từ động cơ tới bánh xe.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống truyền động điện sử dụng động cơ PMSM, giải thuật điều khiển FOC kết hợp bộ điều khiển tỷ lệ - tích phân (PI), kỹ thuật điều chế vector không gian (SVPWM), bộ nghịch lưu 6 khóa IGBT và mô hình động lực học chuyển động thẳng của xe điện hoán cải dựa trên nền tảng xe cơ sở Kia Morning 2021. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào mô hình hóa toán học, tính toán thông số kỹ thuật lý thuyết và thực nghiệm mô phỏng số trên môi trường Matlab/Simulink trong dải thời gian ngắn (4 giây) với hai điều kiện vận hành: lý tưởng (không có ngoại lực cản) và thực tế (có ngoại lực cản tổng hợp). Đề tài được triển khai thực hiện từ ngày 07/01/2024 đến tháng 05/2024 tại Bộ môn Động cơ, Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Về khung lý thuyết kỹ thuật, đồ án thiết lập hệ thống cân bằng lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động thẳng, bao gồm lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động $F_k = M_k / r_k$ (với $M_k$ là mô men kéo tại bánh xe, $r_k$ là bán kính làm việc của bánh xe), lực cản lăn $F_f = (Z_1 + Z_2) \cdot f$, lực cản lên dốc $F_i = G \cdot \sin\alpha \approx G \cdot i$, lực cản không khí $F_\omega = K \cdot S \cdot v^2$ (trong đó $S = 0{,}8 \cdot B \cdot H$ đối với xe du lịch) và lực cản quán tính khi gia tốc. Điều kiện chuyển động không trượt quay được đảm bảo qua bất đẳng thức $F_{k\text{max}} \le F_\varphi = \varphi \cdot G_\varphi$.

Đối với hệ thống điều khiển động cơ PMSM, tác giả xây dựng mô hình toán học thông qua các phép biến đổi tọa độ hệ thống điện ba pha:

  • Biến đổi Clarke chuyển đổi hệ tọa độ ba pha tự nhiên $abc$ lệch pha $120^\circ$ sang hệ tọa độ vuông góc cố định stator $\alpha\beta$.
  • Biến đổi Park chuyển đổi từ hệ tọa độ tĩnh $\alpha\beta$ sang hệ tọa độ đồng bộ quay theo từ trường rotor $dq$.

Chiến lược điều khiển vector FOC áp dụng nguyên lý đặt dòng điện trục dọc $i_{sd} = 0$. Do từ thông cực nam châm vĩnh cửu $\Psi_r$ là một hằng số, mô men điện từ $T_e$ của động cơ tỷ lệ thuận trực tiếp với dòng điện trục ngang $i_{sq}$, loại bỏ hiện tượng ghép kênh phi tuyến và giúp điều khiển mô men tương tự như động cơ một chiều kích từ độc lập. Vòng điều khiển kín sử dụng khâu hiệu chỉnh PI để triệt tiêu sai số xác lập của dòng điện ($i_d, i_q$) và tốc độ góc động cơ. Kỹ thuật điều chế vector không gian (SVPWM) được sử dụng để điều khiển nghịch lưu nguồn áp ba pha 6 khóa IGBT thông qua 8 vector trạng thái đóng ngắt ($V_0 - V_7$) trải trên 6 sector, tối ưu hóa biên độ điện áp ra và giảm sóng hài dòng điện so với kỹ thuật điều chế SPWM truyền thống.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa phân tích lý thuyết giải tích và mô phỏng số kỹ thuật. Dữ liệu đầu vào phục vụ tính toán tải trọng, lực cản và thiết kế truyền động được trích xuất từ thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của xe nguyên bản Kia Morning 2021, thông số vật lý của cell pin Lithium-ion 21700 và các hệ số khí động học, cản lăn từ giáo trình kỹ thuật ô tô chuyên ngành.

