ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ SEAMLESS HAI CẤP TRÊN Ô TÔ ĐIỆN

Mã đồ án OTTN003024084
Đánh giá: 5.0
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 310MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D (Bản vẽ tuyến hình xe porsche taycan turbo S, bản vẽ nguyên lý hoạt động của hộp số hai cấp Seamless được đề xuất, bản vẽ tăng, giảm số bằng tín hiệu chuyển số đầu vào, bản vẽ kết quả mô phỏng bằng tín hiệu chuyển số đầu vào, bản vẽ đồ thị đánh giá độ êm dịu khi chuyển số, bản vẽ tăng, giảm số theo chu trình thử nghiệm WLTP Class 3, bản vẽ kết quả mô phỏng bằng chu trình thử nghiệm WLTP Class 3, bản vẽ chèn thuyết minh); file word (Bản thuyết minh, bìa đồ án, chương trình matlab…). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án........... NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ SEAMLESS HAI CẤP TRÊN Ô TÔ ĐIỆN.

Giá: 1,190,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

MỤC LỤC.......................................................................................................................................................................................... i

DANH MỤC HÌNH ẢNH....................................................................................................................................................................iii

DANH MỤC BẢNG............................................................................................................................................................................v

PHẦN MỞ ĐẦU.................................................................................................................................................................................1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XE Ô TÔ ĐIỆN................................................................................................................................3

1.1. Tổng quan về ô tô điện............................................................................................................................................................... 3

1.1.1. Khái niệm về ô tô điện..............................................................................................................................................................3

1.1.2. Sơ lược về lịch sử hình thành ô tô điện...................................................................................................................................3

1.2. Hệ truyền động trên xe ô tô điện.................................................................................................................................................5

1.2.1. Cấu trúc chung.........................................................................................................................................................................5

1.2.2. Tổng quan về hệ thống truyền lực trên ô tô điện.................................................................................................................... 6

1.2.3. Hệ thống truyền động trên xe ô tô điện Porsche Taycan Turbo S........................................................................................... 8

1.3. Kết luận chương 1.................................................................................................................................................................... 13

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ ĐIỆN HỘP SỐ SEAMLESS 2 CẤP...13

2.1. Cấu Tạo của Hệ Truyền Động Đề Xuất................................................................................................................................... 14

2.2. Phân Tích Động Học Của Hệ Truyền Động Đề Xuất............................................................................................................... 15

2.2.1. Phương trình động học......................................................................................................................................................... 15

2.2.2. Tỷ số truyền.......................................................................................................................................................................... 17

2.3. Mô Hình Động Lực Học Động Cơ Điện Và Trục Đầu Vào...................................................................................................... 18

2.4. Mô Hình Động Lực Học Hộp Số 2 Cấp Liền Mạch................................................................................................................. 18

2.5. Mô Hình Động Lực Học Trục Đầu Ra...................................................................................................................................... 22

2.6. Mô Hình Động Cơ Điện Cho Hệ Truyền Động........................................................................................................................ 23

2.7. Mô Hình Chuyển Động Của Ô Tô........................................................................................................................................... 24

2.8. Kết Luận Chương 2................................................................................................................................................................ 26

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN SỐ..............................................................................................27

3.1. Giới Thiệu Phần Mềm Mô Phỏng.............................................................................................................................................27

3.2. Mô Phỏng Thuật Toán Hộp Số Được Đề Xuất Theo Chu Trình Lái Xe Thứ Nghiệm WLTP Class 3 ......................................31

3.2.1. Lý thuyết bộ điều khiển PID..................................................................................................................................................32

3.2.2. Chu Trình Lái Xe Thử Nghiệm............................................................................................................................................. 35

3.2.3. Kết Quả Mô Phỏng.............................................................................................................................................................. 37

3.3. Mô Phỏng Thuật Toán Của Hộp Số Theo Tín Hiệu Chuyển Số Đầu Vào.............................................................................. 42

3.3.1. Bộ điều khiển PID............................................................................................................................................................... 42

3.3.2. Kết quả mô phỏng............................................................................................................................................................... 44

3.4. Kết Luận Chương 3............................................................................................................................................................... 46

KẾT LUẬN.....................................................................................................................................................................................48

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................................................................49

PHẦN MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Ô tô điện, bên cạnh những lợi ích của việc phát thải bằng 0 và hiệu suất cao của động cơ điện, dung lượng pin hạn chế và quãng đường đi được sau mỗi lần nạp là điểm yếu khi cạnh tranh với ô tô động cơ đốt trong truyền thống. Tối ưu năng lượng sử dụng là một vấn đề đặt ra đối với ô tô điện. Tối ưu năng lượng sử dụng của ô tô điện liên quan đến giảm nhẹ kết cấu ô tô, kỹ thuật điều khiển động cơ điện và điều khiển hệ thống truyền lực. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, ô tô điện có hệ thống truyền lực nhiều cấp số có thể giảm tiêu thụ năng lượng đến 28% do đó các ô tô điện hiện nay đều được trang bị hệ thống truyền lực nhiều cấp. 

Đề tài đồ án tốt nghiệp tập trung nghiên cứu sử dụng hệ thống truyền lực SEAMLESS nhằm mục đích nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng điện của ác quy trên ô tô điện phù hợp với xu hướng nghiên cứu và có ý nghĩa khoa học, tính cấp thiết trong nghiên cứu phát triển ô tô điện.

2. Đối tượng nghiên cứu.

Hệ thống truyền lực SEAMLESS 2 cấp trên ô tô điện.

3. Phạm vi nghiên cứu.

Nghiên cứu sự thay đổi tỷ số truyền hệ thống truyền lực SEAMLESS theo điều kiện  chuyển động nhằm mục đích tối ưu hóa năng lượng sử dụng của ô tô điện

5. Phương pháp nghiên cứu.

Nghiên cứu lý thuyết, mô hình hóa và mô phỏng.

6. Kết cấu của luận văn.

Ngoài phần mở đầu và kết luận, kết cấu luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.

Chương 2: Xây dựng mô hình động lực học hệ thống truyền lực ô tô điện SEAMLESS 2 cấp.

Chương 3: Thiết kế thuật toán điều khiển chuyển số.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XE Ô TÔ ĐIỆN

1.1. Tổng quan về ô tô điện

1.1.1. Khái niệm về ô tô điện

Xe ô tô điện là loại phương tiện được cung cấp năng lượng bởi động cơ điện. Thay vì sử dụng các động cơ đốt trong với các nhiên liệu như xăng hoặc dầu diesel, ô tô điện sử dụng năng lượng được cung cấp từ một bộ pin sạc.

