Luận án TS: Nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng hệ thống phanh tái sinh ô tô - Dương Tuấn Tùng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH DƯƠNG TUẤN TÙNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ THU HỒI NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TÁI SINH TRÊN Ô TÔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH DƯƠNG TUẤN TÙNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ THU HỒI NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TÁI SINH TRÊN Ô TÔ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 9520103 Hướng dẫn khoa học: 1. NGUYỄN TRƯỜNG THỊNH Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: LÝ LỊCH KHOA HỌC CỦA NGHIÊN CỨU SINH I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ và tên: DƯƠNG TUẤN TÙNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15/07/1980 Nơi sinh: Hà Nam Quê quán: Hà Nam Dân tộc: Kinh Học vị cao nhất: Thạc Sỹ Năm, nước nhận học vị: 2010, Việt Nam Chức vụ: Trưởng ngành CNKT ô tô Khoa Đào tạo Chất lượng cao Đơn vị công tác : Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 40A, tổ 9, khu phố 3, phường An Bình, TP.

Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai Điện thoại liên hệ: 0914805623 Email: tungdt@hcmute. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Đại học - Hệ đào tạo: Chính qui - Nơi đào tạo: Trường Đại học Sư hạm Kỹ thuật TP. HCM - Ngành học: Cơ khí động lực - Nước đào tạo: Việt Nam Năm tốt nghiệp: 2004 2.

Sau đại học - Thạc sĩ chuyên ngành: Cơ khí ô tô Năm cấp bằng: 2010 - Nơi đào tạo: trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM – Việt Nam - Ngoại ngữ: Tiếng Anh Mức độ sử dụng: Giao tiếp tốt III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC - 2004-2005: Làm việc tại công ty ô tô TOYOTA Biên Hòa - 2005 đến nay: Giảng viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU/CHUYÊN MÔN - Hệ thống truyền lực ô tô - Hệ thống điều khiển chuyển động ô tô - Hệ thống phanh tái sinh trên ô tô - Kỹ thuật sửa chữa thân vỏ và sơn xe i V.

CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 5. Các công trình đã công bố Nơi công bố Năm công TT Tên công trình Tên tác giả (tên tạp chí, tuyển bố tập) Tạp chí khoa học và Dương Tuấn công nghệ các trường Thiết kế, chế tạo m áy 1 Tùng Đại học Kỹ thuật số 2011 phân tích màu sơn ô tô 85-2011, ĐH Bách khoa Hà Nội An overview of The International research and proposed Conference of Green experiment model of Technology and Duong Tuan 2 regenerative braking 2014 Tung Sustainable system based on the conventional vehicle Development 2nd, powertrain HCMUTE, 2014 Hội nghị khoa học và Nghiên cứu thiết kế và công nghệ toàn quốc mô phỏng động lực học Dương Tuấn về Cơ khí lần thứ 4 3 bộ thu hồi năng lượng Tùng 2015 Tp.Hồ Chí Minh, từ hệ thống phanh trên ngày 06 tháng 11 năm ô tô 2015 Một nghiên cứu thực Hội nghị khoa học và nghiệm bộ thu hồi năng công nghệ toàn quốc lượng tái tạo khi phanh Dương Tuấn về Cơ khí lần thứ 4 4 áp dụng cho xe ô tô có Tùng 2015 Tp.Hồ Chí Minh, kiểu hệ thống truyền ngày 06 tháng 11 năm lực truyền thống 2015 Nghiên cứu mô phỏng Dương Tuấn Tạp chí khoa học giáo các đặc tính động lực 5 Tùng dục kỹ thuật, Đại học 2016 của ô tô dựa trên phần SPKT Tp.HCM mềm AVL Cruise The Fifth Research on kinetic International energy recovery of Duong Tuan Multi-Conference on 6 conventional vehicle 2016 Tung Engineering and T based on regenerative braking system echnology Innovation 2016 (IMETI2016), ii Taichung Taiwan, November, 2016 Research on using PID IEEE International algorithm to control the Conference on inertial energy Duong Tuan 7 Systems Science and 2017 recovery of vehicle Tung Engineering, July 21- based on regenerative 23, 2017, HCMUTE. braking system IEEE International Research on braking Conference on Green force distribution in Duong Tuan Technology and 8 regenerative braking 2018 Tung Sustainable system apply to Development (GTSD) conventional vehicle December 2018 Research on controlling of Journal of Technical experiment model to Duong Tuan 9 Education Science, 2018 evaluate of kinetic Tung 2018 energy recovery system based on driving cycles Research on Designing Journal of Science & the Regenerative Duong Tuan Technology, 10 Braking System Apply 2019 Tung Technical University to Conventional No 135 (2019) Vehicle Research on improving IJSRD - International the fuel consumption of Journal for Scientific conventional Duong Tuan Research & 11 2019 powertrain vehicle by Tung Development| Vol. 7, using a kinetic energy Issue 03, 2019 | ISSN recovery system (online): 2321-0613 5.