Đại lượng / Thông số Ký hiệu Giá trị / Đơn vị Ghi chú
Hệ số cản lăn mặt đường nhựa tốt $f$ 0,02 Bảng 3.1
Hệ số cản lăn mặt đường bê tông tốt $f$ 0,15 Bảng 3.1
Hệ số cản không khí xe du lịch $K$ 0,5 $\text{Ns}^2/\text{m}^4$ Bảng 3.2
Diện tích cản gió xe con $S$ $0{,}8 \cdot B \cdot H$ ($\text{m}^2$) Công thức tính gần đúng
Tỷ số truyền hệ thống dẫn động $i_{tl}$ 1 cấp / trực tiếp Phương án thiết kế lựa chọn

Thiết kế hệ thống và mô phỏng kỹ thuật

Trong phần tính toán thiết kế truyền động, đồ án so sánh bốn giải pháp bố trí hệ thống dẫn động trên xe điện:

  1. Dẫn động sử dụng hộp số cơ khí 4 cấp truyền thống kết hợp cụm vi sai.
  2. Dẫn động trực tiếp qua bộ bánh răng truyền lực chính đến bộ vi sai (hộp số giảm tốc 1 cấp).
  3. Dẫn động sử dụng hai động cơ điện đặt song song kết hợp hai cụm vỏ truyền lực riêng biệt.
  4. Dẫn động độc lập bằng hai động cơ điện đặt trực tiếp tại bánh xe.

Đồ án lựa chọn giải pháp dẫn động qua hộp số 1 cấp đến bộ vi sai nhờ tính nhỏ gọn, giảm tổn thất cơ khí và phù hợp với đặc tính mô men xoắn cực đại ngay từ dải tốc độ 0 vòng/phút của động cơ điện PMSM.

Mô hình kỹ thuật được hiện thực hóa hoàn toàn trên môi trường Matlab/Simulink bao gồm các phân hệ chức năng:

  • Khối điều khiển trung tâm (ECU): Tích hợp các thuật toán biến đổi Clarke-Park xuôi/ngược, khối tính toán góc vị trí rotor $\theta$, hai bộ điều khiển dòng điện PI cho trục $d$ và trục $q$, một bộ điều khiển tốc độ PI vòng ngoài và khối thuật toán xác định thời gian đóng ngắt vector xung SVPWM cho từng sector.
  • Khối nghịch lưu nguồn áp (Inverter): Gồm cầu ba pha với 6 khóa bán dẫn IGBT/Diode công suất, tiếp nhận tín hiệu xung cổng kích hoạt từ bộ SVPWM để biến đổi nguồn một chiều (DC) thành dòng ba pha xoay chiều (AC) cấp cho stator.
  • Khối động cơ PMSM: Mô phỏng các phương trình vi phân điện áp, từ thông và chuyển động cơ học của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
  • Khối thân xe (Vehicle Body): Mô phỏng tương tác động lực học giữa bánh xe và mặt đường, tính toán phản lực pháp tuyến lên cầu trước/cầu sau, lực cản lăn, cản dốc, cản không khí và chuyển đổi mô men trục thành vận tốc tịnh tiến của xe.
  • Khối nguồn pin LFP (Lithium Iron Phosphate): Cung cấp điện áp cao áp DC danh định cho biến tần, tích hợp chức năng giám sát trạng thái phóng nạp (SOC) và dòng điện tiêu thụ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về đề tài

Trình bày tính cấp thiết của việc phát triển phương tiện giao thông xanh nhằm cắt giảm phát thải khí nhà kính từ động cơ đốt trong. Khái quát xu hướng chuyển dịch từ động cơ DC sang động cơ PMSM trong ngành công nghiệp ô tô nhờ mật độ công suất và hiệu suất vận hành vượt trội. Xác định rõ mục tiêu nghiên cứu, đối tượng, phạm vi khảo sát, phương pháp tiếp cận tính toán động lực học, ứng dụng giải thuật điều khiển FOC và xây dựng mô hình mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink.