Ô tô chạy hoàn toàn bằng năng lượng điện gọi là xe điện thuần tuý (EV). Ngoài ra, loại xe ô tô vừa có thể chạy bằng điện, vừa có thể chạy bằng các nhiên liệu khác được gọi là xe điện lai - xe hybrid (HEV).

1.1.2. Sơ lược về lịch sử hình thành ô tô điện

Ô tô điện có lịch sử lâu đời, nhưng từ khoảng 2 thập kỷ trở lại đây mới phát triển trở lại mạnh mẽ nhằm giải quyết 2 vấn đề lớn của nhân loại: sự cạn kiệt dần dần của nguồn nhiên liệu hóa thạch và sự ô nhiễm môi trường gây ra bởi ô tô chạy xăng, dầu.  

Ô tô điện được ra đời lần đầu tiên vào năm 1834. Trong suốt những thập kỷ nửa  sau thế kỷ 19, nhiều công ty đã sản xuất ô tô điện ở Hoa Kỳ, Anh, và Pháp. Những xe ô tô đầu tiên mà con người sử dụng là ô tô điện. Tuy nhiên, do những hạn chế về công nghệ ắc quy và đặc biệt là do sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ động cơ đốt trong, ô tô điện đã dần bị thay thế và hầu như không còn tồn tại từ sau những năm 1930. 

Do hạn chế của pin lưu trữ vào thời điểm đó, ô tô điện không phổ biến nhiều;  tuy nhiên, tàu điện đã trở nên phổ biến rộng rãi do tính kinh tế và tốc độ có thể đạt được của chúng. Đến thế kỷ 20, vận tải đường sắt điện trở nên phổ biến do những  tiến bộ trong phát triển đầu máy điện. Theo thời gian, mục đích thương mại sử dụng chung của chúng giảm xuống các vai trò chuyên gia như xe nâng, xe cứu thương, máy  kéo  và  phương tiện  giao  hàng trong  đô thị, chẳng  hạn  như phao sữa mang tính biểu tượng của Anh; Trong phần lớn thế kỷ 20, Vương quốc Anh là quốc gia sử dụng phương tiện giao thông đường bộ chạy điện nhiều nhất thế giới. 

Tính đến tháng 3 năm 2018, có khoảng 45 chiếc ô tô chạy điện hoàn toàn có khả năng sản xuất trên đường cao tốc được sản xuất ở nhiều quốc gia khác nhau. Tính đến đầu tháng 12 năm 2015, Leaf, với 200.000 chiếc bán ra trên toàn thế giới, là chiếc ô tô điện chạy trên đường cao tốc bán chạy nhất mọi thời đại, tiếp theo là Tesla Model S với lượng giao hàng toàn cầu khoảng 100.000 chiếc. Doanh số toàn cầu của Leaf đạt 300.000 vào tháng 1 năm 2018. 

Trước đây, ô tô điện được chuyển đổi từ xe sử dụng động cơ đốt trong chủ yếu là việc thay thế động cơ đốt trong và thùng chứ nhiên liệu thành động cơ điện và pin chứa năng lượng điện, trong khi đó chúng ta giữ nguyên các bộ phận khác như hình 1.1. Những mặt hạn chế như trọng lượng của xe nặng, độ linh hoạt kém, hiệu suất giảm khiến cho việc sử dụng ô tô điện ngày càng mai một. Thay vào đó, ô tô điện hiện đại được chế tạo có chủ đích, và dựa trên các thiết kế khung theo nguyên bản. Điều này đáp ứng yêu cầu về cấu trúc dành riêng cho ô tô điện và tận dụng được tính linh hoạt cao hơn của động cơ điện.

1.2. Hệ truyền động trên xe ô tô điện.

1.2.1. Cấu trúc chung.

Trước đây, ô tô điện được cải tiến từ loại xe sử dụng Motor nhiệt, vì vậy Motor nhiệt và bình xăng chủ yếu được thay thế bằng mô tơ điện và ắc quy điện, các bộ phận khác được giữ nguyên bản. Những hạn chế như trọng lượng của xe, tính linh hoạt kém và hiệu suất giảm khiến việc sử dụng xe điện không được ưa chuộng. Thay vào đó, các phương tiện hiện nay được chế tạo có mục đích và dựa trên thiết kế khung nguyên bản. Điều này đáp ứng các yêu cầu về kết cấu dành riêng cho xe điện và tận dụng tính linh hoạt cao hơn của động cơ điện.

Dựa trên đầu vào điều khiển từ bàn đạp ga và bàn đạp phanh, hệ thống động lực điện cung cấp tín hiệu điện thích hợp đến bộ chuyển đổi năng lượng điện, có chức năng điều chỉnh dòng điện giữa động cơ và nguồn điện. Năng lượng được tái tạo trong quá trình phanh có thể được đưa vào nguồn năng lượng chính. Hầu hết pin EV đều có khả năng dễ dàng sử dụng nguồn năng lượng tái tạo này. Bộ phận quản lý năng lượng phối hợp với bộ phận điều khiển phương tiện thực hiện phanh tái tạo. Bộ phận sạc điện cũng được giám sát bởi bộ phận quản lý năng lượng để theo dõi việc sử dụng năng lượng.

1.2.2. Tổng quan về hệ thống truyền lực trên ô tô điện

Năng lượng điện trên xe cung cấp hai hệ thống chính là hệ thống truyền lực và hệ thống phụ trợ. Cấu trúc chung của ô tô điện gồm 3 hệ thống chính: Hệ thống truyền lực điện, hệ thống quản lý năng lượng và hệ thống phụ trợ. Hệ thống truyền lực điện: bộ điều khiển, bộ chuyển đổi năng lượng, động cơ điện, hộp số cơ khí đến bánh xe chủ động. Hệ thống cung cấp năng lượng liên quan đến nguồn năng lượng, bộ quản lý năng lượng và đơn vị cung cấp năng lượng. Hệ thống phụ trợ bao gồm bộ phận điều khiển, các bộ phận hỗ trợ phanh, treo, lái, các hệ thống phụ trợ như hệ thống đèn chiếu sáng thông tin, hoặc giải trí và tiện nghi. 

