Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động điều khiển xe điện cỡ nhỏ

Kí hiệu Thứ nguyên Diễn giảiK [Ns2/m4] Hệ số khí động của ô tô F [m2] Diện tích cản chính diện của xe dc Hiệu suất sử dụng của động cơ điện Pk [N] Lực kéo tiếp tuyến vmax [m/s] Vận tốc

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN

ĐỘNG, ĐIỀU KHIỂN XE ĐIỆN CỠ NHỎ

Người hướng dẫn: ThS Bùi Văn Hùng

Sinh viên thực hiện: Mai Văn Ánh MSV: 1811504210102 Lớp: 18DL1

Võ Đình Hoàng MSV: 1811504210309 Lớp: 18DL3 Phạm Hoàng Anh MSV: 1811504210402 Lớp: 18DL4

Tên đề tài: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển, truyền động xe điện cỡ nhỏ”.Sinh viên thực hiện: Mai Văn Ánh MSV: 1811504210102 Lớp:18DL1

Võ Đình Hoàng MSV: 1811504210309 Lớp:18DL3

Phạm Hoàng Anh MSV: 1811504210402 Lớp:18DL4

Ngày nay vấn đề về môi trường và phát triển bền vững là vấn đề được mọi ngườiquan tâm Đứng trước vấn đề ô nhiễm môi trường cấp bách và cạn kiệt của nguồnnăng lượng hóa thạch các nhà khoa học trên thế giới đã và đang đưa ra những sángkiến mới có ích trong cuộc sống của con người mà ít ảnh hưởng đến môi trường tựnhiên nhất Trong bối cảnh đó ô tô điện được xem như một giải pháp hữu ích trongviệc đi lại của con người Ô tô điện không trực tiếp thải các chất độc hại và sử dụngnguồn năng lượng tái tạo đang được quan tâm phát triển trên thế giới Với những thànhtựu đó ô tô điện có thể coi là phương tiện giao thông bền vững trong tương lai

Đề tài này không phải đầu tiên nhưng mà nó chưa được phổ biến nên nhóm đãquyết định chọn để thực hiện, với mục tiêu mong muốn có thể tạo ra một chiếc xe điệnvận hành ổn định, tiết kiệm nhiên liệu và hướng tới một môi trường xanh, sạch, cảithiện chất lượng môi trường

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh thế giới đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm không khí ngàycàng nghiêm trọng, xu hướng và nhu cầu sử dụng những phương tiện giao thông chạybằng điện cũng tăng lên trông thấy Tương lai không xa, rất có thể ô tô điện sẽ làphương tiện “thống trị” những cung đường trên khắp thế giới Mặt khác việc hoà nhậpkinh tế với thế giới sẽ nảy sinh vấn đề về tiêu chuẩn chất thải của xe cho phù hợp vớinhững quy định của thế giới Nếu chúng ta cứ nhập xe từ nước khác thì sẽ làm mất thịphần đối với một sản phẩm công nghiệp quan trọng của đất nước Vì vậy, việc nghiêncứu thiết kế tiến tới sản xuất một chủng loại ô tô phù hợp với điều kiện sử dụng trongnước có ý nghĩa rất thiết thực và cấp bách đối với nước ta ‘‘Thiết kế ô tô điện cỡnhỏ’’ là một đề tài nhằm mục đích khảo sát thiết kế ô tô chạy hoàn toàn bằng nănglượng điện, đặt nền tảng cho việc thiết kế và sản xuất một kiểu ô tô mang nhãn hiệuViệt Nam phù hợp với điều kiện giao thông trong nước, giá thành vừa phải, có hiệusuất sử dụng năng lượng cao và mức độ phát ô nhiễm thấp,gần như bằng không, gópphần thực hiện nhiệm vụ cấp bách nói trên nhằm đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước

Và đi sâu hơn, đối với ô tô điện, hệ truyền động điện và điều khiển được coi là tráitim và linh hồn của chiếc xe Do vậy, sẽ rất phù hợp khi tiến hành nghiên cứu thiết kế

hệ truyền động và điều khiển ô tô điện Do đó, với mục tiêu có thể làm chủ công nghệthiết kế phần truyền động và điều khiển để ứng dụng vào mô hình xe điện nhóm đangchế tạo và tạo ra được các sản phẩm cơ bản là phần truyền động và điều khiển ô tôđiện, tiến tới phát triển hoàn thiện để sản xuất hàng loạt ô tô điện cung cấp cho thịtrường Việt Nam “Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển, truyền động xe điện cỡnhỏ” chính là đề tài mà bọn em muốn thực hiện ở đây

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Bùi Văn Hùng, các thầy giáotrong bộ môn công nghệ kỹ thuật ô tô cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp đỡ em để

em thực hiện đồ án này Do kiến thức còn hạn chế, nhiều điều còn mới mẽ nên trongquá trình làm đồ án không tránh khỏi những sai sót, em kính mong sự chỉ bảo tận tìnhcủa quý thầy cô giáo để em có thể hoàn thành tốt hơn nữa nhiệm vụ của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

i

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài này là do nhóm em tự nghiên cứu, thực hiện có dựa vào một số tài liệu đểnghiên cứu thiết kế và nhóm em cam đoan không sao chép từ tài liệu hay đồ án của bất

kỳ nhóm nào Nếu có sự gian lận trong việc thực hiện nhiệm vụ đồ án sẽ chịu mọi kỹluật của giảng viên hướng dẫn và Nhà trường

Người thực hiện đề tài: Mai Văn Ánh

Võ Đình Hoàng Phạm Hoàng Anh

ii

MỤC LỤC

TÓM TẮT

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG VẼ x

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHÚ THÍCH xi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2

