CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
4.3 Kết quả mô phỏng nguồn điện trên xe điện Tesla model S
Ta cho xe tăng tốc như sau:
Mô phỏng lần 1: Xe tăng tốc từ 0 km/h lên đến 30 km/h trong 5 giây, và giữ nguyên tốc độ đó trong 995 giây. Sau 995 giây tốc độ xe đặt về 0 km/h Mô phỏng lần 2: Xe tăng tốc từ 0 km/h lên đến 50 km/h trong 5 giây, và giữ nguyên tốc độ đó trong 995 giây. Sau 995 giây tốc độ xe đặt về 0 km/h.
Mô phỏng lần 3: Xe tăng tốc từ 0 km/h lên đến 80 km/h trong 5 giây, và giữ nguyên tốc độ đó trong 995giây. Sau 995 giây tốc độ xe đặt về 0 km/h.
Mô phỏng lần 4: Xe tăng tốc từ 0 km/h lên đến 100 km/h trong 5 giây, và giữ nguyên tốc độ đó trong 995 giây. Sau 995 giây tốc độ xe đặt về 0 km/h.
Mô phỏng này chạy trong 1000 giây. Kết quả mô phỏng ta sẽ có được bao gồm:
Trạng thái sạc của pin tức là mức dung lượng còn lại của pin sau mô phỏng.
Nhiệt độ của pin sau mô phỏng .
Quãng đường xe đi được sau khi mô phỏng.
Vận tốc xe thực tế so với vận tốc đầu vào.
59
Hình 4. 11. Đồ thi mô phỏngtốc độ không đổi của xe là 30 km/h trong 1000 giây, xây dựng từ khối drive cycle
Hình 4. 12 Đồ thị dòng điện trong mô phỏng , nhận thấy với tốc độ không đổi là 30 km/h thì dòng điện cần có là I =38,09A
60
Hình 4. 13 Trạng thái sạc của pin sau khi kết thúc mô phỏng 1, nhận thấy đồ thị có chiều hướng sạc vào pin vào 5 giây cuối trước khi kết thúc mô phỏng
Hình 4. 14 Đồ thị thể hiện nhiệt độ của pin trong qua trình hoạt động của mô phỏng 1
61
Hình 4. 15 .Đồ thị thể hiện vận tốc đầu ra và vận tốc mô phỏng trong mô phỏng 1
Hình 4. 16. Mô phỏng 2 với vận tốc không đổi là 50 km/h
62
Hình 4. 17 . Đồ thị thể hiện cường độ dòng điện phóng của hệ thống pin với mô phỏng 2, I = 45,018 A
Hình 4. 18 . Trạng thái sạc của pin trong mô phỏng 2.
63
Hình 4. 19 . Nhiệt độ của pin trong mô phỏng 2
Hình 4. 20 . Tốc độ so sánh của xe mô phỏng được với tốc độ đầu vào trong mô phỏng 2
64
Hình 4. 21 Mô phỏng 3 với vận tốc không đổi là 80 km/h
Hình 4. 22. Đồ thị thể hiện cường độ dòng điện phóng của hệ thống pin với mô phỏng 3, I = 61,904 A
65
Hình 4. 23. Trạng thái sạc của pin trong mô phỏng 3
Hình 4. 24 .Nhiệt độ của pin trong mô phỏng số 3
66
Hình 4. 25 So sánh giữa vận tốc mô phỏng được và vận tốc đầu vào.
Hình 4. 26. Đồ thị của vận tốc đầu vào mô phỏng số 4
67
Hình 4. 27 . Đồ thị mô phỏng cường độ dòng điện của hệ thống pin trong mô phỏng 4
Hình 4. 28. Trạng thái sạc của pin trong mô phỏng số 4
68
Hình 4. 29 . Đồ thị thể hiện nhiệt độ của pin trong quá trình mô phỏng 4
Hình 4. 30 . Đồ thị thể hiện vận tốc đầu ra và vận tốc đầu vào của mô phỏng số 4
69 Kết quả mô pỏng thu được thể hiện ở bảng dưới :
Mô phỏng 1 Mô phỏng 2 Mô phỏng 3 Mô phỏng 4 Tốc độ mô phỏng
( Km/h)
30 50 80 100
Trạng thái sạc của pin kết thúc mô phỏng ( %)
96,26 95,51 93,78 92,23
Nhiệt độ pin kết thúc mô phỏng
( độ C)
25,6 25,95 26,54 27,01
Quãng đường xe đi được khi kết thúc mô phỏng
(km)
8,264 13,76 21,97 27,42
Quãng đường đi được trong một lần sạc với tốc độ mô phỏng ( km)
221 306 353 354
KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
Kết quả đạt được
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, em đã đưa ra bản mô phỏng tổng quan của hệ thống pin với các chi tiết, cụm chi tiết cơ bản. Qua đề tài này, nhóm nghiên cứu đạt được những kết quả sau:
– Tìm hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của dòng pin Litium-ion, một loại pin dự trữ năng lượng của tương lai.
