1. Giới thiệu
Nhu cầu về các giải pháp di chuyển xanh đã thúc đẩy sự nghiên cứu và phát triển ô tô điện. Mô hình mô phỏng hệ thống xe điện không chỉ hỗ trợ việc kiểm tra và đánh giá công nghệ mới mà còn góp phần tối ưu hóa hệ thống năng lượng, giảm thiểu tổn thất và tăng hiệu quả hoạt động. Bài báo này tập trung vào việc mô phỏng các thành phần cơ bản của ô tô điện dựa trên sơ đồ “Battery Electric Vehicle Model for Vehicle System Level Simulation” được phát triển bởi MathWorks.
2. Phương pháp mô phỏng
2.1 Cấu trúc hệ thống
Hệ thống mô phỏng được chia thành các thành phần chính sau:
2.2 Quy trình mô phỏng
Quá trình mô phỏng bắt đầu từ việc thu thập thông tin của các thành phần như điện áp, dòng điện và mô-men xoắn từ động cơ và pin; sau đó, thông qua thuật toán điều khiển trong “Controller & Environment”, tín hiệu điều khiển phù hợp được cập nhật cho đơn vị truyền động động cơ. Kết quả sau đó được chuyển qua hộp số và cuối cùng là phương tiện chuyển động dọc theo, từ đó đo lường các tham số động lực học và hiệu năng tiêu thụ điện năng.
Việc tích hợp các thông số đo lường liên tục cho phép đánh giá hiệu suất hệ thống trong suốt quá trình vận hành mô phỏng, giúp đưa ra các điều chỉnh nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng.
3. Kết quả và thảo luận
Thông qua việc mô phỏng hệ thống, các kết quả số liệu về hiệu quả điện năng (kWh/100 km) được thu thập và phân tích. Ví dụ, sự thay đổi của hiệu suất dựa trên điều kiện tải và tốc độ xe mang lại những gợi ý khả thi cho việc tối ưu hóa quá trình chuyển hoá năng lượng. Một số xu hướng nổi bật bao gồm:
Những kết quả thu được từ mô phỏng cho thấy việc tích hợp các thành phần cần thiết trong một hệ thống đồng bộ có thể tối ưu được mức tiêu thụ năng lượng, giúp cải thiện hiệu suất và giảm tối đa lãng phí năng lượng trong xe điện.
4. Kết luận
Bài báo đã chứng minh được tính khả thi trong việc ứng dụng mô hình mô phỏng ô tô điện nhằm tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của hệ thống. Thông qua việc phân tích các thành phần chủ chốt – từ bộ điều khiển, pin cao áp cho đến đơn vị truyền động và đo lường – chúng ta có thể rút ra được những kết luận thiết thực về cách thức cải thiện hiệu suất và giảm tiêu hao điện năng. Mô phỏng này mở ra một hướng đi mới cho việc nghiên cứu và phát triển công nghệ ô tô điện trong tương lai, hỗ trợ việc thiết lập các tiêu chuẩn cao hơn về hiệu quả năng lượng và bền vững môi trường.
Trong tương lai, nghiên cứu có thể mở rộng bằng cách tích hợp thêm các mô hình tối ưu hóa thuật toán điều khiển, mô phỏng điều kiện môi trường thực tế và nghiên cứu độ bền lâu dài của hệ thống dưới các điều kiện khác nhau. Qua đó, giúp hệ thống trở nên toàn diện hơn và phù hợp với các yêu cầu khắt khe của ngành công nghiệp ô tô điện hiện đại.
Tài liệu tham khảo