1.1 Tổng quan về ô tô điện 2

1.1.1 Ô tô điện là gì 2

1.1.2 Cấu tạo của ô tô điện 2

1.1.3 Phạm vi hoạt động 3

1.1.4 Các mẫu ô tô điện phổ biến và phát triển trên thế giới 4

1.1.5 Xu hướng phát triển ô tô sạch 7

1.1.6 Ưu, nhược điểm khi sử dụng ô tô điện 9

1.2 Lý do chọn đề tài và mục tiêu 11

1.2.1 Lý do chọn đề tài 11

1.2.2 Mục tiêu 11

Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12

2.1 Khái quát hệ thống truyền động 12

2.1.1 Công dụng của hệ thống truyền lực 12

iii

2.1.2 Cấu trúc của hệ thống truyền lực 12

2.1.3 Phân loại hệ thống truyền lực 14

2.1.4 Các yêu cầu đối với hệ thống truyền lực 14

2.2 Khái quát về hệ thống điều khiển 15

2.2.1 Bộ điều tốc 15

2.2.2 Hệ thống điện thân xe 18

2.2.3 Bộ hạ áp 20

Chương 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC HỆ THỐNG 21

3.1 Thiết kế hệ thống truyền lực 21

3.1.1 Phân tích lựa chọn phương án truyền động cho ô tô điện 21

3.1.2 Cách bố trí truyền động điện trên xe điện 24

3.2 Tính toán động cơ điện và ắc quy cung cấp 28

3.2.1 Tính chọn công suất động cơ điện 28

3.2.2 Xác định moment tối đa của động cơ 31

3.2.3 Chọn động cơ điện cho xe thiết kế 32

3.2.4 Ắc quy 39

3.3 Tính toán sức kéo của xe điện 41

3.3.1 Xây dựng các đường đặc tính động cơ 41

3.3.2 Xác định vận tốc lớn nhất của xe 43

3.3.3 Xây dựng đặc tính lực kéo của xe khi sử dụng động cơ điện 44

3.3.4 Xây dựng đặc tính nhân tố động lực học của xe 46

3.3.5 Xây dựng đồ thị khả năng tăng tốc của xe 48

3.4 Bộ vi sai 50

3.4.1 Công dụng 50

3.4.2 Yêu cầu 50

3.4.3 Phân loại 50

iv

3.4.4 Chọn và lắp đặt bộ vi sai 50

3.4.5 Nguyên lý hoạt động 51

3.5 Thiết kế lắp đặt hệ thống đèn trên xe điện 51

3.5.1 Đèn chiếu sáng 51

3.5.2 Đèn xi nhan 52

3.5.3 Còi………

55 3.5.4 Sơ đồ mạch chung của xe 56

3.5.5 Bố trí hệ thống điện trên xe 56

Chương 4: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 59

4.1 Thử nghiệm 59

4.2 Đánh giá 59

4.3 Định hướng tương lai 60

KẾT LUẬN 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

v

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 1 1 : Cấu tạo bên trong của ô tô điện 2

Hình 1 2: Tesla Model S mẫu xe ô tô điện tốt nhất hiện nay 4

Hình 1 3: Đuôi xe Tesla thanh lịch và gọn gàng 4

Hình 1 4: Khoang nội thất đơn giản, hiện đại 5

Hình 1 5: Kia Soul EV - Xe ô tô điện của Hàn Quốc 5

Hình 1 6: Đuôi xe Kia Soul EV độc đáo với cụm đèn hậu ôm trọn nửa trên đuôi xe 6

Hình 1 7: Bảng taplo Kia Soul EV thể thao 6

Y Hình 2 1: Hệ thống truyền lực trên ô tô 12

Hình 2 2: Hệ thống truyền lực ô tô điện 13

Hình 2 3: Các thành phần của ô tô điện 13

Hình 2 4: Cấu tạo bên ngoài bộ điều tốc (IC) xe điện 15

Hình 2 5: Bên trong bộ điều tốc (IC) xe điện 16

Hình 2 6: Bộ điều tốc (IC) dùng chip 17

Hình 2 7: Bộ điều tốc (IC) đa năng 17

Hình 2 8 :Bộ hạ áp sử dụng cho xe điện 20

Hình 3 1: Hệ thống truyền động dùng hộp số cơ khí 21

Hình 3 2: Hệ thống truyền động dùng động cơ điện, truyền lực chính và vi sai 22

Hình 3 3: Hệ thống truyền động dùng hai động cơ điện 23

Hình 3 4: Hệ thống truyền động chỉ dùng động cơ điện 23

Hình 3 5: Cấu hình hệ thống truyền lực cho ô tô điện 25

Hình 3 6: Đặc tính làm việc lý tưởng của xe 25

Hình 3 7: Đặc tính động cơ điện (a) và đặc tính lực kéo của xe khi sử dụng động cơ điện (b) 26

vi

Hình 3 8: Hệ thống truyền lực 27

Hình 3 9: Sơ đồ đặt lực 28

Hình 3 10: Độ cứng đặc tính cơ và sự ổn định tốc độ 35

Hình 3 11: Các loại động cơ điện chính 35

Hình 3 12: Đường đặc tính cơ của 3 loại động cơ điện 36

Hình 3 13: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều 37

Hình 3 14: Các kích thước cơ bản của động cơ điện sử dụng 38

Hình 3 15 : Ắc quy đã chọn 40

Hình 3 16 : Đồ thị đặc tính động cơ điện 43

Hình 3 17: Đồ thị đặc tính lực kéo của xe khi sử dụng động cơ điện 46

Hình 3 18: Đồ thị nhân tố động lực học của xe khi sử dụng động cơ điện 48

Hình 3 19: Đồ thị gia tốc của xe 49

Hình 3 20: Đồ thị gia tốc ngược của xe 49

Hình 3 21 : Bộ vi sai đã chọn 50

Hình 3 22 : Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai 51

Hình 3 23 : Sơ đồ mạch điện đèn chiếu sáng 51

Hình 3 24 : Đèn chiếu sáng đã chọn 52

Hình 3 25: Đèn xi nhan cho đề tài 53

Hình 3 26: Sơ đồ mạch điện của xi nhan 53

Hình 3 27: Sơ đồ mạch điện đèn xinhan bên trái 54

Hình 3 28: Sơ đồ mạch điện đèn xi nhan bên phải 54

Hình 3 29: Còi xe của Bosch cho đề tài 55

Hình 3 30: Mạch điện còi 55

Hình 3 31 : Sơ đồ mạch điện chung của xe điện 56

Hình 3 32 : Bố trí, lắp đặt công tắc điều khiển 56

Hình 3 33 : Bố trí bảng taplo trên xe điện 57

vii

Hình 3 34 : Vị trí lắp đặt ắc quy 57

Hình 3 35 : Lắp đặt các thiết bị điện khác 58

Hình 4 1 : Quá trình thử xe 59

Hình 4 2 : Mô hình xe điện đã hoàn thành 61

viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG VẼ

Bảng 3 1: Thông số cơ bản động học của xe 38

Bảng 3 2 Thông số ắc quy 40

Bảng 3 3: Bảng số liệu xây dựng đặc tính động cơ 42

Bảng 3 4: Dữ liệu tính lực kéo của xe Pk khi sử dụng động cơ điện 45

Bảng 3 5: Bảng số liệu đồ thị nhân tố động lực học của xe: 47

Y Bảng 4 1: Kết quả đánh giá thực nghiệm 60

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHÚ THÍCH

ix

Kí hiệu Thứ nguyên Diễn giải

K [Ns2/m4] Hệ số khí động của ô tô

F [m2] Diện tích cản chính diện của xe

dc Hiệu suất sử dụng của động cơ điện

Pk [N] Lực kéo tiếp tuyến

vmax [m/s] Vận tốc cực đại của xe

ηt Hiệu suất của hệ thống truyền động

Me [N.m] Moment xoắn của động cơ

it Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

e [rad/s] Tốc độ góc của động cơ điện

CHỮ VIẾT TẮT

BLDC Brushless Direct Current Động cơ một chiều không chổi than

x

DC Direct Current Dòng điện một chiều

AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều

MT Manual Transmissions Hệ thống truyền lực cơ khí có cấp điều

khiển bằng cần số

AT Automatic Transmission Hệ thống truyền lực cơ khí thuỷ lực điều

khiển tự động

xi

và giúp khắc phục được các vấn đề gặp phải của năng lượng một cách nhanh chóng.

