Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa diễn ra mạnh mẽ, sự gia tăng của các phương tiện giao thông sử dụng động cơ đốt trong truyền thống đã kéo theo việc tiêu thụ lượng lớn nhiên liệu hóa thạch. Tình trạng này làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên và gây ra các vấn đề nghiêm trọng về môi trường như biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính, hiện tượng El Niño cùng các hình thái thời tiết cực đoan. Nhằm giảm thiểu các tác động tiêu cực, ngành công nghiệp ô tô thế giới và Việt Nam đang chuyển dịch sang xe điện (Electric Vehicle - EV) như một giải pháp giao thông sạch và tiết kiệm năng lượng.

Đối với xe điện, việc tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng tích trữ trong pin là yếu tố then chốt nhằm kéo dài quãng đường di chuyển sau mỗi lần sạc. Trên các dòng xe truyền thống, động năng trong quá trình giảm tốc bị tiêu tán hoàn toàn dưới dạng nhiệt ma sát trên cơ cấu phanh. Công nghệ phanh tái sinh (Regenerative Braking) ra đời nhằm thu hồi động năng này, chuyển đổi thành điện năng để nạp ngược lại cho hệ sinh thái pin, đồng thời giảm tải ma sát và kéo dài tuổi thọ cho hệ thống phanh cơ khí. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và chế tạo mô hình thử nghiệm phanh tái sinh" được thực hiện bởi sinh viên Lê Thanh Trà (MSSV: 20145730) và Nguyễn Mạnh Quân (MSSV: 20145268), dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Trọng Thức tại Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (hoàn thành tháng 6 năm 2024).

Đề tài xác định 6 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm:

  1. Tổng quan về đề tài.
  2. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về xe điện và hệ thống phanh trên xe điện.
  3. Nghiên cứu thiết kế mô hình phanh tái sinh với các tính năng của hệ thống.
  4. Tính toán thiết kế bánh đà quán tính.
  5. Thiết kế và lập trình mạch điều khiển của hệ thống phanh tái sinh.
  6. Thuyết minh đề tài.

Mục tiêu nghiên cứu của đồ án gồm 3 nội dung:

  1. Nghiên cứu và tìm hiểu tài liệu về phanh tái sinh thu hồi năng lượng.
  2. Tính toán và thiết kế mô hình thu nhỏ hệ thống phanh tái sinh thu hồi năng lượng.
  3. Tiến hành thực nghiệm và đánh giá sự ổn định của hệ thống.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án tập trung vào:

  • Động cơ điện một chiều không chổi than (BLDC).
  • Các linh kiện điện tử cơ bản và bộ vi điều khiển.
  • Bộ ly hợp từ (ly hợp điện).
  • Các công cụ phần mềm chuyên ngành gồm AutoCAD, Arduino IDE và LabVIEW.

Phạm vi nghiên cứu:

  • Điều khiển động cơ BLDC thông qua các thông số kỹ thuật tham chiếu từ dòng xe điện thương mại Tesla Model S 60RWD (phiên bản 2015).
  • Xây dựng mô hình thử nghiệm cơ điện tử thu nhỏ trang bị động cơ BLDC công suất 60 W.
  • Lập trình hệ thống điều khiển và giám sát tham số trên môi trường Arduino IDE kết hợp giao diện LabVIEW.
  • Địa điểm và thời gian: Bộ môn Điện tử Ô tô, Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nghiệm thu vào ngày 10/06/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án dựa trên các nguyên lý động lực học chuyển động ô tô, lý thuyết phanh, cấu trúc động cơ điện không chổi than và giải thuật điều khiển mờ:

  • Động lực học chuyển động ô tô: Tác giả xây dựng phương trình cân bằng lực và mô-men dọc, ngang và thẳng đứng tác dụng lên xe khi chuyển động và lên dốc, xác định phản lực pháp tuyến mặt đường lên cầu trước ($Z_1$) và cầu sau ($Z_2$). Các thành phần lực cản bao gồm: lực kéo tiếp tuyến $F_k = M_k / r_b$; lực cản lăn $F_f = f \cdot G \cdot \cos\alpha$; mô-men cản lăn $M_f = f \cdot r_đ \cdot G \cdot \cos\alpha$; lực cản dốc $F_i = G \cdot \sin\alpha$; và lực cản không khí $F_\omega = C_x \cdot S \cdot (\rho \cdot v^2 / 2)$ (trong đó khối lượng riêng không khí $\rho = 1,25\text{ kg/m}^3$ ở $25^\circ\text{C}$, áp suất $0,1013\text{ MPa}$, $C_x$ là hệ số cản và $S$ là diện tích cản gió).
Loại xe Hệ số cản $C_x$ ($\text{Ns}^2/\text{m}^4$) Diện tích cản gió $S$ ($\text{m}^2$)
Ô tô du lịch thông thường 0,35 ÷ 0,5 1,6 ÷ 2,5
Ô tô du lịch đuôi xe cao 0,3 ÷ 0,45 1,5 ÷ 2
Ô tô du lịch mui trần 0,5 ÷ 0,65 1,5 ÷ 2
Ô tô tải thùng hở 0,8 ÷ 1 4 ÷ 7
Ô tô tải thùng kín 0,6 ÷ 0,8 5 ÷ 8
Ô tô khách 0,5 ÷ 0,7 5 ÷ 7
  • Cơ sở lý thuyết phanh: Lực phanh sinh ra tại bánh xe $F_p = M_p / r_b$, bị giới hạn bởi điều kiện bám cực đại $F_{p\max} = \varphi \cdot Z_b$. Đánh giá chất lượng phanh thông qua gia tốc chậm dần cực đại, thời gian phanh nhỏ nhất và quãng đường phanh nhỏ nhất.
  • Động cơ BLDC: Động cơ có sức phản điện động (Back-EMF) dạng hình thang, stator gồm 3 cuộn dây đấu hình sao (Y) và rotor gắn các thanh nam châm vĩnh cửu (Neodymium, Samarium Cobalt hoặc Ferrite). Vị trí góc quay của rotor được giám sát bởi 3 cảm biến Hall lệch nhau $120^\circ$, thực hiện chu kỳ chuyển mạch 6 bước với mỗi bước quay $60^\circ$ điện.
  • Bộ điều khiển Logic mờ (Fuzzy Logic): Thiết kế bộ điều phối năng lượng nhằm phân bổ lực phanh giữa cầu trước và cầu sau dựa trên 3 thông số đầu vào: tốc độ động cơ, lực phanh yêu cầu từ bàn đạp và trạng thái sạc của pin (State of Charge - SoC).

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Tham khảo các nghiên cứu trong nước (công trình tối ưu hóa năng lượng phanh tái sinh của ThS. Dương Tuấn Tùng; bộ điều khiển phanh tái tạo của Huỳnh Hữu Phúc; bộ hãm tái sinh động cơ BLDC của Vũ Ngọc Minh và Phạm Thị Hồng Anh) và quốc tế (phân tích EMB cho xe HEV của J. Kim và cộng sự; thiết kế phanh điện từ của Bae Jae-Nam và cộng sự; chiến lược điều khiển logic mờ của Sun Tao, Sun Yu-Kun và Wang Xiang).
  • Phương pháp tính toán kỹ thuật: Mô hình hóa tải trọng quán tính của xe thật để quy đổi sang mô-men quán tính của bánh đà trên mô hình thu nhỏ.
  • Phương pháp thực nghiệm - kiểm thử: Gia công chế tạo mô hình phần cứng, tích hợp cảm biến, nạp thuật toán và chạy thử nghiệm trực tiếp để đo đạc thông số dòng điện, điện áp và đáp ứng phanh.

Thiết kế và triển khai

Đồ án triển khai một hệ thống kỹ thuật thử nghiệm cơ điện tử hoàn chỉnh, kết hợp giữa kết cấu cơ khí, mạch điều khiển bán dẫn và thuật toán nhúng.

Kiến trúc cơ khí và động lực học

Mô hình sử dụng một bánh đà quán tính bằng kim loại được tính toán mô phỏng chính xác quán tính chuyển động của xe Tesla Model S 60RWD 2015 khi giảm tốc. Giữa động cơ BLDC và bánh đà quán tính được bố trí một ly hợp từ, cho phép kết nối hoặc tách rời truyền động cơ học để kiểm tra các chế độ vận hành như chạy trớn tự do hoặc phanh cưỡng bức. Kết cấu khung giá đỡ và bảng gá mặt trước được thiết kế chi tiết trên phần mềm AutoCAD, đảm bảo độ cứng vững và an toàn khi hệ thống quay ở số vòng quay cao.