Hệ thống truyền lực kiểu truyền thống:

Hình 1.4a là sơ đồ hệ thống truyền lực kiểu truyền thống được sử dụng trên ô tô điện, trong đó đơn giản là động cơ điện thay thế cho động cơ đốt trong của hệ thống truyền động trên xe thông thường. Nó bao gồm một động cơ điện, ly hợp, hộp số và vi sai. Ly hợp và hộp số có thể được thay thế bằng hộp số tự động. Ly hợp được sử dụng để kết nối hoặc ngắt dòng công suất. Hộp số cung cấp một bộ các tỷ số truyền để biến đổi mô men xoắn, và tốc độ theo yêu cầu tải. Bộ vi sai phân chia dòng công suất tối bánh xe chủ động. Phương án này hiện nay không được sử dụng vì phức tạp.

Hệ thống truyền lực với động cơ đặt dọc xe:

Hình 1.4b là sơ đồ hệ thống truyền lực với động cơ điện đặt dọc xe với động cơ điện có công suất không đổi hoạt động ở dải tốc độ rộng, hộp số không cần yêu cầu hộp số đa cấp và giảm nhu cầu ly hợp. Cấu hình này không chỉ làm giảm kích thước và trọng lượng  của  hộp  số  cơ  học,  nó  còn  đơn  giản  hóa  việc  điều  khiển  hệ thống truyền lực.

Hệ thống truyền lực đặt ngoài bánh xe:

Hình 1.4d là sơ đồ hệ thống truyền lực đặt ngoài bánh xe. Hệ thống truyền lực này sử dụng hai động cơ điện, với hai hệ truyền lực riêng biệt truyền tới từng bánh xe. Kết cấu của hệ thống phức tạp, các động cơ và bộ giảm tốc đòi hỏi phải tương đồng với nhau. 

Hệ thống truyền lực đặt trong bánh xe không có bộ giảm tốc (hình 1.4f):

Phương án này loại bỏ hoàn toàn truyền động bánh răng giữa động cơ điện và bánh xe chủ động, đầu ra roto của một động cơ điện tốc độ thấp đặt bên trong bánh xe có thể được kết nối trực tiếp với các bánh xe. Việc kiểm soát tốc độ của động cơ điện tương đương với việc kiểm soát tốc độ của bánh xe, và vì thế tốc độ của xe được điều khiển. Tuy nhiên, việc sắp xếp đòi hỏi các động cơ điện phải có một mô-men xoắn cao hơn để khởi động và tăng tốc xe.

1.2.3. Hệ thống truyền động trên xe ô tô điện Porsche Taycan Turbo S.

1. Bản vẽ tuyến hình ô tô điện Porsche Taycan Turbo S.

Tuyến hình ô tô điện Porsche Taycan Turbo S như hình 1.5.

2. Hệ thống truyền động: Hiệu suất thuần túy.

Những con số tăng tốc đáng kinh ngạc, lực kéo đặc trưng của xe thể thao và công suất đầu ra vượt trội. Đây là những khía cạnh phải được đáp ứng nếu bạn muốn nói về một chiếc xe thể thao thực sự. Taycan mới đáp ứng được những yêu cầu này.

Taycan được khởi động bằng cách kích hoạt chế độ lái trong khi nhấn bàn đạp phanh. Ngoài ra, điều này cũng có thể được thực hiện bằng cách nhấn một nút. Giống như khóa điện trên các mẫu xe Porsche thông thường, nút nguồn nằm ở bên trái phía sau vô lăng.

4. Bộ biến tần điều khiển xung điều khiển động cơ

Biến tần điều khiển bằng xung là thành phần quan trọng nhất để điều khiển động cơ điện. Ở Taycan Turbo và Turbo S, một bộ biến tần điều khiển xung được gắn trên mỗi mô-đun truyền động ở trục trước và sau. Bộ biến tần điều khiển bằng xung chuyển đổi dòng điện một chiều do Performance Battery Plus cung cấp thành dòng điện xoay chiều cần thiết để điều khiển động cơ điện. Điều ngược lại xảy ra trong quá trình phanh: Ở đây họ chuyển đổi dòng điện xoay chiều thu được trong quá trình phục hồi thành dòng điện một chiều để sạc pin. Ở Taycan Turbo S, một bộ biến tần điều khiển xung với dòng điện tối đa 600 amp được sử dụng ở trục trước, có thể tạo ra nhiều công suất và mô-men xoắn hơn so với bộ biến tần điều khiển xung 300 amp của Taycan Turbo.

5. Hộp số hai cấp độc quyền của Porsche

Ở trục trước, sức mạnh của động cơ điện được truyền tới các bánh trước thông qua hộp số hành tinh một tốc độ đồng trục, nhỏ gọn với tỷ số tổng thể xấp xỉ. 8:1 đến bộ vi sai nhẹ tích hợp bánh răng thúc đẩy.

Hộp số hai tốc độ dựa trên ba trục. Porsche chỉ sử dụng duy nhất một bộ chấp hành chuyển số cho mọi trạng thái của hộp số: cấp 1, cấp 2, số N (neutral), số lùi và số đỗ (P). Bộ chấp hành chuyển số của Taycan sẽ điều khiển 2 cần đẩy, một chiếc được kết nối với khớp ly hợp dạng vấu (dog clutch), một chiếc kết nối với bộ lá côn ma sát gắn với một bộ bánh răng hành tinh. Khi ở cấp số 1, bộ lá côn mở, ly hợp vấu đóng – lúc này bộ bánh răng hành tinh tạo ra tỷ số truyền 16:1 cho hộp số. Khi chuyển sang số 2, bộ lá côn đóng, ly hợp vấu mở. Lúc này bộ bánh răng hành tinh bị vô hiệu hóa, tạo ra tỷ số truyền 8,05:1. Điều này dẫn đến mô-men xoắn bánh xe rất cao gần 12.000 Nm, cho phép tăng tốc ngoạn mục ngay từ đầu.

1.3. Kết luận chương 1

Trong chương này, qua quá trình phân tích về cấu tạo, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm của các loại hệ thống truyền lực cho thấy việc điều khiển hệ thống truyền  lực của ô tô đóng vai trò rất quan trọng quyết định đến khả năng vận hành, tính kinh tế nhiên liệu và giảm phát thải. Hộp số SEAMLESS đã và đang được sử dụng rất nhiều trên các phương tiện chuyển động khác nhau vì những tính năng ưu việt của nó như đã được phân tích ở trên.  

Trong chương tiếp theo, luận văn sẽ trình bày phương pháp mô hình hóa hộp số SEAMLESS nhằm xác định tính chuyển số liền mạch của hộp số. Từ đó làm cơ sở khảo sát động lực học chuyển động thẳng của ô tô điện, và tối ưu hóa quá trình sử dụng năng lượng điện trên ô tô. 

