Bài giảng tổng quan về xe điện

- Ý tưởng về chiếc xe hybrid là để tận dụng ưu điểm của cả xe chạy điện và xe chạy xăng: sử dụng năng lượng điện song vẫn yên tâm với sự dự phòng của động cơ xăng khi hết điện.. Ketterin

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN VÀ HYBRID

1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XE ĐIỆN

1.1 Lịch sử ngành ô tô điện

Khi mối lo ngại về tác động môi trường do ô tô chạy bằng khí đốt gia tăng và khi chính phủ ra các gói trợ cấp khuyến khích năng lượng sạch, nhu cầu về xe điện (EV) ngày càng rõ rệt EV là những chiếc xe trang bị động cơ điện và xe hybrid là xe kết hợp năng lượng điện với tùy chọn chuyển sang sử dụng năng lượng xăng dự phòng

Mặc dù xe điện ngày nay được gọi là “innovation” (sáng tạo), và chúng có xu hướng kết hợp các công nghệ tiên tiến, nhưng thực tế, xe điện không phải là một ý tưởng mới Những chiếc xe như vậy đã có từ hơn một thế kỷ trước, từ những năm 1800s

1.1.1 Trước năm 2000

- Mặc dù có một số tranh cãi về thời điểm chính xác lịch sử xe điện ra đời, nhưng có thể lấy năm 1828 làm điểm khởi đầu Đó là năm mà kỹ sư Hungary, nhà vật lý và linh mục Anyos István Jedlik của tu viện Benedictine, đã chế tạo mô hình xe điện đầu tiên

- Có lẽ đó là lý do tại sao nhiều bài viết về lịch sử xe điện lại bỏ qua sự đóng góp của Hungary vì mẫu xe đầu tiên chỉ là mô hình, không có kích thước đầy đủ

- Nhiều bài viết cho rằng lịch sử xe điện là vào khoảng năm 1834 hoặc 1835, khi chiếc xe điện đầu tiên của một người Mỹ, Thomas Davenport, ra đời

- Đó là vào năm 1834 hoặc 1835 khi Davenport chế tạo một đầu máy nhỏ chạy bằng hai nam châm điện, chạy trên đường ray

- Một vài nhà phát minh khác đã cũng nghiên cứu xe điện trong suốt thập kỷ đó, như Robert Anderson của Scotland, người có thể đã thiết kế một cỗ xe điện vào khoảng giữa những năm 1832 và 1839

- Pháp cũng tự hào với những phát minh và cải tiến pin được sử dụng trong xe hơi Nhà vật lý người Pháp Gaston Planté đã phát minh ra pin lưu trữ axit chì có thể sạc lại vào năm 1859

- Một người Pháp khác, nhà hóa học Camille Faure, đã phát minh ra pin axit chì cơ bản vào năm 1881 Ngoài việc cung cấp năng lượng cho ô tô, pin của ông còn được sử dụng để cung cấp năng lượng cho tàu ngầm đầu tiên vào năm 1886 Nó cũng được sử dụng để thắp sáng thành phố Paris, và đó là nguồn gốc khiến Paris được gọi là “thành phố của ánh sáng”

- Nước Anh vào năm 1884 Nhà phát minh Thomas Parker đã lên tiêu đề của một bài báo lúc đó, “Thomas Parker đã phát minh ra chiếc xe điện đầu tiên vào năm 1884” Có

thể sự kiện “đầu tiên” đó chưa hẳn chính xác, nhưng bài báo cho rằng chiếc xe của Parker

là chiếc xe điện đầu tiên có tiềm năng được sản xuất hàng loạt và thực sự cách mạng hóa cách mọi người đi du lịch

H1.1: Chiếc xe điện đầu tiên trên thế giới, chế tạo bởi Thomas Parker, 1895

- Đến những năm 1890, William Morrison ở thành phố Des Moines, Iowa (Mỹ) đã chế tạo một số mẫu xe điện Thử nghiệm đầu tiên của ông là vào năm 1887, song không thành công lắm Nhưng ông đã thành công với xe hơi và pin vào khoảng năm 1890 trở đi

H1.2: Mẫu xe điện có thiết kế hình tên lửa Jamais Contente đã đạt tốc độ đến 105,88

km/h vào ngày 29/4/1899 (Wikipedia)

Tất nhiên, khi chúng ta nói đến khai thác năng lượng điện trong khoảng thời gian đó, không thể không nhắc đến Thomas Edison Ông bắt đầu phát triển pin cho xe hơi vào năm

1899 Dù đạt được một số cải tiến, song ông đã từ bỏ khi năng lượng xăng thắng thế điện

- Đỉnh cao của xe điện được gọi là vào khoảng năm 1900 Vào thời điểm đó, ô tô điện chiếm khoảng 1/3 số xe ô tô tại các thành phố lớn của Mỹ

- Ưu điểm của xe điện vào thời điểm đó là chúng mang lại một chuyến đi yên tĩnh hơn và dễ vận hành hơn Nhưng nhược điểm là phải sạc điện mất rất nhiều thời gian, đồng thời không thể đi lâu Nhước điểm này cũng khiến ô tô điện không trở thành xu hướng trong hơn một thế kỷ

- Mặt khác, những chiếc xe chạy bằng xăng có nhược điểm ồn ào và dễ bị hỏng Tuy nhiên, chúng lại có nhiều lợi thế, có thể đi khá xa mới cần tiếp thêm nhiên liệu Vậy, tại sao không kết hợp cả hai – điện và xăng?