– Tìm hiểu được kết cấu cơ bản của xe ô tô điện, đặc biệt là về ô tô điện của hãng Tesla.
Hạn chế
Do thời gian tìm hiểu và nghiên cứu khá ngắn và việc làm đồ án cũng như đề tài còn khá mới với em nên vẫn còn nhiều hạn chế như:
70 - Chưa tìm hiểu được thực sự sâu về chủ đề.
- Chưa được nghiên cứu trên xe điện thực tế nên không kiểm nghiệm được tính chính xác của các thông số tham khảo.
- Chưa đi sâu vào nội dung phần tính toán về năng lượng của pin.
- Chưa thể đi sâu vào nghiên cứu về mạch điện Battery Manager System (BMS).
- Chưa xây dựng được biểu đồ, đồ thị sạc, xả của hệ thống pin.
Hướng phát triển đề tài
– Tìm hiểu sâu hơn về các nội dung đã trình bày ở trên để hiểu rõ nhất và chính xác nhất so với thực tế.
– Tìm hiểu, nghiên cứu về mạch điện BMS, lập trình mạch và hoạt động của mạch
– Nghiên cứu về phần điện hoàn thiện toàn bộ hệ thống nhằm đưa ra một quy trình hoàn thiện về hoạt động của hệ thống, hướng tới việc xây dựng mô hình thực tế
Kết luận
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, em đã đưa ra được bản mô phỏng của hệ thống pin trên xe điện Tesla model S 2016, cùng với đó là những kiến tức nền tảng của pin Litium-ion.
Đây là cơ sở quan trọng để tiếp tục nghiên cứu về xe điện phục vụ công tác đào tạo tại Khoa Công nghệ Ô tô, Trường Đại học công nghiệp Hà Nội.
71
DANH MỤC THAM KHẢO
1. Báo cáo “Công nghệ sản xuất Pin Litium-ion”(2017), Bùi Nhật Vũ, Trần Thị Diễm Trang, trường đại học Cần Thơ, khoa khoa học tự nhiên 2. Khoá luận tốt nghiệp “Tổng quan về pin Litium-ion”(2008), Nguyễn
Minh Nguyệt
3. Electric powertrain energy systems, power electronics drives for hybrid, electric fuel cell vehicles by Goodarzi, Gordon A. Hayes, John G (z-lib.org)
4. Amir Khajepour, M. Saber Fallah, Avesta Goodarzi - Electric and Hybrid Vehicles_ Technologies, Modeling and Control - A Mechatronic Approach-Wi
5. K.T.Chau. Electric vehicle machines and drives, design, analysis and application. IEEE WILEY.
6. Randy H.Shih. (2019). Autodesk Inventor 2019 and Engineering Graphics An Integrated Approach. SDC PUBLICATIONS.
7. Amir Khajepour, Saber Fallah, Avesta Goodarzi. Electric and hybrid vehicles, technologies, modeling and control: a mechatronic approach.
wiley.
8. Electric powertrain, john G.Hayes, G.Abas Goodarzi, published 2018 9. Electric vehicle technology explained, James Larminie, John Lowry,
published 2012
10. Wikipedia. Lithi-ion battery.
11. Cấu tạo hệ thống sạc điện trêndòng xe điện Tesla model S, https://garatructuyen.com/cau-tao-he-thong-sac-dien-tren-dong-xe- tesla/
12. Pin 18650, https://toppin.vn/pin-18650-sac-la-gi/
13. https://www.tesla.com/sites/default/files/model_s_owners_manual_nort h_america_en_us.pdf