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

Ô TÔ ĐIỆN HỘP SỐ SEAMLESS 2 CẤP

2.1. Cấu Tạo của Hệ Truyền Động Đề Xuất.

Vì các bộ truyền bánh răng hành tinh là thành phần chính của bộ truyền động được đề xuất nên ta có sơ đồ hóa của hộp số bộ truyền bánh răng hành tinh hai cấp dưới.

Sơ đồ trên mô tả đường truyền động của một chiếc ô tô điện được trang bị hộp số hai cấp liền mạch được đề xuất. Như ta có thể thấy trên hình 2.1 trục đầu vào của bộ truyền động là bộ phận cần dẫn của bánh răng hành tinh đầu vào, hộp số được gắn vào động cơ điện để truyền momen. Đầu ra là cần dẫn của bánh răng hành tinh đầu ra được nối với bộ truyền động cuối cùng và các bánh xe bởi trục đầu ra. Hai tỷ số truyền khác nhau có thể được thu bằng cách phanh các BRMT và BTV bằng phanh mặt trời và phanh vòng.

* Nguyên lý làm việc của hộp số:

Tay số 1: Bánh răng vòng bị khóa, bánh răng mặt trời mở

Công suất sẽ được truyền từ động cơ điện đến trục đầu vào của cần dẫn bộ bánh răng hành tinh đầu vào, thông qua bánh răng mặt trời công suất được truyền đến bộ bánh răng hành tinh đầu ra và đi đến cần dẫn của nó, cuối cùng dòng công suất từ trục đầu ra sẽ dẫn tới các truyền động cuối và giúp các bánh xe chuyển động.

Tay số 2: Bánh răng mặt trời bị khóa, bánh răng vòng mở

Công suất sẽ được truyền từ động cơ điện đến trục đầu vào của cần dẫn bộ bánh răng hành tinh đầu vào, thông qua bánh răng vòng công suất được truyền đến bộ bánh răng hành tinh đầu ra và đi đến cần dẫn của nó, cuối cùng dòng công suất từ trục đầu ra sẽ dẫn tới các truyền động cuối và giúp các bánh xe chuyển động.

2.2. Phân Tích Động Học Của Hệ Truyền Động Đề Xuất

2.2.1. Phương trình động học

Trong phần này, các phương trình động học của bộ bánh răng hành tinh hai cấp và các tỷ số truyền có thể đạt được được nghiên cứu để sử dụng trong mô hình động học của hộp số được đề xuất. Mối quan hệ động học giữa các thành phần của bộ bánh răng hành tinh hai cấp, chẳng hạn như Cần dẫn (C), Mặt trời (S), Hành tinh (P) và Vòng (R).

Các phương trình (2.6) và (2.7) là các phương trình động học chính của hệ sẽ được sử dụng để suy ra các phương trình chuyển động.

2.2.2. Tỷ số truyền

Các tỷ số truyền của hộp số có thể đạt được dựa vào phương trình (2.6), tỷ số truyền của hộp số ( tỷ số tốc độ đầu vào với tốc độ đầu ra ).

+ Nếu bánh răng vòng được khoá chặt hoàn toàn (W = 0).

+ Nếu cả bánh răng mặt trời và vòng không được khoá chặt hoàn toàn (W khác  0 và W khác  0).

Nếu cả bánh răng vòng và mặt trời đều được khoá chặt thì hệ thống sẽ bị khoá. Mặc dù các tỷ số truyền đều phụ thuộc nhau nhưng vẫn có thể giải phương trình (2.9) và (2.10) cho R1 và R2  để thu được giá trị GR1 và GR2 mong muốn.

2.3. Mô Hình Động Lực Học Động Cơ Điện Và Trục Đầu Vào

Động cơ điện là nguồn năng lượng duy nhất được sử dụng trong hệ truyền động này. Động lực học của động cơ có thể được biểu thị bằng cách sử dụng phương trình momen được biểu diễn ở phương trình (2.12). Ở đây, Ivà IeM là momen quán tính và momen xoắn điện từ của động cơ điện, được coi là momen truyền động có thể được coi là tải trên động cơ và được tính bằng công thức (2.13). Trong đó, Kd và Bd là độ cứng xoắn tương đương và hằng số giảm chấn của trục đầu vào, 0eM và 0M là chuyển vị góc của động cơ và trục cần dẫn đầu vào.

Td = K.(0eM-0M) + Bd(weM - wM)

Bây giờ, bằng cách biết sự phân bố momen đầu vào và đầu ra trên Mặt trời và Vòng, ta có thể rút ra các phương trình động học cho toàn bộ hệ thống. Dựa vào sơ đồ vật thể tự do của Mặt trời và Vòng (Hình 2.5), các phương trình chuyển động có thể được dễ dàng rút ra như sau:

Tin,R - TBR - Tout,R = IR.wR

Tin,S - TBS - Tout,S = IS.wS

Ở đây:

Ivà IS: lần lượt là momen quán tính của Vòng và Mặt trời.     

TBR và TBS : lần lượt là momen phanh tác dụng lên Vòng và Mặt trời.

Trong quá trình sang số, hộp số hai tốc độ liền mạch có 2 bậc tự do nhưng ở đây có sẵn 4 tốc độ phụ thuộc lẫn nhau (wR, wS wvà w0). Do đó cần phải chọn 2 trong số chúng để rút ra phương trình chuyển động. Ở đây, hai hệ phương trình được chọn để rút ra các giá trị tốc độ như dưới.

2.5. Mô Hình Động Lực Học Trục Đầu Ra.

Bằng cách sử dụng phương pháp gộp khối lượng và cân bằng momen xoắn phương trình, động lực học của xe được biểu diễn bằng phương trình (2.23). Trong đó, Ilà momen quán tính của ô tô quy dẫn về bánh xe, Ilà tỷ số truyền lực chính, Tv là momen cản của bánh xe được tính từ phương trình (2.24). 

Độ trượt của lốp bị bỏ qua nên V = Rw .Wcó thể được tính bằng tích giữa vận tốc góc của ô tô và bán kính bánh xe. Momen đầu ra của hộp số được kí hiệu là T0, có thể được tính toán bằng phương trình (2.24). 

2.6. Mô Hình Động Cơ Điện Cho Hệ Truyền Động

Trong đồ án này, momen xoắn của động cơ điện Tđược xây dựng dựa trên mạch động cơ điện đơn giản như hình dưới.