Các đề tài nghiên cứu khoa học đã thực hiện Năm Đề tài cấp Trách nhiệm Tên đề tài nghiên cứu/ TT hoàn (NN, Bộ, ngành, tham gia Lĩnh vực ứng dụng thành trong đề tài trường) Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo Nghiên cứu khoa 1. các mô hình hệ thống sơn tự 2006 học cấp Trường Chủ trì động T2006-64 iii Nghiên cứu khoa 2. Thiết kế phần mềm tra công học cấp Trường Chủ trì 2010 thức màu sơn ô tô. T2010-22 Nghiên cứu khoa 3.

Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo học cấp Trường Chủ trì 2012 trọng điểm máy phân tích màu sơn ô tô T2011-12TĐ Thiết kế mạch điều khiển mô Nghiên cứu khoa 4. hình hệ thống phanh ABS bằng 2013 học cấp Trường Chủ trì máy tính T2012-13 Nghiên cứu đề xuất phương án Nghiên cứu khoa 5 tích trữ năng lượng khi phanh 2014 học cấp Trường Chủ trì trên ô tô T2014-60 Nghiên cứu, tính toán mô hình Nghiên cứu khoa 6 thử nghiệm bánh đà siêu tốc học cấp Trường Chủ trì 2015 ứng dụng cho hệ thống phanh tái tạo năng lượng trên ô tô. T2015-63 Nghiên cứu thiết kế và chế tạo Nghiên cứu khoa thử nghiệm hệ thống phanh tái học cấp Trường 7 tạo năng lượng áp dụng cho xe 2016 Chủ trì trọng điểm ô tô có kiểu hệ thống truyền lực truyền thống T2016-63TĐ Nghiên cứu điều khiển hệ Nghiên cứu khoa 8 thống thu hồi năng lượng quán học cấp Trường Chủ trì 2017 trọng điểm tính của ô tô dựa trên hệ thống phanh tái tạo năng lượng T2017-28TĐ Nghiên cứu vấn đề quản lý Nghiên cứu khoa 9 năng lượng thu hồi và phân học cấp Trường Chủ trì 2018 trọng điểm phối lực phanh trong hệ thống phanh tái sinh trên ô tô T2018-97TĐ Nghiên cứu khoa Nghiên cứu tối ưu hóa năng học cấp Trường 10 lượng thu hồi từ hệ thống 2019 Chủ trì trọng điểm phanh tái sinh trên ô tô T2019-97TĐ iv LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự tham khảo cho việc thực hiện luận án đã được trích dẫn rõ ràng. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 06 năm 2020 (Ký tên và ghi rõ họ tên) v LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sĩ ngành Kỹ thuật Cơ khí “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô” là kết quả của quá trình nghiên cứu, cố gắng không ngừng của tác giả trong suốt thời gian qua với sự giúp đỡ tận tình của quý thầy, cô giáo Trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, các nhà khoa học trong ngành ô tô, bạn bè, đồng nghiệp. Đặc biệt tác giả xin bày tỏ sự biết ơn đến quý thầy hướng dẫn PGS-TS. Đỗ Văn Dũng và PGS-TS.