Chương 2: Tổng quan về xe điện

Hệ thống hóa lịch sử phát triển xe điện từ phát minh phương tiện dùng pin của Robert Anderson (năm 1832), các cải tiến pin của Thomas Edison (năm 1888), giai đoạn xe điện chiếm 40% thị phần tại Mỹ (năm 1920) cho đến sự tái sinh mạnh mẽ từ thập niên 1990 nhờ công nghệ pin Lithium-ion. Phân loại 4 cấu trúc xe điện chính: HEV (Hybrid Electric Vehicle - gồm dạng nối tiếp Series và song song Parallel), PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), BEV (Battery Electric Vehicle) và FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle chạy bằng hydro). Phân tích cấu tạo và nguyên lý của các dòng động cơ điện: DC có chổi than, BLDC, IM và PMSM (phân loại theo kết cấu rotor: nam châm bề mặt SPMSM và nam châm đặt bên trong IPMSM). Giới thiệu hệ thống pin cao áp (280V - 800V) quản lý bởi BMS, ắc quy phụ 12V/24V, cấu trúc cổng sạc AC/DC, bộ chuyển đổi DC/DC (dạng Buck và Boost đạt hiệu suất 70% - 90%), bộ biến tần nghịch lưu DC-AC đạt hiệu suất trên 98% và hộp số giảm tốc 1 đến 2 cấp.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán động cơ điện và pin

Xây dựng hệ thống công thức giải tích xác định các lực tác dụng lên ô tô: lực kéo tiếp tuyến $F_k$, lực bám giới hạn $F_\varphi$, lực cản lăn $F_f$, lực cản dốc $F_i$ và lực cản không khí $F_\omega$. Khảo sát 4 giải pháp kết cấu bố trí hệ thống dẫn động trên xe điện. Thực hiện bài toán tính toán phân bố tải trọng lên các trục, xác định trọng tâm xe, tính chọn công suất động cơ điện và tính toán thiết kế khối pin dựa trên cấu trúc các cell pin 21700 nhằm thay thế hệ thống động lực xăng của mẫu xe Kia Morning 2021.

Chương 4: Tổng quan PMSM và ứng dụng phương pháp điều khiển FOC để điều khiển động cơ

Thiết lập phương trình toán học mô tả động cơ PMSM trên hệ trục pha tự nhiên $abc$, hệ tọa độ vuông góc cố định $\alpha\beta$ (Clarke Transform) và hệ tọa độ tựa từ trường quay $dq$ (Park Transform). Phân tích nguyên lý điều khiển vector FOC với điều kiện $i_{sd} = 0$ nhằm tối ưu hóa khả năng sinh mô men điện từ. Trình bày cấu trúc và tiêu chí đánh giá chất lượng của bộ điều khiển PI dòng điện và tốc độ. Đi sâu vào giải thuật điều chế vector không gian SVPWM: phân tích 8 vector điện áp cơ bản ($V_0 - V_7$), cấu trúc 6 sector trên mặt phẳng phức, biểu đồ thời gian đóng ngắt khóa IGBT và chứng minh vùng điều khiển điện áp tuyến tính của SVPWM cao hơn khoảng 15% so với phương pháp Sine PWM.

Chương 5: Mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink

Thiết lập toàn diện sơ đồ khối mô phỏng hệ thống điều khiển động cơ PMSM truyền động tới thân xe trên Matlab/Simulink. Chi tiết hóa từng khối chức năng: ECU điều khiển, chuyển đổi Clark/Park ngược, bộ điều khiển dòng điện, bộ điều khiển tốc độ, khối phân bổ thời gian xung SVPWM, bộ nghịch lưu nguồn áp Inverter 6 van IGBT, khối động cơ PMSM, khối Vehicle Body và khối pin LFP. Tiến hành chạy mô phỏng và xuất đồ thị đáp ứng trong 2 kịch bản: trường hợp 1 (xe vận hành không có ngoại lực) và trường hợp 2 (xe vận hành có ngoại lực cản). Phân tích các thông số động học: mô men điện từ, tốc độ vòng quay rotor, vận tốc xe, đồ thị dòng điện ba pha stator $I_{abc}$, quãng đường di chuyển và độ sụt giảm dung lượng pin trong 4 giây đầu tiên.