Phương trình của động cơ điện:

E = Eg - R.I

Các thông số của xe tham khảo Porsche Taycan Turbo S thể hiện như bảng 2.1.

Trong đó:

E: là điện áp truyền vào động cơ, Elà điện áp cảm ứng,  R là nội trở, I là cường độ dòng điện.

2.7. Mô Hình Chuyển Động Của Ô Tô

Xét theo phương dọc xe, ô tô di chuyển được theo phương chuyển động của chính nó phụ thuộc toàn bộ vào tất cả các lực tác dụng lên nó theo phương dọc xe. Trên (Hình 2.7) biểu hiện toàn bộ các lực tác dụng xe khi xe chuyển động. Lực kéo Ft được tạo ra ở tất cả các bánh xe chủ động được truyền từ động cơ thông qua hệ thống truyền lực, lực kéo tương ứng sinh ra ở bánh trước và bánh sau là Ftr và Ftf . Khi xe di chuyển, có các lực tác động làm cản trở chuyển động của ô tô. Các lực cản tác động lên xe theo phương chuyển động của xe gồm có lực cản lăn Ff, lực cản lên dốc Fi, lực cản không khí Fw.

Lực cản lăn Ff:

Khi xe chuyển động trên mặt đường sẽ có lực cản lăn tác dụng song song với mặt  đường và ngược chiều chuyển  động tại vùng tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường. Lực cản lăn phát sinh là do sự biến dạng của lốp và đường, do sự tạo thành các vết bánh xe trên đường và do sự ma sát ở bề mặt tiếp xúc của lốp và đường. 

Ff = m.g.cosα.f

Lực cản lên dốc Fi:

Khi xe di chuyển trên một đoạn đường có độ dốc α thì xuất hiện một lực tác động ngược chiều với hướng chuyển động khi xe lên dốc, cùng chiều nếu xe xuống dốc. Khi xe di chuyển lên dốc, yêu cầu động cơ cần phải cung cấp một công suất lớn hơn khi đi đường bằng, vì lúc này lực này đóng vai trò là lực cản chuyển động, thành phần lực này góp phần đáng kể vào tổng lực cản chuyển động, ta gọi đó là lực cản lên dốc. ông thức để tính lực cản lên dốc như sau:

F= m.g.sinα.f

Lực cản không khí Fw

Khi Ô tô chuyển động sẽ làm thay đổi áp suất không khí trên bề mặt của nó, làm xuất hiện các dòng xoáy không khí ở phần sau của Ô tô và gây ra ma sát giữa không  khí với bề mặt của chúng, do đó phát sinh ra lực cản không khí Fw, Lực cản không khí đặt tại tâm của diện tích cản chính diện của Ô tô cách mặt đường độ cao là hw như (Hình 2.7). Công thức tính lực cản không khí như sau:

F= K.F.v2

2.8. Kết Luận Chương 2

Tùy theo mục đích nghiên cứu mà cần có các giả thiết để đơn giản hóa mô hình mà không làm mất đi tính chất cần nghiên cứu của đối tượng. Trong chương này phân tích các phương trình động lực học để tiến hành mô phỏng nghiên cứu hộp số được đề xuất. Trong chương 3 trình bày kết quả mô phỏng động lực học của hộp số liền mạch hai cấp được đề xuất.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN SỐ

3.1. Giới Thiệu Phần Mềm Mô Phỏng

Chương trình MATLAB là một chương trình viết cho máy tính PC nhằm hỗ trợ cho các tính toán khoa học và kĩ thuật với các phần tử cơ bản là ma trận trên máy tính  cá nhân do công ty "The MATHWORKS" viết ra. Thuật ngữ MATLAB có được là do hai từ MATRIX và LABORATORY ghép lại. Chương trình này hiện đang được sử dụng nhiều trong nghiên cứu các vấn đề tính toán của các bài toán kĩ thuật như: Lý thuyết điều khiển tự động, kĩ thuật thống kê xác suất, xử lý số các tín hiệu, phân tích dữ liệu, dự báo chuổi quan sát, v.v…Matlab được điều khiển bởi tập các bộ lệnh, tương tác bằng bàn phím trên cửa sổ điều khiển, đồng thời Matlab còn cho phép khả năng lập trình với cú pháp thông dịch lệnh hay còn gọi là script file. Các lệnh, bộ lệnh của Matlab lên đến con số hang trăm và ngày càng được mở rộng bơi các phần Tools box trợ giúp hay các hàm ứng dụng tạo ra bởi người dùng. 

Matlab là chương trình phần mềm trợ giúp cho việc tính toán và hiển thị. Matlab có thể chạy trên hầu hết các hệ máy tính từ máy tính cá nhân đến các hệ máy tính lớn super computer.   

MATLAB 5.1, 5.2, 6.5, 7.0…. hoạt động trong môi trường WINDOWS.  

Chương trình Matlab có thể chạy liên kết với các chương trình ngôn ngữ cấp cao như C, C++, Fortran,…Việc cài đặt MATLAB thật dễ dàng và ta cần chú ý việc dùng thêm vào các thư viện trợ giúp hay muốn liên kết phần mềm này với một vài ngôn ngữ cấp cao.

Sau khi khởi động màn hình MATLAB có giao diện như hình 3.1.

+ Cửa sổ thư mục hiện tại Current Directory Browser (1):  giúp người sử dụng có thể nhanh chóng nhận biết, chuyển đổi thư mục hiện tại của môi trường công tác, mở file, tạo thư mục mới. 

+ Cửa sổ Command Windows  (2): Đây là cửa sổ chính của Matlab. Tại đây ta thực hiện toàn bộ công việc nhập dữ liệu và xuất kết quả tính toán. Dấu nhấp nháy >> báo hiệu chương trình sẵn sàng hoạt động. 

+ Cửa sổ Command history (3): Lưu trữ tất cả các lệnh đã thực hiện trong cửa sổ Command Windows (2) có thể lặp lại lệnh cũ bằng cách nháy kép chuột vào lệnh đó. Cũng có thể cắt, sao hoặc xoá cả nhóm lệnh hoặc từng lệnh riêng rẽ. 

+ Cửa  sổ Workspace  browser  (4): Tất  cả  các  biến,  các  hàm tồn tại trong môi trường công tác đều được hiện tại cửa sổ này. 