- Ý tưởng về chiếc xe hybrid là để tận dụng ưu điểm của cả xe chạy điện và xe chạy xăng: sử dụng năng lượng điện song vẫn yên tâm với sự dự phòng của động cơ xăng khi hết điện

- Đến khi phải thiết kế chiếc xe lưu động trên mặt trăng cho chương trình không gian, NASA và Boeing đã tham khảo một số khía cạnh thiết kế của Lohner-Porsche Nó cũng mở đường cho những chiếc xe hybrid hiện đại của chúng ta, cũng như một số thiết

kế xe lửa

- Đến những năm 1920, xe điện bị dừng thương mại hóa do 3 vấn đề

- Thứ nhất, xăng trở nên dễ tiếp cận hơn do các mỏ dầu được phát hiện ở Texas vào năm 1901 Những mỏ xăng dầu phong phú này có sẵn và nhiều quốc gia sớm có nguồn cung cấp nhiên liệu dồi dào và kinh tế

- Thứ hai, Henry Ford sản xuất ra hàng loạt xe chạy bằng khí đốt, bắt đầu với Model

T vào năm 1908, thống trị ngành công nghiệp xe hơi

- Thứ ba, năm 1912, nhà phát minh người Mỹ Charles F Kettering đã phát minh ra máy khởi động ô tô điện, khiến cho những chiếc xe chạy bằng xăng thậm chí còn hấp dẫn hơn bởi vì chúng không cần phải được khởi động bằng việc “quay tay”

H1.3: Chiếc xe hybrid đầu tiên trên thế giới, Lohner-Porsche, 1905

H1.4: Charles F Kettering và chiếc xe ô tô đầu tiên sử dụng máy khởi động (1912)

- Với việc khởi động xe hơi trở nên dễ dàng hơn, nguồn cung cấp khí đốt dồi dào hơn, những chiếc xe ô tô chạy bằng động cơ đốt trong đã được sản xuất hàng loạt, xe điện không còn chỗ đứng Vào năm 1935, xe điện đã biến mất

- Trong hơn 60 năm, xe ô tô liên tục tiến lên Nguồn khí đốt rất dồi dào và rẻ tiền, mọi người hài lòng với động cơ đốt trong Nhưng vào cuối những năm 1960, đã có một sự thay đổi

- Giá xăng bắt đầu tăng mạnh, mối lo ngại về ô nhiễm không khí xuất hiện Quốc hội đã giới thiệu các dự luật đầu tiên thúc đẩy xe điện để giảm ô nhiễm không khí vào năm 1966

- Hiệp hội bảo vệ môi trường giới thiệu Chương trình khuyến khích xe sạch liên bang vào năm 1970 Điều đó đã thúc đẩy nhà khoa học Victor Wouk chế tạo chiếc xe hybrid kích thước đầy đủ, đầu tiên hai năm sau đó, chiếc Buick Skylark đời 1972

- Một số nhà sản xuất ô tô khác nhau đã thử nghiệm thiết kế xe điện trong những năm 1970 Được thúc đẩy của chính phủ, trong vài thập kỷ sau, các nhà sản xuất ô tô Mỹ tiếp tục cố gắng tích hợp năng lượng điện vào các mô hình của họ Nhưng cuộc cách mạng thực sự về xe hybrid lại đến từ Nhật Bản

- Năm 1997, Toyota giới thiệu Prius, chiếc xe hybrid sản xuất hàng loạt đầu tiên Đó

là một “cú hit” với gần 18.000 chiếc bán ra trong năm đầu tiên và báo hiệu cho sự hồi sinh mạnh mẽ của thị trường xe điện và đầu thế kỉ sau

H1.5 : Toyota Prius “Hybrid” 1997 (nguồn https://global.toyota/)

1.1.2 Sau năm 2000

Năm 2006, Tesla tiết lộ kế hoạch sản xuất pin cho xe điện với phạm vi quãng đường mỗi lần sạc lên tới 322km/h

H1.6: Tesla Roadster, 2011

Đến năm 2011, Tesla đã ra mắt Roadster Xe có phạm quãng đường mỗi lần sạc là

386 km nhưng giá đắt hơn, lên tới 100.000 USD (khoảng 2,3 tỷ đồng) Trong khi đó, mẫu

xe điện Leaf của Nissan có phạm vi 160 km mỗi lần sạc và mức giá rẻ hơn, chỉ khoảng 30.000 USD (khoảng 681 triệu đồng)