Vì vậy mục tiêu của đề tài là tạo ra các những hệ thống mới để hoàn thiện, pháttriển mô hình, tạo ra mô hình hoàn chỉnh với nguồn năng lượng điện thông qua cáckiến thức đã học được ở nhà trường và kiến thức tự nghiên cứu Đề tài được thực hiệnqua các bước cơ bản như nghiên cứu tài liệu, chuẩn bị kiến thức; phát triển ý tưởng,tạo ra các bản vẽ thiết kế; cuối cùng là áp dụng vào mô hình Quá trình được thực hiệntheo đúng ý tưởng để đạt được mục đích nhất định

Qua mô hình của đề tài đã hoàn thành nó mang tới cho xã hội một năng lượngsạch, an toàn, không gây ô nhiễm môi trường, tiết kiệm nhiên liệu, tiện lợi, phù hợpvới nhu cầu của người sử dụng Góp phần cung cấp thông tin cho xã hội biết đến loạiphương tiện sử dụng nguồn năng lượng điện

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Tổng quan về ô tô điện

1.1.1 Ô tô điện là gì

Cũng giống như các loại ô tô khác, ô tô điện có hình dáng kích thước tương đươngvới các dạng ô tô sử dụng động cơ xăng, dầu Các xe ô tô chạy hoàn toàn bằng điện(EV) đều được trang bị một hoặc nhiều motor điện thay thế cho động cơ đốt trong

Những chiếc xe này sử dụng một bộ nguồn ắc quy kéo để truyền năng lượng chomotor điện và phải được cắm ở các trạm sạc hoặc điện lưới Bởi vì chạy bằng điện chonên phương tiện không có khí thải và lược bỏ đi những bộ phận của hệ thống nhiênliệu lỏng thông thường như bình nhiên liệu, bơm nhiên liệu, đường ống nhiên liệu

Chính vì vậy phát minh này đã giúp cải thiện ô nhiễm môi trường một cách hiệuquả, tiết kiệm được nhiều nhiên liệu, dễ sử dụng và phù hợp với nhu cầu của người sửdụng

1.1.2 Cấu tạo của ô tô điện

Hình 1 1 : Cấu tạo bên trong của ô tô điện

Ắc quy phụ: Trên một chiếc xe truyền động bằng điện, nguồn pin phụ cung cấpnăng lượng cho các thiết bị trên xe hoạt động.

Cổng sạc: Cổng sạc cho phép người dùng kết nối phương tiện với nguồn điện bênngoài để sạc ắc quy

Bộ chuyển đổi DC/DC: Thiết bị này chuyển đổi nguồn DC áp cao từ ắc quy thànhnguồn DC áp thấp cần thiết để các thiết bị trên xe hoạt động và sạc lại cho ắc quy phụ.Động cơ điện/motor điện: Xe ô tô điện sử dụng năng lượng từ bộ nguồn ắc quy,motor này dẫn động các bánh xe Một số phương tiện khác còn sử dụng tổ hợp động

cơ và máy phát (motor generators) thực hiện cả 2 chức năng truyền động và tái sinhnăng lượng

Bộ sạc trên xe (Onboard Charger): Nó sử dụng nguồn điện AC được cung cấp quacổng sạc và chuyển đổi chúng thành nguồn DC để sạc cho bình ắc quy Bộ phận nàytheo dõi các thông số của ắc quy như điện áp, nhiệt độ, dòng và trạng thái sạc

Bộ điều khiển điện tử công suất (Power Electronics Controller): Bộ phận này quản

lý dòng điện năng được cung cấp từ ắc quy, điều khiển tốc độ quay của motor điện vàmoment xoắn mà nó tạo ra

Hệ thống làm mát (Thermat System): Hệ thống này giúp xe ô tô điện duy trì mộtphạm vi nhiệt độ thích hợp cho động cơ/motor điện và các bộ phận khác

Bộ ắc quy kéo: Lưu trữ điện để cung cấp tới motor

Truyền động (điện) – Transmission (Electric)

1.1.3 Phạm vi hoạt động

Hiện nay, xe điện thường có phạm vi hoạt động trong mỗi lần sạc ngắn hơn so vớicác phương tiện thông thường tương đương cho mỗi lần cung cấp đầy nhiên liệu.Hiệuquả và phạm vi lái xe của xe điện thay đổi đáng kể tùy vào điều kiện vận hành xe.Nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao từ bên ngoài có xu hướng giảm phạm vi vì chúng phải

sử dụng nhiều điện năng hơn để điều chỉnh nhiệt độ của cabin.Tốc độ xe cao sẽ làmphạm vi hoạt động giảm, vì năng lượng cần thiết để vượt qua lực cản so với chạynhanh dần đều, tăng tốc đột ngột làm giảm phạm vi Tải nặng hoặc tăng độ nghiêngcũng làm giảm phạm vi hoạt động của động cơ điện

1.1.4 Các mẫu ô tô điện phổ biến và phát triển trên thế giới

- Tesla Model S

Hình 1 2: Tesla Model S mẫu xe ô tô điện tốt nhất hiện nayTesla là một trong những hãng xe chuyên sản xuất xe ô tô điện nổi tiếng khắp thếgiới Tesla Model S là mẫu xe ô tô điện đầu tiên mà hãng này sản xuất, mẫu xe hơichạy bằng điện này cũng nhận được rất nhiều những giải thưởng cho riêng mình

Đã có khá nhiều cá nhân nhập khẩu mẫu xe này về Việt Nam để sử dụng Xe ô tôđiện Tesla Model S sở hữu kích thước dài x rộng x cao lần lượt là 4978 x 2189 x1435mm Chiều dài cơ sở đạt 2959mm

Hình 1 3: Đuôi xe Tesla thanh lịch và gọn gàngTổng quan ngoại thất Tesla Model S sở hữu diện mạo thanh lịch và mượt mà đúngchuẩn các dòng xe Sedan Do xe ô tô điện không cần phải thiết kế tản nhiệt nên đầu xethường được sử dụng để đặt logo khẳng định thương hiệu và Tesla Model S cũng vậy.Nắp capo của xe được trang trí 2 đường dập nổi hai bên tăng tính khí động cho xe.Thân xe Tesla Model S khá hiện đại với tay nắm cửa ẩn vào bên trong, nổi bật nhất là

bộ lazang cỡ lớn với 10 chấu đơn rất thể thao

Hình 1 4: Khoang nội thất đơn giản, hiện đạiKhoang nội thất của xe ô tô điện Tesla Model S cũng khá đơn giản, tất cả hầu nhưđược tích hợp vào màn hình cảm ứng 17 inch nâng cao tính hiện đại của xe Bên trênbảng taplo chỉ xuất hiện cổng gió điều hòa và màn hình cảm ứng Ngoài ra, xe ô tôđiện của Mỹ được trang bị vô lăng 3 chấu bọc da và tích hợp nút bấm chức năng giúplái xe an toàn hơn

Trang bị tiện nghi trên Tesla Model S có thể kể đến như: Màn hình cảm ứng 17inch, điều hòa tự động/lọc không khí tiêu chuẩn HEPA, kết nối Bluetooth/USB/Radio,định vị, dàn âm thanh 7-12 loa tùy phiên bản

Động cơ sử dụng trên xe ô tô điện Tesla Model S có thể di chuyển tối đa 315 mãlực, moment xoắn cực đại 441 Nm Xe có thể di chuyển được tối đa 473 km cho 1 lầnsạc

- Kia Soul EV

Hình 1 5: Kia Soul EV - Xe ô tô điện của Hàn QuốcThực sự phải công nhận một điều rằng từ năm 2020 đến thời điểm hiện tại, nhữngmẫu xe ô tô do KIA sản xuất rất đẹp về mẫu mã, kiểu sáng thiết kế Xe ô tô điện cũng

không phải là một ngoại lệ khi Kia Soul EV đang được đánh giá là dòng xe ô tô điệntốt nhất trên thế giới hiện nay.