Hệ thống phần cứng điều khiển và đo lường

Hệ thống phần cứng được phân chia theo các khối chức năng với các thông số kỹ thuật đồng bộ:

  • Khối xử lý trung tâm: Sử dụng vi điều khiển Arduino Nano để thu thập tín hiệu đầu vào và thực thi giải thuật điều khiển.
  • Khối điều khiển động cơ (Driver): Bo mạch Brushless With Hall dải điện áp 6-50V, công suất định mức 380W, hỗ trợ điều khiển chuyển mạch động cơ dựa trên phản hồi của 3 cảm biến Hall.
  • Động cơ truyền động: Motor BLDC công suất định mức 60W.
  • Khối đo lường dòng điện: Cảm biến dòng điện Hall ACS712 loại 20A, đảm nhiệm việc đo lường dòng điện tái sinh nạp ngược về hệ thống tích lũy.
  • Khối điều phối công suất: Mạch công suất MOSFET IRF520 kết hợp module MOSFET cách ly tín hiệu nhằm đóng ngắt an toàn mạch sạc tái sinh và mạch tiêu tán qua cụm điện trở xả song song.
  • Khối nguồn và phụ trợ: Bộ nguồn chuyển đổi AC/DC 24V-5A, mạch hạ áp LM2596 cấp nguồn 5V ổn định cho vi điều khiển và cảm biến, cùng khối hiển thị LCD thông báo dữ liệu tức thời.

Thuật toán điều khiển và phần mềm giám sát

Hệ thống điều khiển trung tâm được tổ chức thành 3 khối thuật toán liên kết:

  1. Khối điều khiển trung tâm: Quản lý trình tự khởi động, nhận diện trạng thái bàn đạp ga/phanh và kích hoạt đóng ngắt ly hợp từ.
  2. Khối điều khiển động cơ: Xử lý tín hiệu cảm biến Hall để xuất xung kích mở các khóa bán dẫn theo chu kỳ 6 bước, điều chỉnh tốc độ motor BLDC.
  3. Khối thuật toán tính tỷ lệ phanh: Ứng dụng Logic mờ tiếp nhận giá trị tốc độ, tín hiệu phanh yêu cầu và chỉ số SoC để điều biến độ rộng xung (PWM) cấp cho mạch tái sinh, bảo vệ pin không bị nạp quá mức khi SoC cao.

Mô hình kết nối truyền thông nối tiếp với máy tính, tích hợp giao diện giám sát LabVIEW để vẽ đồ thị thời gian thực về dòng điện tái tạo, điện áp nguồn và tốc độ vòng quay.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương 1 trình bày lý do lựa chọn đề tài xuất phát từ xu hướng phát triển xe điện nhằm giải quyết ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch. Tác giả thiết lập mục tiêu, giới hạn và 6 nhiệm vụ nghiên cứu trọng tâm; xác định đối tượng nghiên cứu (động cơ BLDC, ly hợp từ, linh kiện điện tử, phần mềm AutoCAD, Arduino, LabVIEW) và phạm vi nghiên cứu (mô phỏng theo xe Tesla Model S 60RWD 2015, sử dụng motor BLDC 60W). Chương này cũng tổng hợp các công trình nghiên cứu về phanh tái sinh trong nước (Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, Tạp chí KHCN Hàng hải) và quốc tế (các nghiên cứu về hệ thống EMB, phanh điện từ và giải thuật Fuzzy Logic).

Chương 2: Tổng quan về xe điện và cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày tổng quan lịch sử phát triển xe điện từ năm 1834 (xe ba bánh của Thomas Devenport), năm 1888 (Flocken Elektrowagen trang bị động cơ 0,9 kW, vận tốc 15 km/h), giai đoạn đầu thế kỷ XX (năm 1900 xe điện chiếm 38% tại Mỹ) cho đến sự xuất hiện của Tesla Roadster (năm 2008, cự ly hoạt động trên 320 km). Nội dung phân loại 4 dòng xe điện chính: BEV, FCEV, HEV, PHEV và hệ thống hóa chức năng của 12 thành phần cốt lõi:

Thành phần xe điện Cấu tạo và chức năng chính
Động cơ điện Cung cấp năng lượng chuyển động (loại xoay chiều AC hoặc một chiều DC).
Biến tần (Inverter) Chuyển đổi DC thành AC và ngược lại, điều chỉnh tốc độ qua tần số/biên độ.
Pin Lưu trữ năng lượng cho xe hoạt động đường dài; quyết định tầm hoạt động.
Bộ sạc pin Tích hợp trong pin, kiểm soát mức điện áp và theo dõi nhiệt độ bảo vệ pin.
Bộ điều khiển Xử lý dữ liệu pin, điều chỉnh tốc độ sạc và điều khiển tốc độ động cơ.
Cáp sạc Dùng kết nối sạc pin tại nhà hoặc các trạm sạc công cộng.
Ắc quy phụ Cung cấp điện áp thấp cho các thiết bị phụ trợ trên xe.
Bộ chuyển đổi DC/DC Hạ điện áp cao từ khối pin chính xuống nguồn DC thấp nạp cho ắc quy phụ.
Bộ chỉnh lưu Chuyển đổi điện lưới gia đình (AC 110V/220V) thành dòng DC cho giai đoạn sạc.
Hệ thống làm mát Duy trì dải nhiệt độ vận hành tối ưu cho động cơ điện và khối pin.
Máy phát điện Chuyển đổi động năng khi giảm tốc và phanh thành điện năng (HEV, PHEV).
Pin nhiên liệu Tạo dòng điện từ phản ứng hóa học giữa Hydro và Oxy, sinh ra nước (FCEV).

Chương này đi sâu thiết lập phương trình động lực học ô tô ($F_k, F_f, M_f, F_i, F_\omega, Z_1, Z_2$), phân tích các tiêu chí đánh giá chất lượng phanh, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của phanh tái sinh. Đồng thời, chương 2 phân tích chuyên sâu cấu tạo động cơ BLDC (stator bối dây hình sao, rotor nam châm vĩnh cửu, sức phản điện động hình thang), nguyên lý chuyển mạch đồng bộ với cảm biến Hall $120^\circ$, và lý thuyết bộ điều khiển Logic mờ (mờ hóa, luật hợp thành, giải mờ).

Chương 3: Các linh kiện điện tử

Chương 3 trình bày các bảng thông số kỹ thuật và đặc tính vận hành của toàn bộ thiết bị điện tử cấu thành mô hình:

  • Bo vi điều khiển Arduino Nano: Xử lý dữ liệu trung tâm, xuất xung PWM điều khiển.
  • Mạch công suất Brushless With Hall 6-50V 380W: Điều khiển 3 pha động cơ BLDC theo phản hồi cảm biến Hall.
  • Động cơ BLDC 60W: Đóng vai trò vừa là động cơ truyền động vừa là máy phát tái sinh.
  • Cảm biến dòng ACS712 20A: Dựa trên hiệu ứng Hall để xuất điện áp tuyến tính tương ứng dòng sạc tái tạo.
  • Mạch hạ áp Buck LM2596: Chuyển đổi điện áp nguồn xuống 5V ổn định.
  • Module MOSFET cách ly quang và Mạch công suất MOSFET IRF520: Điều khiển mạch tải ngoài và dòng sạc an toàn.
  • Ly hợp từ và bộ nguồn 24V-5A: Đảm bảo năng lượng cung cấp cho hệ truyền động và cơ cấu đóng cắt quán tính.

Chương 4: Thiết kế và chế tạo mô hình thử nghiệm phanh tái sinh

Chương 4 là phần nội dung kỹ thuật trọng tâm:

  • Tính toán cơ khí: Xác định thông số hình học và khối lượng bánh đà quán tính tương đương với động năng của xe Tesla Model S 60RWD 2015.
  • Thiết kế hệ thống: Thiết lập bản vẽ khung giá đỡ và vỏ hộp trên AutoCAD; xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển kết nối giữa Arduino Nano, driver 380W, cảm biến ACS712, module MOSFET và cụm điện trở xả.
  • Xây dựng thuật toán: Thiết kế lưu đồ thuật toán điều khiển trung tâm, thuật toán điều khiển động cơ BLDC và thuật toán phân phối tỷ lệ phanh mờ (tương quan giữa vận tốc, giá trị phanh yêu cầu và dung lượng pin SoC).
  • Thực nghiệm mô hình: Khảo sát hoạt động thực tế trên mô hình hoàn chỉnh ở 3 dải tốc độ:
    1. Tốc độ động cơ lớn: Thực nghiệm các trạng thái thả ga chạy trớn, phanh ở mức trung bình và phanh ở mức cao.
    2. Tốc độ động cơ trung bình: Thực nghiệm trạng thái thả ga, phanh ở mức thấp, phanh ở mức trung bình và phanh ở mức cao.
    3. Tốc độ động cơ thấp: Thực nghiệm trạng thái thả ga, phanh ở mức thấp và phanh ở mức trung bình. Ghi nhận các dạng đồ thị đáp ứng dòng điện sạc tái sinh và thời gian giảm tốc tương ứng với từng cấp độ phanh.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Chương 5 tổng kết lại toàn bộ các sản phẩm đã hoàn thành, bao gồm mô hình thử nghiệm vật lý và bản thuyết minh đồ án. Tác giả chỉ ra các mặt hạn chế của đề tài khi thử nghiệm trên mô hình thu nhỏ và vạch ra các định hướng nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện hệ thống.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính đạt được

  • Chế tạo thành công mô hình cơ điện tử thử nghiệm phanh tái sinh thu nhỏ, tích hợp đồng bộ giữa động cơ BLDC 60W, bánh đà quán tính mô phỏng động lực học xe và bộ ly hợp từ.
  • Lắp ráp hoàn chỉnh hệ thống điện tử điều khiển gồm vi điều khiển Arduino Nano, driver BLDC 6-50V 380W, cảm biến dòng ACS712 20A, mạch MOSFET IRF520 và màn hình hiển thị.
  • Ứng dụng thành công thuật toán điều khiển logic mờ để phân phối tỷ lệ phanh tái tạo dựa trên tín hiệu tốc độ, lực phanh yêu cầu và trạng thái SoC của nguồn lưu trữ.
  • Thực nghiệm thành công tại 3 dải tốc độ (lớn, trung bình, thấp) qua các cấp độ phanh (thả ga, phanh thấp, phanh trung bình, phanh cao), ghi nhận được dòng điện tái tạo nạp ngược lại nguồn lưu trữ và đánh giá được độ ổn định của hệ thống.

Giải pháp và kiến nghị

  • Ứng dụng phương pháp tính toán tải trọng bánh đà quán tính thay thế cho tải trọng thực tế của xe, cho phép kiểm thử tính năng phanh tái sinh an toàn và tiết kiệm chi phí trong phòng thí nghiệm.
  • Đề xuất giải pháp phối hợp giữa phanh điện từ và phanh tiêu tán thông qua cụm điện trở xả nhằm bảo vệ hệ thống lưu trữ khi pin đạt trạng thái sạc đầy.

Đóng góp của đề tài

  • Xây dựng một mô hình thực nghiệm trực quan, kết hợp lý thuyết động lực học ô tô điện với công nghệ điều khiển vi mạch thực tế.
  • Tạo ra công cụ phục vụ công tác giảng dạy, học tập và nghiên cứu thực nghiệm về phanh tái sinh và điều khiển động cơ BLDC tại Khoa Cơ khí Động lực.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Mô hình thử nghiệm ở quy mô công suất nhỏ (động cơ BLDC 60W), chưa mô phỏng hết các điều kiện vận hành phức tạp của xe trên đường thực tế như sự biến thiên của hệ số bám mặt đường ($\varphi$) hay ảnh hưởng của độ dốc lớn.
  • Bánh đà quán tính được chế tạo cố định, chưa có cơ cấu điều chỉnh khối lượng quán tính linh hoạt để mô phỏng nhiều tải trọng xe khác nhau.
  • Mạch điều khiển còn sử dụng các module rời ghép nối, chưa tích hợp thành bo mạch ECU nguyên khối chuyên dụng.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nâng cấp công suất động cơ và hệ thống lưu trữ năng lượng lên cấp điện áp cao hơn để tiệm cận các dòng xe thương mại thực tế.
  • Hoàn thiện thuật toán điều khiển thích nghi, tối ưu hóa quá trình chuyển tiếp giữa phanh tái sinh và phanh cơ khí ma sát nhằm tăng cảm giác êm dịu khi phanh.
  • Thiết kế bo mạch điều khiển tích hợp tiêu chuẩn ô tô nhằm nâng cao khả năng chống nhiễu điện từ và độ bền vận hành.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên và giảng viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa đang thực hiện các đề tài về xe điện (EV/HEV).
  • Các nhà nghiên cứu quan tâm đến phương pháp tính toán quy đổi quán tính bánh đà tương đương cho hệ thống truyền động xe điện.
  • Kỹ sư phát triển hệ thống nhúng tham khảo sơ đồ phối ghép phần cứng giữa Arduino, cảm biến dòng ACS712, driver động cơ BLDC và kỹ thuật xây dựng bộ điều khiển mờ (Fuzzy Logic).