Các lệnh hệ thống:

Các câu lệnh trên cũng như sau đây được viết từ cửa sổ lệnh của MATLAB: 

+ Casesen off: Bỏ thuộc tính phân biệt chữ hoa và chữ thường 

+ Casesen on: Bỏ thuộc tính phân biệt chữ hoa và chữ thường 

+ Clc: Xóa cửa sổ dòng lệnh 

+ Clf : Xóa cửa sổ đồ họa 

+ Exit hoặc quit: Thoát ra khỏi chương trình MATLAB 

+ Ctrl + C: Dừng chương trình khi nó rơi vào tình trạng lặp không kết thúc 

+ Help: Xem trợ giúp 

Các tệp trong Matlab:

+ Tệp *. m: Tệp soạn thảo chương trình Scrippts, hàm function, lưu trữ số liệu; 

+ Tệp *.mat: Tệp lưu trữ số liệu (ở cửa sổ Workspace ) >> save  ; >> load *.mat   

+ Tệp *.fig: tệp lưu trữ các tệp đồ hoạ; 

+ Tệp *.mdl : Tệp sơ đồ khối Simulink; 

MATLAB có các công cụ hết sức hữu hiệu để hiển thị các véc tơ và ma trận ở dạng đồ thị cũng như việc chú thích và in ấn đồ thị này một cách trực quan. 

Để mô hình hoá, Simulink cung cấp cho bạn một giao diện đồ họa để sử dụng và xây dựng mô hình sử dụng thao tác "nhấn và kéo" chuột. Với giao diện đồ họa ta có thể xây mô hình và khảo sát mô hình một cách trực quan hơn. Đây là sự khác xa các phần mềm trước đó mà người sử dụng phải đưa vào các phương vi phân và các phương trình sai phân bằng một ngôn ngữ lập trình. 

Điểm nhấn mạnh quan trọng trong việc mô phỏng một quá trình là việc thành lập được mô hình. Để sử dụng tốt chương trình này, người sử dụng phải có kiến thức cơ bản về điều khiển, xây dựng mô hình toán học theo quan điểm của lý thuyết điều khiển và từ đó thành lập nên mô hình của bài toán.   

Trong Simulink việc giải các bài toán mô phỏng có nhiều phương pháp giải khác nhau. Sau đây là các cách giải được áp dụng trong Simulink. 

+ Phương pháp Euler: Phương pháp cổ điển với biến là bước. Phương pháp này khả thi cho bất cứ hệ thống nào có những bước nhỏ. Do đó những bài toán có liên quan đến việc tính toán quá nhiều thì không bao giờ chính xác. Phương pháp này chỉ nên dùng  cho việc kiểm tra kết quả. 

+ Phương pháp Runge-Kutta 3 và Runge-Kutta 5: phương pháp thông dụng áp dụng cho mọi loại bài toán và nó có thể đạt chỉ tiêu chất lượng so với các phương pháp đặc biệt khác. Phương pháp này thích hợp cho cho hệ liên tục và hệ phi tuyến. Không làm việc với hệ có ma sát. 

+ Phương pháp Adams: Phương pháp tự chỉnh áp dụng cho hệ không có ma sát. 

3.2. Mô Phỏng Thuật Toán Hộp Số Được Đề Xuất Theo Chu Trình Lái Xe Thứ Nghiệm WLTP Class 3

Sơ đồ mô phỏng động lực hệ thống truyền động như hình 3.2.

3.2.1. Lý thuyết bộ điều khiển PID

Sơ đồ mô phỏng động sử dụng 3 khối điều khiển PID để điều khiển giá trị vận tốc góc đầu ra của động cơ, bánh răng vòng và bánh răng mặt trời.

Nguyên lý của bộ điều khiển PID là các giá trị vận tốc góc đầu ra của động cơ, bánh răng vòng, bánh răng mặt trời có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi 3 tham số P,I,D của bộ điều khiển: P - Độ lợi tỉ lệ, I - Độ lợi tích phân, D - Độ lợi đạo hàm

+ Độ lợi tỉ lệ (P) tạo ra đầu ra tỉ lệ thuận với tín hiệu lỗi, tức là chênh lệch giữa giá trị mong muốn và giá trị xử lý thực tế. Việc tăng mức tỉ lệ sẽ làm tăng phản ứng của bộ điều khiển đối với những thay đổi trong tín hiệu lỗi, điều này có thể cải thiện tín hiệu phản hồi. Tuy nhiên, nếu độ lợi tỷ lệ được đặt quá cao, nó có thể dẫn đến sự mất ổn định trong hệ thống.

+ Độ lợi tích phân (I) tạo ra đầu ra tỉ lệ với tích phân của tín hiệu lỗi theo thời gian. Điều này giúp loại bỏ các lỗi ở trạng thái ổn định và có thể cải thiện phản ứng của hệ thống đối với nhiễu loạn. Tuy nhiên, việc tăng độ lợi tích phân quá nhiều có thể dẫn đến tình trạng quá vọt hoặc mất ổn định trong hệ thống.

1. Bộ điều khiển tốc độ bánh răng vòng

Sơ đồ của bộ điều khiển tốc độ bánh răng vòng như hình 3.3.

2. Bộ điều khiển tốc độ bánh răng mặt trời

Sơ đồ của bộ điều khiển tốc độ bánh răng mặt trời như hình 3.4.

Chênh lệch giữa giá trị đầu ra wS và wsd sẽ trở thành tín hiệu eS và được gửi tới bộ điều khiển PID. Sau đó, PID sẽ gửi tín hiệu điều khiển dựa trên tín hiệu trước đó vào hộp số để điều chỉnh giá trị của TBS để kiểm soát vận tốc góc đầu ra wS và duy trì nó ở giá trị mong muốn.

3. Bộ điều khiển tốc độ động cơ

Tương tự như bộ điều khiển PIDs, trong mô hình mô phỏng hộp số này sử dụng khối Longitudinal Driver để điều khiển momen của đầu ra của động cơ, đây là bộ điều khiển theo dõi tốc độ dọc của xe, dựa vào vận tốc tham chiếu (VelRef) được lấy từ chu trình lái xe thử WLTP class 3 và vận tốc phản hồi (VelFdbk) từ vận tốc của xe, nó tạo ra các lệnh tăng tốc và phanh chuẩn hóa (AccelCmd) có thể thay đổi từ 0 đến 1. Trong mô hình được nhân thêm với 180 để giới hạn momen của động cơ điện được sử dụng từ 0 đến 180 Nm.

Bộ điều khiển sử dụng tham số loại điều khiển P,I để kiểm soát độ lợi tỷ lệ - tích phân, các thông số của khối được điều chỉnh như hình dưới.