Kia Soul EV có màn ra mắt khá chỉnh chu tại Chicago và sau lần ra mắt này hãngcũng nhanh chóng giới thiệu mẫu xe ô tô điện này đến với thế giới Tuy thị trườngViệt Nam chưa đón nhận mẫu xe này nhưng trong tương lai sau khi Vinfast VF e34 ramắt chính thức những mẫu xe ô tô điện như Kia Soul EV cũng sẽ bắt đầu được nhập

về Việt Nam

Hình 1 6: Đuôi xe Kia Soul EV độc đáo với cụm đèn hậu ôm trọn nửa trên đuôi xe

Xe ô tô điện Kia Soul EV sở hữu thiết kế vuông vắn gần giống “hình hộp” vớiphần trần xe được vuốt gọn gàng, đầu xe hơi bo tròn nhưng vẫn hòa nhập tốt với phầncòn lại của xe Thân xe vuông vắn với viền cửa sổ góc cạnh, phía dưới là bộ lazangđậm chất tương lai với 5 chấu được sơn trắng bắt mắt Đuôi xe là chi tiết gây ấn tượngmạnh nhất với cụm đèn hậu siêu dài ôm trọn cả nửa trên đuôi xe

Hình 1 7: Bảng taplo Kia Soul EV thể thao

Khoang nội thất của Kia Soul EV được thiết kế khá thể thao, bảng taplo tương tựnhư những chiếc xe chạy bằng xăng bình thường với 2 cổng điều hòa hình quạt 2 bên,màn hình cảm ứng ở giữa cùng vô lăng 3 chấu bọc da tích hợp nút bấm

Trang bị tiện nghi trên Kia Soul EV bao gồm: màn hình cảm ứng 10,25 inch, đènnội thất, sạc không dây, âm thanh Harman/Kardon, màn hình hiển thị trên kính lái, Động cơ của xe ô tô điện Kia Soul EV cho công suất vận hành tối đa 204 mã lực,moment xoắn 395 Nm Xe điện Kia Soul EV có 2 tùy chọn pin lớn và pin nhỏ Pin lớn

có thể di chuyển được khoảng 450km mỗi lần sạc và pin nhỏ là 277 km

1.1.5 Xu hướng phát triển ô tô sạch

Đứng trước 2 vấn đề lớn là: ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn năng lượngtruyền thống ngày càng cạn kiệt các nhà chế tạo ô tô đang nghiên cứu để ô tô ngàycàng thân thiện với môi trường Ô tô sạch không gây ô nhiễm (Zero emission) là mụctiêu hướng tới của các nhà nghiên cứu và chế tạo ô tô ngày nay Có nhiều giải pháp đãđược công bố trong những năm gần đây, tập trung vào việc hoàn thiện quá trình cháyđộng cơ diesel, sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ô tô như LPG, khíthiên nhiên, methanol, ethanol, biodiesel, điện, pin nhiên liệu, năng lượng mặt trời, ô

tô lai (hybrid) Xu hướng phát triển ô tô sạch có thể tổng hợp như sau:

- Hoàn thiện động cơ đốt trong:

Các kỹ thuật mới để hoàn thiện động cơ đốt trong đã cho phép nâng cao rõ rệt tínhnăng của nó bao gồm áp dụng hệ thống phun ray chung (common rail) điều khiển điện

tử, lọc bồ hóng và xử lý khí trên đường xả bằng bộ xúc tác ba chức năng, hoặc nângcao chất lượng nhiên liệu, sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp Việcdùng động cơ đốt trong sử dụng đồng thời nhiên liệu khí và nhiên liệu lỏng cũng làmột giải pháp nâng cao tính năng của động cơ đốt trong

- Ô tô chạy bằng các loại nhiên liệu lỏng thay thế:

Các loại nhiên liệu lỏng thay thế quan tâm hiện nay là cồn, colza, có nguồn từthực vật Do thành phần carbon trong nhiên liệu thấp nên quá trình cháy sinh ra ít chất

ô nhiễm có gốc carbon, đặc biệt là giảm CO2, chất khí gây hiệu ứng nhà kính Ngàynay việc ứng dụng các loại nhiên liệu lỏng thay thế trên phương tiện vận tải nói chung

và trên xe buýt nói riêng vẫn còn rất hạn chế do giá thành của nhiên liệu còn cao Tuynhiên giải pháp này có lợi ở những nơi mà nguồn nhiên liệu này dồi dào hoặc các loạinhiên liệu trên được chiết xuất từ các chất thải của quá trình sản xuất công nghiệp

Một loại nhiên liệu lỏng thay thế khác mới đây được công bố là Dimethyl Ether(DME) được chế tạo từ khí thiên nhiên Đây là loại nhiên liệu thay thế cực sạch có thểdùng cho động cơ diesel giống như LPG Thử nghiệm trên ô tô cho thấy, ô tô dùng

DME có mức độ phát ô nhiễm thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn ô tô phát ô nhiễm cựcthấp California ULEV Nếu việc sản xuất DME trên qui mô công nghiệp thành hiệnthực thì trong tương lai nó sẽ là nhiên liệu lỏng lý tưởng nhất vì khí thiên nhiên phân

bố đều khắp trên trái đất và có trữ lượng tương đương dầu mỏ

- Ô tô chạy bằng khí thiên nhiên:

Sử dụng ô tô chạy bằng khí thiên nhiên là một chính sách rất hữu ích về nănglượng thay thế trong tương lai, đặc biệt về phương diện giảm ô nhiễm môi trườngtrong thành phố Cho tới nay có hai giải pháp sử dụng khí thiên nhiên trên xe buýt, đó

là khí thiên nhiên dưới dạng khí và khí thiên nhiên dưới dạng lỏng Một trong nhữngkhó khăn khiến cho nguồn năng lượng này chưa được áp dụng rộng rãi trên phươngtiện vận tải là vấn đề lưu trữ khí thiên nhiên (dạng khí hay dạng lỏng) trên ô tô Ngàynay việc chế tạo bình chứa khí thiên nhiên đã được cải thiện nhiều cả về công nghệ lẫnvật liệu, chẳng hạn sử dụng bình chứa composite gia cố bằng sợi carbon

- Ô tô chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG:

Khí dầu mỏ hóa lỏng LPG ngày càng trở nên là loại nhiên liệu ưa chuộng để chạy

ô tô ngoài những đặc điểm nổi bật về giảm ô nhiễm môi trường nó còn có lợi thế về sựthuận tiện trong chuyển đổi hệ thống nhiên liệu Việc chuyển đổi ô tô chạy bằng nhiênliệu lỏng sang dùng LPG có thể được thực hiện theo ba hướng: sử dụng duy nhất nhiênliệu LPG, sử dụng hoặc xăng hoặc LPG, sử dụng đồng thời diesel và LPG (dual fuel).Việc tạo hỗn hợp LPG không khí có thể thực hiện bằng bộ chế hoà khí kiểu Venturiethông thường hay phun LPG trên đường nạp Những hệ thống phun mới đang đượcnghiên cứu phát triển là phun LPG dạng lỏng trong buồng cháy để tăng tính năng côngtác của loại động cơ này Cũng như các loại nhiên liệu khí khác, việc lưu trữ LPG trên

