Hệ truyền động chuyên dụng cho xe hybrid (DHT) đang ngày càng khẳng định vai trò tiên phong trong lĩnh vực truyền động hiện đại, đặc biệt khi ứng dụng công nghệ này vào các dòng xe lai. Không chỉ tối ưu hoá việc phân phối công suất, DHT còn giúp nâng cao hiệu quả phanh tái sinh, tạo nên trải nghiệm lái xe mượt mà, chuyển số trơn tru và khả năng tăng tốc ấn tượng. Nhờ tận dụng sức mạnh của các công cụ mô phỏng như Simcenter Amesim và Simcenter HEEDS, việc lựa chọn kích thước, xác lập cấu trúc các bộ phận chủ chốt, và xây dựng chiến lược kiểm soát thông minh cho toàn hệ thống đã trở nên tối ưu hơn bao giờ hết. Kết quả mang lại là hiệu suất sử dụng nhiên liệu vượt trội, khả năng tăng tốc mạnh mẽ cùng sự ổn định của pin – tất cả góp phần hướng tới một ngành ô tô bền vững, thân thiện môi trường.
Chiến lược quản lý năng lượng thông minh cho xe hybrid
Bí quyết để tối đa hóa hiệu quả vận hành của hệ truyền động hybrid nằm ở chiến lược quản lý năng lượng hợp lý giữa động cơ đốt trong và động cơ điện. Nếu phần cứng là nền tảng, thì chiến lược kiểm soát năng lượng chính là “trái tim” quyết định hiệu quả hoạt động. Theo Panday và Bansal, các chiến lược EMS được chia thành nhiều nhóm để đáp ứng mục tiêu khác nhau. Trong thực tế, hofer powertrain đã áp dụng đồng thời hai phương pháp: nguyên lý tối thiểu Pontryagin (tối ưu offline) và chiến lược tiết kiệm nhiên liệu tương đương ECMS (tối ưu real-time), đều tích hợp sẵn trong Simcenter Amesim HOT – đảm bảo hệ truyền động luôn hoạt động ở trạng thái tối ưu trên từng điều kiện vận hành.
Quy trình tối ưu hóa hệ truyền động hybrid tiên tiến
Không chỉ dừng lại ở kiểm soát, quy trình tối ưu hóa còn mở rộng đến công đoạn lựa chọn, định cỡ các bộ phận như động cơ, máy phát, pin và tỷ số truyền. Mỗi cấu hình thiết kế đều được Simcenter HOT xác định chiến lược điều khiển hiệu quả nhất. Sau đó, Simcenter HEEDS sẽ tự động “xoay vòng” các thông số về thiết kế cũng như chiến lược, từ đó liên tục loại bỏ những cấu hình kém và ưu tiên phương án tối ưu. Cách tiếp cận này giúp quá trình thiết kế hệ truyền động trở nên tự động hóa, tiết kiệm thời gian thử nghiệm thực tế mà vẫn đảm bảo độ chính xác cho mọi điều kiện phức tạp, kể cả kiểm soát nhiệt và kiểm nghiệm tuổi thọ linh kiện.
Xây dựng mô hình nền tảng với Simcenter Hybrid Optimization Tool
Trong tập hợp nghiên cứu này, Simcenter HOT đã được triển khai trên cấu hình xe hybrid song song tích hợp động cơ xăng 1.2L. Toàn bộ mô hình trải qua 6 bước từ định nghĩa kiến trúc – xác định thông số, thiết lập chiến lược kiểm soát – xây dựng các kịch bản thử nghiệm, chạy tối ưu hóa điều khiển và cuối cùng là phân tích các kết quả sau tối ưu.
Các kết quả nền tảng này là cơ sở quan trọng để bắt đầu giai đoạn tối ưu chi tiết hệ truyền động với sự hỗ trợ từ HEEDS – hứa hẹn nhiều cải tiến về hiệu suất tổng thể.
Khám phá tối ưu hóa hệ truyền động cùng Simcenter HEEDS
Simcenter HEEDS đóng vai trò như “trợ thủ đắc lực” trong lĩnh vực tối ưu hóa đa mục tiêu cho hệ truyền động hybrid. Sử dụng kịch bản Python tự động, công cụ này tiến hành thử nghiệm hàng trăm cấu hình khác nhau trên các điều kiện như: tốc độ tối đa, thời gian tăng tốc 0-100km/h, giới hạn dòng pin, số lượng cell pin song song và tỷ số truyền… Tổng cộng 250 thiết kế đã được kiểm nghiệm, với 235 mẫu đáp ứng mọi chỉ tiêu kỹ thuật khắt khe. Mục tiêu duy nhất: đưa mức tiêu thụ nhiên liệu (đã hiệu chỉnh) xuống mức tối ưu mà chất lượng vận hành vẫn vượt trội.
Biểu đồ minh họa trên đây là so sánh giữa mười thiết kế hiệu quả nhất và cấu hình ban đầu: phương án tối ưu có mức tiêu hao nhiên liệu chỉ còn 5.23L/100km (giảm 6.3%) và thời gian tăng tốc chỉ còn 7 giây.
Nhờ HEEDS, hệ truyền động sau tối ưu vượt trội trên nhiều mặt: tiết kiệm nhiên liệu, tăng tốc nhanh, mở rộng dải tốc độ thuần điện tới 140km/h và đảm bảo khả năng cân bằng pin một cách ổn định.
Thẩm định chất lượng mô hình tối ưu với Simcenter Amesim
Cấu hình tối ưu sau khi xác định sẽ tiếp tục được kiểm tra trong môi trường mô phỏng forward, nơi các yếu tố thực như chuyển số, thao tác lái xe… đều được đưa vào. Simcenter Amesim sử dụng mô hình forward giúp kiểm tra sát nhất hiệu quả thực tế của hệ truyền động đã được tối ưu hóa.
Kết quả cho thấy cả hai mô hình forward và backward đều duy trì trạng thái sạc ổn định. Sự chênh nhỏ là do ảnh hưởng của các hiệu ứng chuyển tiếp thực tế. Đáng chú ý, mức tiêu thụ nhiên liệu giảm đáng kể (từ 5.58 xuống 5.23-5.24L/100km) và thời gian tăng tốc rất ấn tượng (7.0-7.75 giây tùy theo mô hình).
Triển vọng tương lai cho hệ truyền động hybrid tối ưu hóa
Hệ thống tối ưu hóa truyền động hybrid do hofer powertrain phát triển đã chứng minh công nghệ mô phỏng kết hợp tối ưu nhiều mục tiêu là xu hướng bền vững của ngành kỹ thuật ngày nay. Thành quả này không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao hiệu suất mà còn mở ra nhiều hướng đi mới cho các nghiên cứu về tuổi thọ pin, kiến trúc module thế hệ mới hay tích hợp năng lượng tái tạo.
Bạn đang tìm kiếm giải pháp tối ưu hóa hệ truyền động hybrid, cắt giảm nhiên liệu và nâng cao hiệu suất cho ứng dụng CAD CAM hoặc dự án kỹ thuật cơ khí? Đừng ngần ngại liên hệ với đội ngũ chuyên gia của chúng tôi để nhận tư vấn chuyên sâu và trải nghiệm các giải pháp phần mềm Simcenter Amesim, HEEDS hiện đại nhất. Chúng tôi luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn phát triển bền vững trong lĩnh vực xe lai. Liên hệ ngay hôm nay để được hỗ trợ tốt nhất!