3.2.2. Chu Trình Lái Xe Thử Nghiệm

Tại nhiều quốc gia, ô tô được kiểm tra khả năng tiết kiệm nhiên liệu thông qua các quy trình tiêu chuẩn trước khi được ủy quyền bán. Mức tiêu thụ nhiên liệu ô tô thường được đo bằng cách cho một chiếc xe thử nghiệm chạy trên một thiết bị đo chuyên dùng. Tuy nhiên, phương pháp kiểm tra, bao gồm các chu kỳ kiểm tra là khác nhau giữa các quốc gia và khu vực. Các chu kỳ thử nghiệm mô phỏng một loạt các điều kiện lái xe khác nhau, ở tốc độ đường cao tốc, đường đồ thị với các tốc độ điển hình khác. 

Ở hầu hết các nền kinh tế đang phát triển, các phương tiện không được kiểm tra khả năng tiết kiệm nhiên liệu trong các phòng thí nghiệm, không có các chu trình thử nghiệm đặc thù của nước đó. Các chính phủ thường sẽ dựa vào các dữ liệu của nhà sản xuất đã công bố khi tính toán mức tiết kiệm nhiên liệu dự trữ của xe và đưa ra cách thiết lập một loại đường cơ sở  riêng. Trong trường hợp không có thử nghiệm quốc gia, các tổ chức người tiêu dùng, chẳng hạn như câu lạc bộ Ô tô, có đủ khả năng để phát triển các quy trình thử nghiệm và tự tiến hành hoặc tài trợ thử nghiệm, công bố kết quả vì sự quan tâm của các thành viên.

a)  Chu trình NEDC

Chu trình NEDC (New European Driving Cycle) là một chu trình đã được cách điệu hóa cao, với khoảng thời gian tăng tốc và giảm tốc liên tục, ít liên quan đến điều kiện lái thực tế. Tuy nhiên, nó là một chu trình được thiết kế đặc biệt để kiểm duyệt các kiểu xe hạng nhẹ ở Châu Âu như Hình 3.4.

Chu trình mô phỏng vận tốc chuyển động trên loại đường hỗn hợp, trong nội đô và ngoài đô thị, thời gian chuyển động trong nội đô chiếm khoảng 2/3 thời gian, còn lại 1/3 thời gian là chuyển động ngoài đô thị.

c) Chu trình lái xe WLTP

Chu  trình WLTP  (Worldwide  Harmonized  Light-duty  Test  Procedure)  được thay thế cho chu trình NEDC từ tháng 9 năm 2017. Nước Đức là nước đi đầu trong công cuộc phát triển và thay đổi chu trình cũ. Nó đã được thông qua bởi Ủy ban vận tải nội địa của Ủy ban Kinh tế liên hộp quốc tại Châu Âu (UNECE), một thỏa thuận được chấp thuận vởi Trung Quốc, Hoa Kỳ, Nhật bản và các nước trong liên minh châu Âu. 

Quy trình kiểm tra được hướng dẫn và thực hiện nghiêm ngặt với bài kiểm tra trong phòng thí nghiệm bằng bang thử tải (Kiểm tra lực kế khung xe). WLTP có 3 loại chu trình thử nghiệm khác nhau tùy thuộc vào từng loại xe được xác định bởi tỷ lệ công suất động cơ/ trọng trượng xe. 

Hầu hết các Ô tô phổ thông hiện nay đều có có tỷ lệ lớn hơn 40W/kg, do đó thường áp dụng chu trình WLTP loại 3 (WLTP-class-3) để áp dụng kiểm tra. Xe tải hạng nặng và xe buyt có thể dùng loại 2. WLTP cũng nhằm mục tích trở thành bài kiểm tra thực tế cho các dòng xe điện, xe Hybrid. Tất cả các loại xe điện đều được sử dụng chu trình WLTP-class-3 để làm chu trình chạy thử nghiệm. 

3.2.3. Kết Quả Mô Phỏng

- Vận tốc góc của động cơ điện Như hình 3.9.

- Vận tốc góc của trục đầu ra đến bánh xe chủ động. Như hình 3.10.

Nhận xét: Trong sơ đồ trên, mô phỏng kéo dài từ 0 - 1700s được mô phỏng theo chu trình thử nghiệm WLTP class 3 với các vận tốc di chuyển gần như giống với thực tế, khi xe dừng thì vận tốc của động cơ điện và bánh xe giảm mạnh về 0, khi xe chuyển động thì tương ứng với các giá trị như 2 sơ đồ trên. Ở thời điểm t = 1570s thì xe thực hiện chuyển từ số 1 sang số 2, ta nhận thấy độ êm dịu khi chuyển số tạm ổn, điều này còn phụ thuộc vào bộ điều khiển vận tốc được thể hiện trên mô hình điều khiển hộp số (hình 3.2).

- Momen tác dụng lên phanh bánh răng vòng : Như hình 3.15.

- Momen tác dụng lên phanh bánh răng mặt trời : Như hình 3.16.

Nhận xét: Tương tự như đã giải thích ở sơ đồ vận tốc góc của Vòng và Mặt trời, khi xe di chuyển ở số 1 thì momen khóa của phanh Vòng tăng đến khoảng 12.104 Nm và của Mặt trời giảm về 0. Khi xe di chuyển ở số 2 thì ngược lại momen khóa của phanh Mặt trời đạt giá trị khá lớn là gần 13.105 Nm còn của Vòng giảm mạnh về 0 Nm, và điều này được điều khiển bằng bộ điều khiển PIDs cùng với thuật toán chuyển số theo chu trình thử nghiệm WLTP class 3.

* Giải thích kết quả mô phỏng:

Qúa trình mô phỏng được thử nghiệm trong khoảng từ 0 - 1700 giây.

Ta có thể thấy khi xe đỗ thì cả phanh mặt trời và phanh vòng đều được mở ra (shift down = 0 và shift up = 0) lúc này xe không thực hiện chuyển số. Xe bắt đầu di chuyển ở vận tốc từ 1 - 30 m/s thì shift down = 1 và shift up = 0 điều khiển xe chạy ở số 1, lúc này phanh Vòng khóa lại làm momen khóa của nó đạt đến giá trị mong muốn, thao tác này được điều khiển hoàn toàn bằng bộ điều khiển PID. Đồng thời, phanh Mặt trời mở ra làm momen khóa của nó giảm mạnh về 0, thao tác này được điều khiển hoàn toàn bằng bộ điều khiển PID.