ô tô là vấn đề gây nhiều khó khăn nhất mặc dù áp suất hóa lỏng của LPG thấp hơn rấtnhiều so với khí thiên nhiên hay các loại khí khác Các loại bình chứa nhiên liệu LPGcũng được cải tiến nhiều nhờ vật liệu và công nghệ mới

- Ô tô chạy bằng pin nhiên liệu:

Một trong những giải pháp của nguồn năng lượng sạch cung cấp cho ô tô trongtương lai là pin nhiên liệu Pin nhiên liệu là hệ thống điện hóa biến đổi trực tiếp hóanăng trong nhiên liệu thành điện năng Pin nhiên liệu trước đây chỉ được nghiên cứu

để cung cấp điện cho các con tàu không gian nhưng ngày nay pin nhiên liệu đã bướcvào giai đoạn thương mại hóa để cung cấp năng lượng cho ô tô Do không có quá trìnhcháy xảy ra nên sản phẩm hoạt động của pin nhiên liệu là điện, nhiệt và hơi nước Vìvậy có thể nói ô tô hoạt động bằng pin nhiên liệu là ô tô sạch tuyệt đối theo nghĩa phátthải chất ô nhiễm trong khí xả Ô tô chạy bằng pin nhiên liệu không nạp điện mà chỉ

nạp nhiên liệu hydrogen Khó khăn vì vậy liên quan đến lưu trữ hydro dưới áp suất caohoặc trong vật liệu hấp thụ trên phương tiện vận tải

- Ô tô lai (hybrid):

Ô tô lai là loại ô tô sử dụng ít nhất hai nguồn sức kéo bổ sung cho nhau Trong khicác giải pháp sử dụng ô tô chạy hoàn toàn bằng điện còn nhiều bất cập thì ô tô lai sửdụng động cơ điện và động cơ xăng tỏ ra có nhiều ưu thế nhất Ô tô lai dạng này sửdụng động cơ điện một chiều chạy bằng ắc quy được nạp điện bằng điện lưới khi ô tôdừng và nạp điện bổ sung từ cụm động cơ nhiệt-máy phát điện một chiều bố trí trên

xe Ô tô lai được nghiên cứu từ những năm 1990 Đến năm 1997, chiếc ô tô lai đầutiên Toyota Prius ra đời tại Nhật Bản Hiện nay trên thị trường thế giới đã xuất hiện ô

tô lai với các nhãn hiệu khác nhau: Honda Insight, Honda Civic, Toyota Prius với giá

cả cạnh tranh với ô tô truyền thống

- Ô tô chạy bằng điện:

Ô tô chạy điện về nguyên tắc là ô tô sạch tuyệt đối (zero emission) đối với môitrường không khí trong thành phố Nguồn điện dùng để chạy ô tô được nạp vào ắc quy

do đó quãng đường hoạt động độc lập của ô tô phụ thuộc vào khả năng tích điện của ắcquy Nếu nguồn điện được sản xuất từ các nguồn năng lượng tái sinh (thủy điện, pinmặt trời ) thì ô tô dùng điện là loại phương tiện lý tưởng nhất về mặt ô nhiễm môitrường Tuy nhiên nếu nguồn điện được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch thì ưu điểmnày bị hạn chế nếu xét về mức độ phát ô nhiễm tổng thể Ngày nay ô tô chạy bằng ắcquy đã đạt được những tính năng vận hành cần thiết giống như ô tô sử dụng nhiên liệulỏng truyền thống Có thể nói ô tô sạch là chìa khóa mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyênmới của những chiếc ô tô, đó là những chiếc ô tô không gây ô nhiễm môi trường haycòn gọi là ô tô sinh thái Chúng ta là nước đi sau đòi hỏi chúng ta phải có những nắmbắt về công nghệ mới của thế giới nhằm ứng dụng vào thực tiễn cuốc sống giúp đấtnước ta thực hiện mục tiêu phát triển bền vững, phát triển xanh Trong đó, ô tô đóngmột vai trò quan trọng trong xu thế phát triển và hội nhập của nước ta trong kỷ nguyênmới và chúng ta cần có những giải pháp để giải quyết những vấn đề cấp bách hiện nay

về môi trường và cạn kiệt tài nguyên Ô tô điện là một trong những giải pháp rất hữuhiệu hiện nay

1.1.6 Ưu, nhược điểm khi sử dụng ô tô điện

- Ô tô điện có cấu trúc đơn giản và dễ dàng lắp ráp Người sử dụng ô tô điện sẽ ítphải bảo dưỡng xe hơn và sẽ tiết kiệm các chi phí bảo dưỡng như thay thế phụ tùng,

thay dầu,… Người mua ô tô điện có thể nhận được các khoản hỗ trợ kinh phí từ nhànước hoặc công ty.

- Thân thiện với môi trường, độ an toàn cao, chi phí tái nạp rẻ hơn nhiều so vớixăng và dầu Chi phí bảo dưỡng như thay dầu nhớt, làm mát, bảo dưỡng, kiểm duyệtkhí thải được giảm bớt hoặc loại bỏ hoàn toàn Có thể cung cấp điện trở lại cho một sốthiết bị điện dân dụng nếu cần Ngay cả khi nguồn điện dung để nạp ắc quy được tạo ra

từ các nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch thì hiệu quả sử dụng năng lượngcủa chúng vẫn cao hơn nhiều so với động cơ đốt trong

- Giảm thiểu quan ngại về cháy nổ Ô tô điện có triển vọng hơn cả xe sử dụng hidrolỏng vì sự phổ dụng và chi phí phân phối rất thấp, không cần đầu tư một hệ thống trạmnhiên liệu quy mô lớn và cực kỳ đắt tiền Ngoài ra, hiệu quả chuyển đổi năng lượngcủa xe còn cao hơn ắc quy nhiên liệu hidro lỏng

- Điện có thể tạo ra từ các nguồn thủy điện, địa nhiệt, gió, hidro, mặt trời hoặc hạtnhân… là các nguồn năng lượng không phát thải khí độc hại gốc carbon Ô tô điện sẽlàm giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch Làm giảm chi phí năng lượngđến 90%, ít gây ồn so với động cơ đốt trong

- Nâng hiệu suất sử dụng năng lượng lên 70% (bằng cách nạp lại điện năng) so vớihiệu suất 15% (kể cả hệ thống truyền lực) trong các ứng dụng động cơ đốt trong Tạo

ra moment xoắn cao hơn và đường đặc tính moment xoắn không đổi, giúp xe có khảnăng tăng tốc nhanh hơn

- Giảm bớt hiệu ứng nhà kính và tình trạng nóng lên của trái đất Không thải ra khí

xả độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe con người

- Hoàn toàn có thể đáp ứng tầm hoạt động dưới 500km, bằng loại ắc quy Lithiumion Nạp điện tại nhà hoặc nơi công cộng đơn giản, thuận tiện hơn so với các cây xăng

Có thể thu hồi năng lượng trong quá trình phanh (bằng cách chuyển động năng của xethành điện năng lưu trữ vào ắc quy)

- Ngoại trừ ắc quy, chi phí sản xuất các bộ phận khác rẻ hơn sơ với sử dụng động cơđốt trong vì số chi tiết rời ít hơn và không đòi hỏi gia công chính xác

