Upload
nguyenduong
View
231
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
DESAIN KONTROL FUZZY UNTUK DISTRIBUSI TORSI PADA HYBRID ELECTRIC VEHICLE
Nyoman P Paramitha 2211106059
Dr., Ir. Mochammad Rameli Dr. Trihastuti Agustinah ST., MT.
PENDAHULUAN
PERMASALAHAN
DESAIN KONTROLER
HASIL SI
MULASI
KESI
MPULAN
[1]. Van Der Hoven, M., “CO2 Emissions from Fuel Combustion”, IEA, Paris, Ch. 6, 2013. [2]. Birol, F., “World Energy Outlook – 2009”, InternationalEnergy Agency, Paris, Part-D, 2009. [3]. Lord, R., “2013 World Population Datasheet”, Population Reference Bureau, Washington, 2013.
32,81 % OIL DEMAND
4,34 % POPULATION
GROWTH
2007
2025
101,4 JUTA TON CO2
2011
[1]
[2]
[3]
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
PERMASALAHAN
DESAIN KONTROLER
MESIN
MOTOR LISTRIK
BAHAN BAKAR
BATERAI
DISTRIBUSI TORSI
DESAIN KONTROLER
MESIN
MOTOR LISTRIK
BAHAN BAKAR
BATERAI
DISTRIBUSI TORSI
DESAIN KONTROLER
MESIN
MOTOR LISTRIK
BAHAN BAKAR
BATERAI
DISTRIBUSI TORSI
DESAIN KONTROLER
MESIN
MOTOR LISTRIK
BAHAN BAKAR
BATERAI
DISTRIBUSI TORSI
DESAIN KONTROLER
MESIN
MOTOR LISTRIK
BAHAN BAKAR
BATERAI
DISTRIBUSI TORSI
DESAIN KONTROLER
MESIN
MOTOR LISTRIK
BAHAN BAKAR
BATERAI
DISTRIBUSI TORSI
Regenerative-braking
DESAIN KONTROLER
Keinginan Pengemudi
Dinamika Kendaraan Roda Rangkaian
Penggerak
v 𝜏veh 𝜏wh
Ftrak 𝜔wh 𝜔veh
TORSI KENDARAAN
rugi-rugi daya
DESAIN KONTROLER
DINAMIKA KENDARAAN
𝐹𝑎𝑎𝑎𝑎
𝐹𝑔
𝐹𝑎𝑎
𝐹𝑎𝑎
𝑥, 𝑣, 𝑎
𝐹𝑡𝑎𝑎𝑡
𝑚𝑎𝑒𝑒 × 𝑎 = 𝐹𝑡𝑎𝑎𝑡 − 𝐹𝑎𝑎 − 𝐹𝑎𝑎𝑎𝑎 − 𝐹𝑔
𝐹𝑡𝑎𝑎𝑡 = 𝑚𝑎𝑒𝑒 × 𝑎 + 𝐹𝑎𝑎 + 𝐹𝑎𝑎𝑎𝑎 + 𝐹𝑔
DESAIN KONTROLER
RODA
𝑟
𝐼𝑤𝑤
𝜏𝑤𝑤
𝐹𝑥
𝝉𝒘𝒘 = 𝑭𝒕𝒕𝒕𝒕 × 𝒕 + 𝑰𝒘𝒘 × 𝜶𝒘𝒘
DESAIN KONTROLER
RANGKAIAN PENGGERAK
Gearbox
Propeler Shaft
Torque Coupler
𝜔 𝑇
ICE Motor
Wheel
Final Drive
DIAGRAM BLOK SISTEM
RL VD DT FC ICE
B
EM
W
TC
Road Load Vehicle’s Dynamic Drivetrain
Torque Coupler
Fuzzy Controller Engine
Electric Motor
Battery
Wheel
DESAIN KONTROLER
DIAGRAM BLOK SIMULINK
DESAIN KONTROLER
Midwest Research Institute, National Renewable Energy Laboratory, 1998
PARAMETER KENDARAAN
No Parameter Nilai Satuan
1 Massa 1.350 kg
2 Area Depan 2 m2
3 Koefisien drag 0,335 -
4 Jarak roda 2,6 m
5 Radius roda 0,2820 m
6 Koefisien RR 0,009 -