Phần nội dung có giá trị tham khảo cao nhất bao gồm phương pháp tính toán bánh đà quán tính (Chương 4), sơ đồ kết nối khối công suất driver BLDC (Chương 3) và các lưu đồ thuật toán phân bổ tỷ lệ phanh (Chương 4).

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án căn cứ vào mẫu xe nào để tính toán và thiết kế tải trọng mô hình? Đồ án sử dụng các thông số kỹ thuật động lực học của mẫu xe điện thương mại Tesla Model S 60RWD phiên bản 2015 để làm cơ sở quy đổi và tính toán tải trọng bánh đà quán tính tương đương cho mô hình thu nhỏ.

2. Động cơ điện và mạch điều khiển công suất trên mô hình có thông số kỹ thuật ra sao? Mô hình sử dụng động cơ điện một chiều không chổi than (BLDC) công suất 60W, được điều khiển thông qua mạch driver Brushless With Hall hoạt động trong dải điện áp từ 6V đến 50V với công suất cực đại 380W.

3. Bộ điều khiển Logic mờ trong đồ án sử dụng các biến đầu vào nào để điều phối phanh? Bộ điều khiển logic mờ sử dụng 3 biến đầu vào chính bao gồm: tốc độ quay của động cơ, giá trị lực phanh yêu cầu từ người vận hành (qua cảm biến vị trí bàn đạp) và trạng thái mức sạc của pin (chỉ số SoC).

4. Vai trò của cụm ly hợp từ trong mô hình thử nghiệm là gì? Ly hợp từ đóng vai trò liên kết hoặc ngắt cơ học giữa trục động cơ BLDC và bánh đà quán tính, cho phép hệ thống mô phỏng linh hoạt quá trình tăng tốc kéo tải, trạng thái ngắt truyền lực để chạy trớn tự do và quá trình phanh tái sinh thu hồi động năng.

5. Tác giả đã tiến hành thử nghiệm mô hình ở những điều kiện vận hành cụ thể nào? Tác giả tiến hành thực nghiệm ở 3 cấp tốc độ động cơ: lớn, trung bình và thấp. Tại mỗi cấp tốc độ, hệ thống được thử nghiệm qua các trạng thái: thả ga (chạy quán tính tự do), phanh ở mức thấp, phanh ở mức trung bình và phanh ở mức cao để ghi nhận dòng điện tái tạo và thời gian hãm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và chế tạo mô hình thử nghiệm phanh tái sinh" của sinh viên Lê Thanh Trà và Nguyễn Mạnh Quân đã giải quyết đồng bộ từ việc nghiên cứu lý thuyết động lực học ô tô, tính toán quy đổi quán tính bánh đà đến chế tạo hoàn chỉnh mô hình thực nghiệm cơ điện tử. Hệ thống ứng dụng thành công động cơ BLDC 60W kết hợp driver 380W, cảm biến dòng ACS712 và thuật toán logic mờ trên nền tảng vi điều khiển Arduino Nano để thực hiện thu hồi động năng hiệu quả. Kết quả thực nghiệm tại các dải tốc độ khác nhau đã kiểm chứng được tính khả thi và độ ổn định của giải pháp phanh tái sinh. Công trình cung cấp tài liệu kỹ thuật có giá trị thực tiễn cao cho công tác đào tạo chuyên ngành ô tô và nghiên cứu phát triển các công nghệ giao thông xanh bền vững.