- Phạm vi hoạt động hạn chế, ít lựa chọn cho khách hàng

- Hệ thống cơ sở hạ tầng hỗ trợ chưa hoàn thiện, có rất ít trạm nạp điện dành cho ô

tô điện

- Bị giới hạn về thời gian hoạt động và thời gian nạp lại đầy điện

- Giá thành sản xuất cho ắc quy điện còn quá đắt, nằm trong khoảng từ1500USD/xe (ắc quy chì-axit) cho đến 20000USD/xe (ắc quy Lithium-ion), thay pin

xe ô tô điện còn tốn kém

- Khối lượng vận chuyển bị hạn chế, tốc độ thấp

- Một số loại ắc quy hoạt động kém hiệu quả khi gặp thời tiết lạnh giá

- Pin dự trữ năng lượng sẽ nhanh chóng xuống cấp sau một thời gian sử dụng

- Người sử dụng phải đối mặt với nguy cơ bị điện giật, nhiễm điện từ

1.2 Lý do chọn đề tài và mục tiêu

1.2.1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay, ô tô trở thành phương tiện quan trọng cho hành khách và hàng hóa, đốivới các ngành kinh tế nước nhà, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân

ở các nước có nền kinh tế phát triển

Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường đang là một vấn đề mang tính toàn cầu vàyêu cầu cần phải có các biện pháp cấp bách để giải quyết vấn đề mang tính toàn cầunày Một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm xuất phát từ các phương tiện giaothông, thấy được nguyên nhân từ đó ô tô điện đã được ra đời Sự ra đời của ô tô điệnchính là giải pháp để phần nào giảm thiểu được ô nhiễm môi trường

‘‘Thiết kế ô tô điện cỡ nhỏ’’ là một đề tài mà nhóm chúng em hướng tới và cụ thể

là nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển và truyền động trên xe ô tô điện , nhằmmục đích khảo sát thiết kế ô tô chạy hoàn toàn bằng năng lượng điện, đặt nền tảng choviệc thiết kế và sản xuất một kiểu ô tô mang nhãn hiệu Việt Nam phù hợp với điềukiện giao thông trong nước, giá thành vừa phải, có hiệu suất sử dụng năng lượng cao

và mức độ phát ô nhiễm thấp, gần như bằng không, góp phần thực hiện nhiệm vụ cấpbách nói trên nhằm đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

1.2.2 Mục tiêu

- Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển và truyền lực

- Kiểm nghiệm bền một số chi tiết trên hệ thống điều khiển và truyền lực

- Vận hành hệ thống hoạt động trơn tru

Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Khái quát hệ thống truyền động

Hình 2 1: Hệ thống truyền lực trên ô tô

Hệ thống truyền lực của ô tô là tổ hợp tất cả các cụm và cơ cấu được liên kết vớinhau từ động cơ tới bánh xe chủ động, nhờ chúng cơ năng từ động cơ được truyền đếncác bánh xe chủ động bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trịmoment truyền

2.1.1 Công dụng của hệ thống truyền lực

Truyền và biến đổi moment xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động sao cho phùhợp giữa chế độ làm việc của động cơ và moment cản sinh ra trong quá trình ô tôchuyển động; cắt dòng công suất trong thời gian ngắn hoặc dài; thực hiện đổi chiềuchuyển động giúp ô tô chuyển động lùi; tạo khả năng chuyển động êm dịu và thay đổitốc độ cần thiết trên đường; trên ô tô con, động cơ và hệ thống truyền lực có mối quan

hệ mật thiết với nhau vì lý do cấu trúc và giá thành

Các loại ô tô con thường được bố trí động cơ đốt trong (nhiên liệu diesel, xăng)hoặc động cơ điện Việc xuất hiện các loại động cơ mới như: động cơ rotor quay, động

cơ sử dụng nhiên liệu hidro phân hủy từ nước,… làm thay đổi cấu trúc của hệ thốngtruyền lực

2.1.2 Cấu trúc của hệ thống truyền lực

Trước đây, các ô tô điện được chuyển đổi từ các ô tô động cơ đốt trong có sẵn bằngcách thay thế các động cơ và thùng chứa nhiên liệu bằng động cơ điện và bộ ắc quy trongkhi giữ lại tất cả các thành phần khác, như trong hình 2.2 Cấu trúc này có những hạn chế

như khối lượng nặng, tính linh hoạt thấp, hiệu suất giảm làm cho việc sử dụng ô tô điệngiảm dần Thay vào đó, các kiểu ô tô điện xây dựng theo mục đích sử dụng, dựa vào yêucầu ban đầu và các thiết kế cơ sở Với cách làm này ô tô điện đáp ứng tốt hơn các yêucầu của người sử dụng và tỏ ra linh hoạt hơn.

Hình 2 2: Hệ thống truyền lực ô tô điện

Hình 2 3: Các thành phần của ô tô điệnMột dạng cấu trúc hệ thống truyền động được mô tả chi tiết trong hình 2.3 Hệ thốngtruyền động bao gồm ba hệ thống nhỏ: hệ thống truyền lực bằng động cơ điện, hệ thốngnăng lượng, và các phần phụ trợ Hệ thống truyền lực bằng động cơ điện bao gồm: bộ điều

khiển xe, bộ chuyển đổi công suất, động cơ điện, bộ truyền dẫn cơ khí, và cơ cấu dẫnđộng Hệ thống năng lượng bao gồm phần nạp nhiên liệu, bộ phận quản lý năng lượng, và

ắc quy Các hệ thống phụ bao gồm: tay lái trợ lực, bộ điều hòa không khí, và các bộ phậnphụ khác

2.1.3 Phân loại hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực được phân loại theo đặc điểm biến đổi moment xoắn và theođặc tính thay đổi tỷ số truyền

- Phân loại theo đặc điểm biến đổi moment xoắn hệ thống truyền lực: Hệ thốngtruyền lực cơ khí bao gồm các bộ truyền ma sát, các hộp biến tốc, hộp phân phốitruyền động các đăng, loại này được dùng phổ biến; hệ thống truyền lực cơ khí thuỷlực bao gồm các bộ truyền cơ khí, bộ truyền thuỷ lực; hệ thống truyền lực điện từ baogồm nguồn điện, các động cơ điện, rơle điện từ, dây dẫn; hệ thống truyền lực thuỷ lựcbao gồm bơm thuỷ lực, các động cơ thuỷ lực, van điều khiển, ống dẫn; hệ thống truyềnlực liên hợp bao gồm một số bộ phận cơ khí, một số bộ phận thuỷ lực, một số bộ phậnđiện từ

- Phân loại theo đặc tính thay đổi tỷ số truyền ta chia ra hệ thống truyền lực có cấp,

vô cấp, hoặc kết hợp: Truyền lực có cấp là truyền lực có các tỷ số truyền cố định, việcthay đổi số truyền theo dạng bậc thang; truyền lực vô cấp là truyền lực có tỷ số truyềnbiến đổi liên tục tuỳ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và cản từ mặt đường

Hiện nay chúng ta thường hay gặp: Hệ thống truyền lực cơ khí có cấp điều khiểnbằng cần số (Manual Transmissions: MT) và hệ thống truyền lực cơ khí thuỷ lực điềukhiển tự động (Automatic Transmission: AT)

2.1.4 Các yêu cầu đối với hệ thống truyền lực

- Truyền công suất từ động cơ đến bánh xe chủ động với hiệu suất cao, độ tin cậylớn