Saturn SLI,1994, General Motor
DESAIN KONTROLER
KOMPONEN PENGGERAK
No Komponen Spesifikasi
1 Mesin Geo Metro 1.0L 41kW SI Engine
2 Motor Listrik Westinghouse 75kW AC Induction Motor
3 Baterai Hawker Genesis 12V 26Ah Valve Regulated Lead-Acid
4 Transmisi Manual 5-Speed Gear-Box
Midwest Research Institute, National Renewable Energy Laboratory, 1998
DESAIN KONTROLER
STRUKTUR KONTROLER
TORSI OPTIMAL
BATAS FUNGSI
FUZZY KONTROLER
𝜔𝑣
𝑇𝑣 SOC
𝑑 𝑇𝐸
+
−
DESAIN KONTROLER
RANGKAIAN EKIVALEN BATERAI
DESAIN KONTROLER
𝑉𝑎𝑡
+ 𝑉𝑎𝑒𝑒
−
𝑅𝑡𝑤𝑔
𝑅𝑑𝑑𝑒
𝐼𝑡𝑤𝑔
𝐼𝑑𝑑𝑒
DAERAH KERJA BATERAI
DESAIN KONTROLER
Virginia Tech
EFISIENSI MESIN
Optimal Torque
Optimisasi Multi-objektif
𝐽 = 𝑤1𝑓𝐹𝐹(𝜏) + 𝑤2𝑓𝐻𝐹(𝜏) + 𝑤3𝑓𝐹𝐶(𝜏) + 𝑤4𝑓𝑁𝐶𝑥(𝜏)
𝒘 = 𝟎.𝟕 𝟎.𝟎𝟎 𝟎.𝟐 𝟎.𝟎𝟎 DESAIN KONTROLER
HC = hidrokarbon CO = karbon monoksida Nox = nitrogen oksida
FUNGSI KEANGGOTAAN
𝑑 SOC
𝑇𝐸
DESAIN KONTROLER
DESAIN KONTROLER
Kecepatan (rpm)
Tors
i (N
m)
0 1000 2000 3000 4000 5000 60000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
𝑇𝑎𝑜𝑡
𝑇𝑚𝑎𝑥
𝜔
BASIS ATURAN
BATERAI = VL
charge
ICE ICE
ICE ICE ICE
DESAIN KONTROLER
TE Topt − Tveh
NB NS Z P PB
SOC
VL VB VB B M M
L
M
H
VH
BASIS ATURAN
DESAIN KONTROLER
Kecepatan (rpm)
Tors
i (N
m)
0 1000 2000 3000 4000 5000 60000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
𝑇𝑎𝑜𝑡
𝑇𝑚𝑎𝑥
𝜔
BASIS ATURAN
BATERAI = L
charge
ICE ICE
ICE ICE ICE
DESAIN KONTROLER
TE Topt − Tveh
NB NS Z P PB
SOC
VL VB VB B M M
L VB B M M M
M
H
VH
BASIS ATURAN
DESAIN KONTROLER
Kecepatan (rpm)
Tors
i (N
m)
0 1000 2000 3000 4000 5000 60000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
𝑇𝑎𝑜𝑡
𝑇𝑚𝑎𝑥
𝜔
BASIS ATURAN
BATERAI = M
charge
ICE ICE
ICE ICE ICE
EM EM
DESAIN KONTROLER
TE Topt − Tveh
NB NS Z P PB
SOC
VL VB VB B M M
L VB B M M M
M H M M M S
H
VH
BASIS ATURAN
DESAIN KONTROLER
Kecepatan (rpm)
Tors
i (N
m)
0 1000 2000 3000 4000 5000 60000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
𝑇𝑎𝑜𝑡
𝑇𝑚𝑎𝑥
𝜔
BASIS ATURAN
BATERAI = H
charge
ICE ICE ICE
EM EM
EM
ICE
DESAIN KONTROLER
TE Topt − Tveh
NB NS Z P PB
SOC
VL VB VB B M M
L VB B M M M
M H M M M S
H M M M S VS
VH
BASIS ATURAN
DESAIN KONTROLER
Kecepatan (rpm)
Tors
i (N
m)
0 1000 2000 3000 4000 5000 60000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