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các kết quả đạt được về tính toán động lực học, xây dựng thành công giải thuật FOC kết hợp SVPWM trên Matlab/Simulink và đề xuất các định hướng hoàn thiện mô hình.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành quy trình tính toán hoán cải hệ thống động lực từ xe chạy xăng sang xe thuần điện cho dòng xe cỡ nhỏ Kia Morning 2021. Kết quả tính toán thiết kế xác định các thông số kỹ thuật chính của hệ thống dẫn động điện mới và so sánh trực tiếp với nguyên bản:

Hạng mục thông số Xe cơ sở Kia Morning 2021 (Xăng) Xe thiết kế lại Kia EV (Điện)
Nguồn động lực chính Động cơ đốt trong 1.25L Kappa Động cơ điện đồng bộ PMSM
Nguồn năng lượng lưu trữ Thùng nhiên liệu xăng Cụm khối pin Lithium LFP (Cell 21700)
Hệ thống truyền động Hộp số tự động 4 cấp Hộp số giảm tốc 1 cấp đến vi sai
Bộ biến đổi điều khiển ECU phun xăng điện tử Biến tần Inverter 6 IGBT điều khiển FOC/SVPWM
Nguồn điện hạ áp phụ trợ Ắc quy chì 12V Ắc quy chì 12V qua bộ chuyển đổi DC/DC Buck

Mô phỏng kỹ thuật trên phần mềm Matlab/Simulink đã chứng minh tính ổn định và độ chính xác của giải thuật điều khiển FOC áp dụng cho động cơ PMSM:

  • Trường hợp 1 (Chuyển động lý tưởng, không có ngoại lực): Động cơ sinh mô men xoắn cực đại tức thời ở giai đoạn đầu để tăng tốc phương tiện, sau đó mô men giảm dần và duy trì ổn định khi tốc độ vòng quay động cơ và vận tốc tịnh tiến của xe đạt giá trị xác lập. Đồ thị dòng điện ba pha stator $I_{abc}$ có dạng hình sin đối xứng đồng đều, phản ánh khả năng điều khiển bám dòng chính xác của bộ hiệu chỉnh PI.
  • Trường hợp 2 (Chuyển động thực tế, có ngoại lực cản tổng hợp): Dưới tác động đồng thời của lực cản lăn, cản dốc và cản không khí, hệ thống điều khiển FOC tự động hiệu chỉnh tăng dòng điện $i_{sq}$, duy trì mô men điện từ lớn hơn so với trường hợp 1 để bù đắp các thành phần cản. Kết quả vận tốc xe tăng tuyến tính ổn định, đạt trạng thái cân bằng lực kéo tiếp tuyến và lực cản.
  • Kết quả tiêu thụ năng lượng và động học: Trong chu kỳ khảo sát 4 giây gia tốc, đồ thị hiển thị chi tiết quãng đường di chuyển của xe và sự sụt giảm phần trăm dung lượng pin (SOC) từ cụm pin LFP, thể hiện quá trình xả dòng cao áp cung cấp cho bộ nghịch lưu.

Đóng góp kỹ thuật của đề tài là việc kết hợp hoàn chỉnh giữa lý thuyết động lực học ô tô truyền thống với công nghệ điều khiển truyền động điện hiện đại, xây dựng thành công mô hình mô phỏng liên kết trực tiếp giữa giải thuật điều khiển vector FOC/SVPWM và khối tải trọng thân xe thực tế trên Matlab/Simulink.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Phạm vi mô phỏng động lực học trên phần mềm Matlab/Simulink chỉ thực hiện khảo sát trong khoảng thời gian ngắn (4 giây gia tốc khởi hành), chưa đánh giá toàn diện chu trình lái đầy đủ (như NEDC hay WLTP).
  • Mô hình thân xe (Vehicle Body) mới chỉ tập trung vào chuyển động thẳng dọc trục, chưa khảo sát động lực học quay vòng, hiện tượng trượt ngang hoặc các điều kiện mặt đường có hệ số bám $\varphi$ thay đổi đột ngột giữa các bánh xe.
  • Đồ án dừng lại ở mức độ tính toán lý thuyết và mô phỏng số, chưa có điều kiện thử nghiệm thực tế trên mô hình phần cứng (Hardware-in-the-Loop) hoặc trên xe nguyên mẫu.

