Đồ án tốt nghiệp - Mô phỏng tối ưu suất tiêu hao nhiên liệu cho xe gắn máy lai bằng Matlab/Simulink

BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ PHỎNG TỐI ƯU SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU
CHO XE GẮN MÁY LAI BẰNG MATLAB/SIMULINK

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:
TS. NGUYỄN VĂN TRẠNG
SVTH:
LÊ NAM

19145421

PHẠM NGỌC TÂY 19145099

Tp. Hồ Chí Minh, ngày…tháng 7 năm 2023

BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ PHỎNG TỐI ƯU SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU
CHO XE GẮN MÁY LAI BẰNG MATLAB/SIMULINK

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:
TS. NGUYỄN VĂN TRẠNG
SVTH:
LÊ NAM

19145421

PHẠM NGỌC TÂY 19145099

Tp. Hồ Chí Minh, ngày…tháng 7 năm 2023

Lời cảm ơn
Trước hết nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại Học Sư
phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh vì đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất phục vụ
cho việc nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Xin cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Trạng và thầy Huỳnh Thịnh đã giảng dạy tận tình,
chi tiết để em có đủ kiến thức và vận dụng chúng vào đề tài này.
Lời cuối cùng, em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, thành công và hạnh phúc.
Xin chân thành cảm ơn.

Tóm tắt
Đề tài thực hiện lựa chọn đối tượng xe nền sau đó thực hiện phân tích kết cấu và đề
xuất phương án cải tiến thành xe hybrid với các yêu cầu về hiệu suất xe, mức tiêu hao
nhiên liệu và độ bền hệ thống. Nhóm tác giả lựa chọn xe Honda Air blade 125cc làm
đổi tượng để nghiên cứu trong đề tài và tiến hành tính toán ước lượng công suất động
cơ điện, điện áp ắc quy và dung lượng ắc quy, thiết kế bộ điều khiển phân phối công
suất cho động cơ điện và động cơ đốt trong. Sau đó thực hiện mô hình hóa các đối
tượng trên simulink nhằm đánh giá hiệu suất xe.
Kết quả tính toán thiết kế ban đầu nhóm tác giả lựa chọn phương án đặt thêm một
mô tơ điện với công suất 1200W với ắc quy lithium có dung lượng 20Ah điện áp 48V
cung cấp điện cho động cơ điện. Sau khi giải bài toán tối ưu hóa các thông số thiết kế
dùng thuật toán BCMO các thông số của hệ thống cung cấp công suất kéo từ điện
được lựa chọn gồm động cơ điện với công suất 1837W, điện áp ắc quy 50V và dung
lượng 21Ah.
Các kết quả cho thấy với chu trình NYCC xe cải tiến tiết kiệm 43.75% nhiên liệu
so với xe nền, 26.95% với chu trình Japanese 10-15 mode, 66.15% với chu trình ECE.
Với các thông số từ kết quả BCMO, lượng nhiên liệu tiêu hao trong cả chu trình
NYCC của xe cải tiến với các thông số thiết kế ban đầu là 3.32 l/100km trong khi xe
cải tiến tối ưu là 3.03 l/100km tiết kiệm 8.7%, các chu trình Japanese 10-15 mode hay
ECE cũng
...

...
mô
phỏng.
- Xây dựng mô hình toán học các bộ phận trong hệ thống truyền lực xe máy
hybrid, mô hình hệ thống lưu trữ năng lượng trên xe và đề xuất phương
pháp điều khiển phân phối công suất dùng thuật toán tối ưu Dynamic
programming.
- Nghiên cứu và áp dụng thuật toán BCMO để giải quyết bài toán tối ưu
thông số thiết kế cho hệ thống truyền lực điện cho xe cái tiến.
- Các kết quả thu được từ mô phỏng cho thấy phương pháp cải tiến hoàn
toàn có thể giải quyết vấn đề tiêu hao nhiên liệu theo mục tiêu đề tài đặt ra
với nhiều cách vận hành xe:
- Kết quả cho thấy mức tiêu hao nhiên liệu tiết kiệm mức cao nhất là
65.15% ứng với chu trình ECE, 29.5% đối với chu trình Japanese 10-15
mode và 44.5% với chu trình NYCC.
- Khi áp dụng BCMO để thiết kế lựa chọn các thông số tối ưu cho hệ thống
hybrid một số kết quả được cải thiện như lượng nhiên liệu tiêu hao thấp
hơn so với xe cải tiến không áp dụng BCMO bên cạnh đó quãng đường đi
được tăng thêm đáp ứng đủ yêu cầu thiết kế đề ra.

101

5.2. Kiến nghị
Do giới hạn về trang thiết bị, một số thông số và các vấn đề trong đề tài được
chuẩn hóa và quan tâm một cách cụ thể. Một số chủ trương phát triển trong
tương lai gần được xây dựng nhằm mục đích hoàn thiện đề tài hơn:
− Trong quá trình mô phỏng các kết quả được thực nghiệm và kiểm
chứng nhằm tăng độ tin cậy cho phương pháp đồng thời minh chứng
cho các kết quả về giá trị kinh tế mà xe cải tiến mang lại.
− Việc mô phỏng trong nghiên cứu cần được nghiên cứu cụ thể hơn để
phát triển phần cứng và phần mềm cho bộ điều khiển, thay vì việc mô
phỏng đặc tính của đối tượng.

102

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1].

Sarah Crosby, Galal Elkobrosy, Hassan Elgamal. “Mathematical

Modeling of Continously Variable Tranmission (CVT) System”.
International Journal of Engineering Research &amp Technology (IJERT),
02-02-2016
[2].

Honda Motors Vietnam. “Honda Air Blade 125cc Service Manual”.

2012
[3].

Mehrdad (Mark) Ehsani, Yimin Gao, Sebastien E. Gay, Ali Emadi.

“Modern Electric, Hybrid Electric and Fuel Cell Vehicles”.CRC Press,
2005
[4].

Thang Le-Duc, Quoc-Hung Nguyen, H. Nguyen-Xuan. “Balancing

Composite Motion Optimization”. ĐH Công nghệ TP. HCM
(HUTECH), 06-02-2020
[5].

Joe Hayton. “Modeling, dynamics and control of electrified

vehicles”. 2018
[6].

Rajesh Rajamani, Minneapolis, Minnesota. “Vehicle Dynamics and

Control”. Springer New York (NY), 2012
[7].

Huỳnh Thịnh. “Nghiên cứu mô hình hóa và mô phỏng hệ thống

truyền lực xe lai”. DH Sư phạm Kỹ thuật TPHCM, 2016

103