𝑇𝑎𝑜𝑡
𝑇𝑚𝑎𝑥
𝜔
BASIS ATURAN
BATERAI = VH
charge
ICE ICE ICE
EM EM
EM
EM
DESAIN KONTROLER
TE Topt − Tveh
NB NS Z P PB
SOC
VL VB VB B M M
L VB B M M M
M H M M M S
H M M M S VS
VH M M M VS VS
BASIS ATURAN
DRIVE CYCLE
Drive Cycle Kecepatan (mph) Jarak
Tempuh (miles) Rata-rata Maksimum
UDC 11,35 31,07 6,79
NEDC 20,64 74,56 6,79
EUDC 38,80 74,56 4,32
HASIL SI
MULASI
UDC = Urban Drive Cycle NEDC = New European Drive Cycle EUDC = Extra Urban Drive Cycle
STATE OF CHARGE
HASIL SI
MULASI
URBAN DRIVE CYCLE
STATE OF CHARGE
HASIL SI
MULASI
NEW EUROPEAN DRIVE CYCLE
STATE OF CHARGE
HASIL SI
MULASI
EXTRA URBAN DRIVE CYCLE
STATE OF CHARGE
HASIL SI
MULASI
Drive Cycle Kontroler SOC
UDC Parallel-Assist 0,651
Fuzzy 0,653
NEDC Parallel-Assist 0,636
Fuzzy 0,627
EUDC Parallel-Assist 0,662
Fuzzy 0,648
TABEL PERBANDINGAN
HASIL SI
MULASI
Drive Cycle Kontroler Fuel Economy (mpg)
Emisi (gpm)
HC CO NOx
NEDC Parallel-Assist 35,4 1,278 5,660 0,542 Fuzzy 46,6 1,188 6,197 0,697 Perubahan (%) +31,54 −7,04 +9,48 +28,59
UDC Parallel-Assist 39,6 0,553 2,889 0,315 Fuzzy 46,6 0,518 2,904 0,381 Perubahan (%) +17,67 −7,32 +0,51 +20,95
EUDC Parallel-Assist 47,8 0,859 3,706 0,691 Fuzzy 57,4 0,861 3,227 0,655 Perubahan (%) +20,08 +0,23 −12,92 −5,20
TABEL PERBANDINGAN
HASIL SI
MULASI
Drive Cycle Kontroler Fuel Economy (mpg)
Emisi (gpm)
HC CO NOx
NEDC Parallel-Assist 35,4 1,278 5,660 0,542 Fuzzy 46,6 1,188 6,197 0,697 Perubahan (%) +31,54 −7,04 +9,48 +28,59
UDC Parallel-Assist 39,6 0,553 2,889 0,315 Fuzzy 46,6 0,518 2,904 0,381 Perubahan (%) +17,67 −𝟕,32 +0,51 +20,95
EUDC Parallel-Assist 47,8 0,859 3,706 0,691 Fuzzy 57,4 0,861 3,227 0,655 Perubahan (%) +20,08 +0,23 −12,92 −5,20
HASIL SI
MULASI
DAERAH OPERASI MESIN URBAN DRIVE CYCLE
HASIL SI
MULASI
DAERAH OPERASI MESIN NEW EUROPEAN DRIVE CYCLE
HASIL SI
MULASI
DAERAH OPERASI MESIN EXTRA URBAN DRIVE CYCLE
KESI
MPULAN
Kontroler Fuzzy:
Dapat menjaga kapasitas baterai pada daerah efisien.
Mengurangi konsumsi bahan bakar.
Mengurangi emisi HC pada kecepatan rendah.
Mengurangi emisi HC pada kecepatan sedang.
Mengurangi emisi CO & NOx pada kecepatan tinggi.
TERIMA KASIH