- Thay đổi moment của động cơ dễ dàng

- Cấu tạo đơn giản, dễ bảo dưỡng, sửa chữa

- Phân loại hệ thống truyền lực

Việc lựa chọn một hệ truyền động kéo ô tô điện dựa vào các tiêu chí sau:

- Chế độ hay cấu trúc hệ truyền động: truyền động bánh trước, truyền động bánhsau, hoặc truyền động 4 bánh

- Số động cơ điện được sử dụng

- Phương pháp điều khiển

- Số cấp tốc độ của hộp số

2.2 Khái quát về hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển động cơ là bộ não điều khiển và chi phối tất cả mọi hoạt độngcủa động cơ, giúp cho xe có thể hoạt động theo ý muốn của người điều khiển xe

2.2.1 Bộ điều tốc

Bộ điều tốc xe điện còn được gọi là bộ điều khiển hoặc IC là bộ xử lý trung tâm nógiống như CPU của một chiếc máy tính, chức năng chính của IC chính là chuyển đổidòng điện 1 chiều từ ắc quy sang dòng điện 3 pha chuyên dùng cho động cơ Bên cạnh

đó bộ điều tốc có chức năng điều khiển tất cả các thiết bị bên trong xe giúp các thiết bịvận hành một cách tối ưu và tiết kiệm năng lượng nhất, cụ thể là điều khiển vận tốccủa động cơ, bảo vệ các hệ thống điện của xe như: còi, đèn, xi nhan,…

2.2.1.1 Cấu tạo

Nhìn bên ngoài thì chúng ta có thể thấy một bộ điều tốc (IC) có cấu tạo khá đơngiản, với một chiếc hộp kim loại vuông cùng với nhiều đầu cắm để nối với cấc thiết bịbên ngoài Nhưng bên trong nó là cả một hệ thống board mạch phức tạp và được chếtạo với độ tinh vi rất cao

Hình 2 4: Cấu tạo bên ngoài bộ điều tốc (IC) xe điệnCụm dây nguồn bao gồm 3 dây Dây đỏ to dương, dây đen to âm từ bình ắc quy,dây sau khóa nối từ ổ khóa xuống (dây đỏ nhỏ) Tiếp nhận nguồn từ ắc quy

3 dây pha của động cơ: điện sau khi đi từ ắc quy vào board thì từ board nó sẽtruyền điện xuống động cơ theo 3 dây này và vào 3 pha của động cơ làm cho động cơhoạt động (dây xanh dương, xanh lục, vàng) Điều khiển động cơ thông qua 3 dây này.

5 dây chip: 2 dây đỏ, đen là cấp nguồn và 3 dây còn lại là 3 dây tín hiệu dẫn từ mắtđộng cơ

Dây ga: gồm 3 sợi dây trong đó hai sợi dây đỏ và đen có nhiệm vụ là cấp nguồncho chân ga, và dây còn lại làm nhiệm vụ là dây tín hiệu (thông thường sẽ nằm ở giữahai dây cấp nguồn cho chân ga)

Dây công tơ mét: thông thường thì dây này sẽ chỉ gồm một dây riêng lẻ và có mộtđầu cắm đặc biệt hơn so với các dây khác, có chức năng là hiển thị trên đồng hồ đo Dây đảo chiều động cơ: (dây đen và dây bạc) được sử dụng trong trường hợp khichúng ta lên ga và bánh xe bị kêu hoặc sau khi đấu board thì bánh xe sẽ bị quay ngượcthì chúng ta tiến hành nối 2 sợi dây này lại thông qua công tắc đảo chiều

Dây reset: (2 dây trắng có giắc đen tương thích với nhau) điều chỉnh chiều quaycủa động cơ

3 dây tốc độ: (đen, xanh, tím) điều chỉnh tốc độ nhanh chậm để đấu cho những dây

Hình 2 5: Bên trong bộ điều tốc (IC) xe điện

2.2.1.2 Phân loại

Trên thị trường hiện nay thì có hai loại bộ điều tốc (IC) được sử dụng phổ biếntrên xe điện đó là: bộ điều tốc (IC) dùng chip và bộ điều tốc (IC) đa năng Mỗi loại cómột chức năng riêng để phù hợp với từng điều kiện sử dụng của xe

a Bộ điều tốc (IC) dùng chip

Hình 2 6: Bộ điều tốc (IC) dùng chipThường là loại board xe điện được lắp sẵn trên xe khi chúng ta mua xe Loại này

sẽ hoạt động khi có sự hiện diện của 3 con chíp nhỏ ở động cơ Và điểm đặc biệt ở loại

IC này là nó hoạt động đồng bộ với những con chip trong động cơ giúp xe có thể chạy

êm ái hơn

b Bộ điều tốc (IC) đa năng

Hình 2 7: Bộ điều tốc (IC) đa năng

Ngược lại với loại IC dùng chip cho xe đạp điện, IC đa năng hoàn toàn có thể hoạtđộng một cách trơn tru mà không cần quan tâm đến 3 con chip có trong động cơ Loạinày thường dùng để thay thế cho xe đạp điện khi xe bị hỏng Với loại này thường thìkhông ổn định và độ an toàn không cao như loại IC dùng chip.

số lùi, nhằm báo cho người lái xe khác

2.2.2.2 Hệ thống tín hiệu

a Hệ thống còi

- Công dụng: Chức năng chính của còi xe là cảnh báo trước những tình huống bấtngờ khi tham gia giao thông Giúp các phương tiện phía trước nhận biết được phươngtiện phía sau đang ra hiệu cảnh báo mà tránh được những tai nạn xảy ra, đồng thờicũng cảnh báo người đi bộ, xe đạp, người đang đứng và làm việc cạnh đường đi chú ý

để tránh những va chạm không đáng có

- Phân loại: Có khá nhiều loại còi trên thị trường hiện nay, nó được phận loại theokích cỡ của xe mà được trang bị còi có tần số dao động và biên độ dao động khácnhau, kích cỡ xe càng lớn thì tần số và biên độ dao động của còi càng lớn Còi xe đượcchia làm 2 loại đó là còi hơi và còi điện

- Yêu cầu

Yêu cầu về kỹ thuật đối với còi xe là phải đảm bảo chất lượng và tuổi thọ Đảmbảo còi có thể hoạt động trong nhiều điều kiện thời tiết khác nhau, vì còi xe là thiết bịbắt buộc đối với ô tô và xe máy nên hầu hết các loại xe đều có còi để cảnh báo phíatrước khi cần thiết

Yêu cầu về công suất của còi cũng phải phù hợp với tùy loại xe: trên xe máy cũng

có nhiều loại còi có công suất khác nhau nhưng nhìn chung còi trên xe máy có âmlượng khoảng vài chục đến 100Db, còn trên ô tô cao hơn một chút khoảng trên dưới120Db tùy mỗi hãng xe thiết kế, còn đối với còi hơi trên xe tải hoặc các xe hạng nặngthì nó tùy thuộc vào áp suất của bình hơi và kích cỡ của còi vì có nhiều loại còi trên thịtrường

Yêu cầu đối với sử dụng còi ô tô cũng được phát luật quy định rõ ràng ở luật giaothông đường bộ năm 2008, nghị định số 100/2019/NĐ-CP, nghị định số 81/2013/NĐ-