Hướng nghiên cứu tiếp được tác giả đề xuất:

  • Mở rộng mô phỏng hệ thống điều khiển động lực học trên các chu trình thử nghiệm tiêu chuẩn quốc tế dài hạn nhằm đánh giá chính xác mức tiêu thụ năng lượng và độ suy hao nhiệt của cụm pin.
  • Nghiên cứu tích hợp các giải thuật điều khiển phi tuyến nâng cao như điều khiển trượt vi sai điện tử (Electronic Differential), thuật toán giảm từ thông (Flux Weakening Control) khi vận hành ở vùng tốc độ cao vượt trên tốc độ cơ bản của PMSM.
  • Triển khai chế tạo mô hình thực nghiệm quy mô nhỏ hoặc kiểm nghiệm giải thuật FOC trên băng thử công suất (Dynamometer) với bộ điều khiển vi xử lý nhúng (DSP/FPGA).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử và Kỹ thuật Điện. Nội dung tài liệu cung cấp nguồn kiến thức hữu ích cho các đề tài nghiên cứu về tính toán hoán cải xe điện, thiết kế truyền động cho phương tiện giao thông xanh và tối ưu hóa giải thuật điều khiển vector.

Các phần có giá trị tham khảo chuyên sâu bao gồm:

  • Quy trình phân tích các lực tác dụng lên phương tiện và phương pháp tính toán quy đổi phụ tải động cơ, lựa chọn pin dựa trên thông số kỹ thuật của xe xăng nguyên bản tại Chương 3.
  • Cơ sở toán học chi tiết về phép biến đổi Clarke, biến đổi Park, nguyên lý FOC đặt $i_{sd} = 0$ và giải thuật điều chế vector không gian SVPWM cho bộ nghịch lưu ba pha tại Chương 4.
  • Phương pháp cấu hình và liên kết các khối chức năng trong môi trường Matlab/Simulink tại Chương 5, đặc biệt là cách ghép nối giữa khối điều khiển thuật toán, mạch nghịch lưu 6 IGBT, động cơ PMSM và khối động lực học thân xe (Vehicle Body).

Câu hỏi thường gặp

Tại sao đồ án lựa chọn động cơ PMSM thay vì động cơ cảm ứng (IM) hay động cơ DC chổi than?

Động cơ DC có chổi than bị hao mòn cơ học do ma sát giữa chổi than và cổ góp, đòi hỏi bảo dưỡng định kỳ và tiềm ẩn nguy cơ phóng tia lửa điện nên ít được dùng làm động cơ kéo chính trên xe điện hiện đại. So với động cơ cảm ứng (IM), động cơ PMSM có từ trường rotor được tạo bởi nam châm vĩnh cửu có giá trị không đổi, mang lại hiệu suất năng lượng cao hơn, kích thước và trọng lượng nhỏ gọn hơn, mật độ mô men xoắn lớn và khả năng điều khiển chính xác mô men xoắn thông qua phương pháp định hướng trường FOC.

Bản chất của chiến lược điều khiển $i_{sd} = 0$ trong giải thuật FOC đối với động cơ PMSM là gì?