Nguyễn Trường Thịnh đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, luôn giúp đỡ, quan tâm đôn đốc NCS để luận án được hoàn thành. Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu nhà trường, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban lãnh đạo Khoa Cơ khí Động lực, Khoa Cơ khí chế tạo máy, Khoa Đào tạo Chất lượng cao và các bộ môn chuyên môn đã tạo điều kiện giúp đỡ để NCS hoàn thành luận án tiến sĩ của mình. Sau cùng, NCS xin cảm ơn gia đình đã luôn ở bên cạnh và động viên trong suốt thời gian qua để NCS hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình. Trân trọng! Tp.

Hồ Chí Minh, 15 tháng 06 năm 2020 Nghiên cứu sinh Dương Tuấn Tùng vi TÓM TẮT Thu hồi năng lượng khi phanh là một hướng nghiên cứu cứu mới trong lĩnh vực ô tô trên thế giới cũng như trong nước. Các hướng nghiên cứu về vấn đề này thường gắn liền với đối tượng nghiên cứu áp dụng trên các dòng xe điện, xe lai điện và xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống. Một trong những mục tiêu chính của hướng nghiên cứu này là thu hồi nguồn năng lượng còn bị lãng phí trong hệ thống phanh để tái sử dụng lại nhằm giải quyết bài toán năng lượng trên ô tô. Bên cạnh đó, đối với các xe sử dụng động cơ đốt trong thì ngoài việc giải quyết bài toán năng lượng hướng nghiên cứu này còn góp phần vào việc nghiên cứu giảm khí thải ô nhiễm môi trường do các phương tiện này gây nên.

Luận án tiến sĩ này đã đi tính toán, thiết kế và thử nghiệm một hệ thống thu hồi năng lượng khi phanh được lắp thêm lên xe ô tô có kiểu hệ thống truyền lực truyền thống. Dựa trên mô hình tính toán đó, thuật toán điều khiển phân phối lực phanh tái sinh PSO được xây dựng nhằm tối ưu hóa năng lượng thu hồi và đảm bảo tính ổn định khi phanh. Ngoài ra, các chu trình lái xe tiêu chuẩn cũng được đưa vào trong các mô hình nghiên cứu mô phỏng và thực nghiệm để từ đó tìm ra quy luật phân bố năng lượng thu hồi trong quá trình xe phanh hoặc giảm tốc. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng xe được trang bị thêm hệ thống thu hồi năng lượng khi phanh có thể được cải thiện từ 10,49% đến 24,44% về suất tiêu hao nhiên liệu tùy thuộc vào từng chu trình thử nghiệm.

Luận án được trình bày trong 5 chương bao gồm 112 trang (không kể phần tài liệu tham khảo và phụ lục). Trong đó, chương 1 trình bày tổng quan các vấn đề nghiên cứu về hệ thống thu hồi năng lượng khi phanh và đề xuất hướng nghiên cứu cũng như mô hình nghiên cứu. Chương 2 nghiên cứu sinh đã tính toán xây dựng được mô hình toán của hệ thống thể hiện mối quan hệ của các thông số đầu vào như: hệ số khối lượng quay; vận tốc xe tại thời điểm giảm tốc; các thống số của bộ thu hồi năng lượng với năng lượng thu hồi được trong quá trình xe phanh hoặc giảm tốc được thể hiện thông qua cường độ dòng điện, điền áp của máy phát phát ra mỗi khi quá trình phanh xảy ra. Ngoài ra, trong chương này cũng trình bày về việc xây dựng mô hình mô vii phỏng dựa trên các phương trình toán đã xây dựng được.