CP về việc sử dụng còi xe ô tô, vì nó ảnh hưởng tới sức khỏe, tâm lý thậm chí cả tínhmạng của người đi đường và người dân Ngoài ra, vô ý làm chết người do vi phạm quytắc hành chính, thì bị phạt tù từ 1 năm đến 5 năm Phạm tội làm chết người từ 2 ngườitrở lên thì bị phạt tự từ 5 năm đến 12 năm

b Hệ thống đèn xi nhan

Đèn xi nhan là một thành phần không thể thiếu được của xe khi tham gia giaothông Nhiều người chủ quan khi xe hỏng đèn xi nhan nên dẫn đến các vụ tai nạn bấtngờ gây tổn thất cho cả mình và người khác

Đèn xi nhan là công cụ mà người lái dùng để báo hiệu cho các phương tiện phíasau hay phía trước biết được chúng ta đang định chuyển hướng, vượt làn, chuyểnlàn, để không gặp phải các trường hợp va chạm xe với nhau

- Công dụng: Bảo vệ điểm mù của bạn; giảm căng thẳng khi đi vào đường cao tốc;

giảm thiểu tình trạng tắc đường

- Cấu tạo: Hệ thống đèn xi nhan trên ô tô thông thường về cơ bản có cấu tạo không

quá phức tạp bao gồm ba cụm: giá đỡ bóng đèn, vỏ và thấu kính che

+ Giá đỡ bóng đèn đặt đúng vị trí của một hoặc nhiều nguồn sáng so với hệ thốngquang học của đèn

+ Vỏ chứa các tấm phản xạ thường được làm từ nhựa cao cấp

+ Thấu kính che có nhiệm vụ phân phối ánh sáng thông qua các cấu trúc hoa văn bổsung

- Lưu ý khi sử dụng:

Nên bật đèn xi nhan trước khi chuyển hướng tầm 25 - 30 m và bật đúng chiều.Nếu bật quá muộn sẽ khiến cho người đi sau bối rối, không phản ứng kịp có thể dẫnđến tai nạn

Trước khi đi nên kiểm tra hết hệ thống đèn xi nhan, phanh xe, để được an toàn,tránh các tình huống bị động gây nguy hiểm cho bản thân

- Đặc điểm: Bộ đổi nguồn dùng để hạ áp từ 36V, 48V, 56V, 60V, 72V xuống 12V

để có thể sử dụng cho đèn, còi, xi nhan; dùng đổi nguồn cho các loại xe máy điện có

hệ thống xi nhan, đèn pha, còi sử dụng điện áp 12V; bộ đổi nguồn tiện lợi, có độ ổn định cao, hạn chế tối đa việc hư hỏng hệ thống đèn chiếu sáng và ắc quy; tất cả các

linh kiện và bản mạch chất lượng cao, siêu bền bỉ, chịu được dòng lớn lên đến 10A; tích hợp bảo vệ mạch và ổn định tần số; giảm hao phí điện năng trong quá trình sử

dụng, bền bỉ

Chương 3: 113Equation Chapter 3 Section 1TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ

CÁC HỆ THỐNG

3.1 Thiết kế hệ thống truyền lực

3.1.1 Phân tích lựa chọn phương án truyền động cho ô tô điện

Tất cả các ô tô điện cần có một bộ truyền dẫn cơ khí để kết nối đầu ra của động cơtới các bánh xe Với ô tô dùng động cơ đốt trong, động cơ được gắn với một ly hợp, lyhợp gắn với hộp số, trục truyền động, bộ vi sai và cuối cùng đến trục bánh xe

Các cơ cấu này gây ra mất mát công suất và năng lượng Hệ thống truyền động trong ô

tô điện đơn giản hơn hệ thống truyền động trong ô tô dùng động cơ đốt trong Ly hợpkhông cần sử dụng trong hệ thống truyền động vì động cơ có thể cung cấp moment xoắn

từ nhỏ và tăng lên khi tải tăng lên Tương tự như vậy, hộp số có thể được đơn giản hóabằng một bộ truyền bánh răng đơn giản Có 4 phương án của hệ thống truyền động trong ô

tô điện như sau:

3.1.1.1 Phương án 1: Hệ thống truyền động dùng hộp số cơ khí

Hình 3 1: Hệ thống truyền động dùng hộp số cơ khí

1 – Bánh xe chủ động; 2 – bán trục; 3 – vỏ cầu chủ động; 4 – nối trục 1; 5 – hộp giảmtốc; 6 – nối trục 2; 7 – động cơ điện; 8 – vi sai; 9 – bánh răng truyền lực chính

Phương án này có thiết kế giống như hệ thống trong ô tô động cơ đốt trong, động cơđốt trong được thay thế bằng động cơ điện Bên cạnh đó cần phải lắp đặt bộ nguồn ắcquy cung cấp năng lượng cho ô tô điện hoạt động Thiết kế này làm cho hệ thống truyềnlực phức tạp, có khối lượng lớn, kích thước lớn, gây thất thoát năng lượng trong các

cơ cấu cơ khí Do đó lắp đặt các hệ thống khác rất khó khăn đồng thời làm tăng giá thànhcủa ô tô Phương án này thích hợp với các loại ô tô có yêu cầu lớn về tốc độ hay về khảnăng tăng tốc trong thời gian ngắn nhất Đối với ô tô trong thiết kế không yêu cầu lớn vềtốc độ của xe và giảm giá cả thấp nhất có thể nên phương án này không khả thi

3.1.1.2 Phương án 2: Hệ thống truyền động dùng động cơ điện, truyền lực chính và vi sai

Hình

3 2: Hệ thống truyền động dùng động cơ điện, truyền lực chính và vi sai

1 – Bánh xe chủ động; 2 – bán trục; 3 – vỏ cầu chủ động; 4 – nối trục đàn hồi; 5 –

động cơ điện; 6 – vi sai; 7 – bánh răng truyền lực chínhPhương án này dùng cặp bánh xe chủ động được kết nối với một bộ vi sai Phương ánnày có nhiều thuận lợi là bộ vi sai đã được kiểm tra, an toàn và sự tin cậy chất lượng từnhà sản xuất Ngoài ra phương án này không cần dùng hộp số cơ khí làm tăng khối lượng

ô tô, điều khiển tốc độ ô tô bằng cách điều khiển tốc độ động cơ Phương án này có kếtcấu nhỏ gọn giảm được giá thành chung của ô tô

3.1.1.3 Phương án 3: Hệ thống truyền động dùng hai động cơ điện

Hình 3 3: Hệ thống truyền động dùng hai động cơ điện

1 – Bánh xe chủ động; 2 – vỏ truyền lực chính; 3 – động cơ điện; 4 –bánh răng

truyền lực chính; 5 – bán trục cầu chủ động

Bộ vi sai có thể được loại bỏ bằng cách cho mỗi động cơ dẫn động một bên bánh xedùng một cặp bánh răng đơn giản hoặc dùng bộ truyền đai răng Moment xoắn cần phảiđược cân bằng cho mỗi bánh xe bằng bộ điều khiển điện tử Hệ thống này có lợi thế làchiếm ít không gian bên trong xe, tuy nhiên nó cần bộ điều khiển điện tử phức tạp hơn.Ngoài ra khi dùng 2 động cơ có công suất nhỏ hơn có giá thành cao hơn một động cơ vìthế làm tăng giá thành chung của ô tô

3.1.1.4 Phương án 4: Hệ thống truyền động chỉ dùng động cơ điện

Hình 3 4: Hệ thống truyền động chỉ dùng động cơ điện