Trong hệ tọa độ đồng bộ quay $dq$, mô men điện từ của động cơ PMSM phụ thuộc vào hai thành phần dòng điện $i_{sd}$ (dọc trục) và $i_{sq}$ (ngang trục). Do từ thông cực nam châm $\Psi_r$ là một hằng số, việc đặt dòng điện trục $d$ bằng không ($i_{sd} = 0$) sẽ triệt tiêu hoàn toàn thành phần từ thông phản ứng phần ứng dọc trục, làm cho mô men điện từ sinh ra tỷ lệ thuận trực tiếp với dòng điện trục ngang $i_{sq}$. Điều này giúp việc điều khiển mô men động cơ xoay chiều ba pha trở nên đơn giản, nhanh chóng và tuyến tính tương tự như việc điều khiển dòng phần ứng trên động cơ một chiều.

Phương pháp điều chế vector không gian (SVPWM) có ưu điểm gì nổi bật so với Sine PWM (SPWM)?

Phương pháp SVPWM sử dụng 8 vector điện áp đóng ngắt cơ sở ($V_0 - V_7$) để tổng hợp vector điện áp mong muốn quay liên tục trong không gian 6 sector. So với Sine PWM truyền thống, SVPWM cho phép tận dụng điện áp nguồn một chiều DC cao hơn khoảng 15% ở vùng tuyến tính mà không bị méo dạng tín hiệu, giảm tổn thất đóng ngắt trên các van bán dẫn IGBT, hạn chế sóng hài bậc cao trong dòng điện stator và tăng hiệu suất vận hành của động cơ.

Hệ thống truyền động trên xe điện thiết kế lại dựa trên nền tảng xe cơ sở nào và sử dụng giải pháp kết cấu gì?

Hệ thống truyền động điện trong đồ án được tính toán hoán cải dựa trên nền tảng mẫu xe du lịch chạy xăng Kia Morning 2021. Tác giả đã loại bỏ động cơ đốt trong 1.25L Kappa cùng hộp số tự động 4 cấp, thay thế bằng một động cơ điện PMSM dẫn động trực tiếp qua bộ bánh răng truyền lực chính (hộp số giảm tốc 1 cấp) đến bộ vi sai cầu trước và cấp nguồn bởi khối pin Lithium LFP cấu thành từ các cell 21700.

Kết quả mô phỏng trên Matlab/Simulink trong 4 giây đầu tiên phản ánh điều gì về động lực học của xe?

Mô phỏng trong 4 giây đầu khảo sát quá trình khởi hành gia tốc của phương tiện dưới hai điều kiện có và không có ngoại lực cản. Đồ thị kết quả chứng minh rằng khi có ngoại lực cản (cản lăn, cản dốc, cản gió), bộ điều khiển FOC đã tự động điều chỉnh tăng dòng điện $I_{abc}$ và mô men điện từ để thắng lực cản, giúp tốc độ vòng quay và vận tốc xe tăng trưởng ổn định. Đồng thời, mô hình đã ghi nhận chính xác quãng đường dịch chuyển và tốc độ sụt giảm trạng thái sạc pin (SOC) tương ứng với công suất tiêu thụ của hệ thống.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu tính toán điều khiển động lực học xe điện" của sinh viên Nguyễn Đăng Khoa và Nguyễn Hữu Toàn đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán tính toán cơ sở động lực học và lựa chọn thông số kỹ thuật cho hệ thống động cơ PMSM cùng nguồn pin LFP trên cơ sở hoán cải xe con Kia Morning 2021. Đề tài đã thiết lập thành công mô hình toán học và giải thuật điều khiển vector tựa từ thông FOC kết hợp kỹ thuật điều chế vector không gian SVPWM cho bộ nghịch lưu 6 IGBT trên nền tảng Matlab/Simulink. Các kết quả mô phỏng trong hai điều kiện tải trọng đã kiểm chứng được độ tin cậy của thuật toán điều khiển, sự ổn định của hệ thống truyền động và phản ánh chính xác các quy luật động học kéo của xe thuần điện. Đây là công trình có giá trị học thuật và thực tiễn kỹ thuật cao, cung cấp cơ sở tài liệu phương pháp luận vững chắc cho các nghiên cứu chuyên sâu về công nghệ xe điện và hệ thống điều khiển truyền động hiện đại.