Tương tự như vậy, khi xe bắt đầu di chuyển ở vận tốc từ 30 m/s trở lên thì shift down = 0 và shift up = 1 điều khiển xe chạy ở số 2, lúc này phanh Mặt trời khóa lại làm momen khóa của nó đạt đến giá trị mong muốn, thao tác này được điều khiển hoàn toàn bằng bộ điều khiển PID. Đồng thời, phanh Vòng mở ra làm momen khóa của nó giảm mạnh về 0, thao tác này được điều khiển hoàn toàn bằng bộ điều khiển PID.

3.3. Mô Phỏng Thuật Toán Của Hộp Số Theo Tín Hiệu Chuyển Số Đầu Vào.

Mô hình chuyển số được thực hiện trong trường hợp quá trình chuyển số từ số 1 (bánh răng vòng được khóa và bánh răng mặt trời được mở) sang số 2 (bánh răng vòng được mở và bánh răng mặt trời được khóa). Thời điểm xảy ra chuyển số ở giây thứ 4.

Sơ đồ mô phỏng thuật toán của hộp số theo tín hiệu chuyển số đầu vào như hình 3.1.8.

3.3.1. Bộ điều khiển PID

1. Bộ điều khiển tốc độ xe

Các thông số P, I, D của bộ điều khiển được điều chỉnh như hình dưới.

2. Bộ điều khiển tốc độ bánh răng vòng

Các thông số P, I, D của bộ điều khiển được điều chỉnh như hình dưới.

3.3.2. Kết quả mô phỏng

- Vận tốc góc của động cơ điện :

Nhận xét: Trong sơ đồ trên, ở thời điểm từ 0-4s xe đang đi ở số 1, vận tốc góc của động cơ điện tăng đến 350 rad/s, khi bắt đầu thực hiện chuyển số 2 (4-5s) tốc độ của động cơ điện giảm xuống 140 rad/s sau đó từ 5 -10s về lại tốc độ mong muốn là 155 rad/s.

- Vận tốc góc của trục đầu ra đến bánh xe chủ động :

Nhận xét: Trong sơ đồ trên, ở thời điểm từ 0-4s xe đang đi ở số 1, vận tốc góc của bánh xe tăng đến 40 rad/s, khi bắt đầu thực hiện chuyển số 2 (4-5s) tốc độ của bánh xe giảm xuống 36 rad/s sau đó từ 5 -10s tăng đến tốc độ mong muốn là 70 rad/s.

- Vận độ góc của bánh răng mặt trời:

Nhận xét: Nhìn vào sơ đồ vận tốc góc của Vòng và Mặt trời, ta có thể thấy rõ ràng khi xe đang đi ở số 1 thì Vòng bị khóa lại (wR = 0rad/s), vận tốc góc của Mặt trời tăng từ 0 đến khoảng 1000 rad/s. Tại thời điểm chuyển số từ 4-5s, lúc này xe chuyển sang số 2 nên Mặt trời bị khóa lại (wS = 0rad/s) và vận tốc góc của Vòng tăng từ 0 đến 250 rad/s.

- Momen tác dụng lên phanh bánh răng vòng :

- Momen tác dụng lên phanh bánh răng mặt trời:

Khi xe di chuyển ở số 1, phanh của Mặt trời mở ra nên momen khóa của nó giảm mạnh về giá trị 0, momen khóa phanh của Vòng tăng đến 270 Nm làm cho Vòng bị khóa lại. Trong quá trình chuyển số, phanh của Vòng nhả ra nên momen khóa của nó giảm mạnh về giá trị 0, momen của Mặt trời tăng đến 140 Nm sau đó giảm về giá trị mong muốn là 40 Nm (điều này được điều khiển hoàn toàn bằng bộ điều khiển PID).

Độ giật Jerk khi chuyển số (J):

Tại thời điểm chuyển số từ 4-5s, ta có thể thấy xe đạt được độ êm dịu khi chuyển số khá ổn địn, độ giật Jerk: J < 10 m/s3.

3.4. Kết Luận Chương 3

Trong chương cuối này, mô hình động lực học của hộp số hai cấp SEAMLESS được đề xuất, được mô phỏng bằng MATLAB/SIMULINK. Sự mô phỏng kết quả cho thấy dao động của các vận tốc đầu ra trong quá trình chuyển số không quá lớn, điều này hoàn toàn phụ thuộc vào định luật điều khiển sang số. Hai hệ thống phanh trong hộp số đề xuất không chỉ mang lại khả năng sang số liền mạch mà còn giúp đồng bộ hóa tốc độ động cơ với hệ thống truyền động, từ đó có thể giảm được thời gian sang số,Có thể dễ dàng chỉ ra rằng thuật toán điều khiển cho việc chuyển số xuống có thể được thực hiện theo cách tương tự như khi chuyển số lên, sự khác biệt chính nằm ở trình tự của các pha quán tính và mô men xoắn.

KẾT LUẬN

Trong thời gian qua với nỗ lực của bản thân đồng thời với sự hướng dẫn tận tình của đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình đến nay đồ án đã hoàn thành và đạt được những kết quả như sau:

- Nghiên cứu, tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hộp số SEAMLESS hai cấp trên ô tô điện.

- Xây dựng mô hình mô phỏng động lực học điều khiển hộp số SEAMLESS hai cấp bằng phần mềm MATLAB SIMULINK.

- Điều khiển vận tốc, momen tác dụng lên phanh bánh răng vòng và mặt trời trong hộp số giúp quá trình chuyển số diễn ra liền mạch, giúp cải thiện gia tốc cũng như độ mượt mà khi tăng tốc một cách rõ rệt, nâng cao được độ êm dịu tăng cảm giác cho người lái an toàn và thoải mái nhất.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy: TS………………, cô giáo trong khoa Cơ Khí Ô Tô Đại học Giao thông vận tài đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Thông số kỹ thuật cần thiết của ô tô tham khảo. Xem Tại Đây.

(https://porsche-vietnam.vn/models/?category=phien-ban-taycan)

[2]. F. A. Machado, P. J. Kollmeyer, D. G. Barroso and A. Emadi, "Multi-Speed Gearboxes for Battery Electric Vehicles: Current Status and Future Trends," in IEEE Open Journal of Vehicular Technology, vol. 2, pp. 419-435, 2021, doi: 10.1109/OJVT.2021.3124411

[3]. M. S. Rahimi Mousavi and B. Boulet, "Modeling, simulation and control of a seamless two-speed automated transmission for electric vehicles," 2014 American Control Conference, Portland, OR, USA, 2014, pp. 3826-3831, doi: 10.1109/ACC.2014.6859049.

[4]. https://patents.google.com/patent/US9702438B2/en.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"