Năm 2010, Nissan (Nhật Bản) bắt đầu phát hành mẫu xe điện Leaf tại thị trường

Mỹ

H1.7: Tesla Roadster, 2011

H1.7 Nissan Leaf, 2010

Nissan Leaf hiện đang là mẫu xe điện bán chạy nhất trên thế giới Vào tháng Mười Hai năm nay, Nissan đã bán được hơn 200.000 chiếc Leaf trên toàn thế giới và chỉ tính riêng tại thị trường Mỹ đã chiếm tới 88.000 chiếc

Tesla đang lên kế hoạch sản xuất mẫu xe điện dành cho thị trường đại chúng có tên Model 3 sẽ ra mắt trước năm 2017

Mặc dù Tesla đang tập trung bán những mẫu xe sang trọng nhưng hãng cũng dự kiến sẽ sớm tung ra mẫu xe điện giá rẻ đầu tiên vào năm 2017 Model 3 được cho sẽ có phạm vi 322 km mỗi lần sạc và mức giá chỉ khoảng 35.000 USD (khoảng 795 triệu đồng)

H1.8: Faraday Futurevà mẫu thiết kế FF91

Một start-up có tên Faraday Future đang theo theo rất sát Tesla và cũng đang có kế hoạch sẽ xây dựng một xe điện có thể đi quãng đường xa

Faraday Future vẫn còn là một ẩn số bí mật trên thị trường xe điện nhưng start-up mới nổi này cho biết, họ đã lên kế hoạch sẽ ra mắt xe điện trước năm 2020 Công ty không chia sẻ thêm bất k thông tin nào về chiếc xe này nhưng cho biết, pin của xe sẽ lớn hơn của Tesla Điều này có nghĩa phạm vi quãng đường mỗi lần sạc có thể lớn hơn rất nhiều so với xe điện của Tesla

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CỦA Ô TÔ ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI

1 2.1 Tình hình xe điện trên thế giới

a Hoa K

Năm 2009, trong chuyến thăm Trung tâm Nghiên cứu Ô tô điện Edison tại miền Nam California, tổng thống Mỹ Barack Obama đã duyệt khoản chi 2,4 tỷ đô-la cho việc nghiên cứu ô tô điện Khoản chi từ ngân sách này được phân bổ như sau:

Hình 1.10 Phân bổ khoản chi cho nghiên cứu ô tô điện tại Hoa Kỳ từ năm 2009

Từ cơ cấu khoản chi trên, ta thấy rằng nguồn năng lượng và hệ truyền động là những vấn đề then chốt trong nghiên cứu ô tô điện Các vấn đề này sẽ được trình bày chi tiết ở những bài sau của loạt bài này

b Châu Âu

Tại Châu Âu, xe plug-in hybrid và các bộ biến đổi điện tử công suất là những vấn

đề chính được quan tâm nghiên cứu Ô tô điện lai (plug-in hybrid electric vehicle) là loại

xe sử dụng hỗn hợp cả năng lượng xăng và điện như tên gọi “hybrid” Thuật ngữ in” cho biết rằng xe có bộ nạp tích hợp sẵn, người dùng chỉ cần cắm điện vào nguồn lưới dân dụng mà không cần một bộ nạp bên ngoài Một số dòng xe hybrid đã được lưu hành tại Việt Nam như Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Honda Civic Hybrid, v.v

“plug-c Nhật Bản

Tại Nhật Bản, các hãng ô tô lớn đang lần lượt đưa các mẫu xe thuần điện (pure Evs) ra thị trường Nissan “trống giong cờ mở” với Nissan Leaf, tuy vậy Mitsubishi mới

là hãng đầu tiên tung ra xe điện thương phẩm với i-MiEV Xe i-MiEV đã được giới thiệu

ở Việt Nam tại triển lãm Ô tô Vietnam Motor Show 2010

Để có thể đưa ra thị trường mẫu xe ô tô điện i-MiEV, hãng Mitsubishi Motors đã mất hơn 40 năm nghiên cứu Từ khi ấp ủ những ý tưởng đầu tiên về xe ô tô điện, chính thức bắt đầu nghiên cứu từ năm 1966, cho đến nay, hãng Mitsubishi Motors đã chế tạo ra

10 mẫu xe concept với hơn 500.000 km chạy thử nghiệm trên toàn cầu Lộ trình nghiên cứu được cho trong hình sau:

Hình 1.11 Lộ trình phát triển xe điện

Trong giới nghiên cứu, các trường đại học lớn ở Nhật đều có những phòng thí nghiệm, trung tâm nghiên cứu về ô tô điện Trung tâm nghiên cứu dưới sự lãnh đạo của Giáo sư Yoichi Hori (sau đây gọi tắt là Hori-Lab) tại Viện Khoa học Công nghiệp, Trường Đại học Tokyo là một trong những đơn vị tiên phong nghiên cứu về xe điện tại Nhật Bản Những nghiên cứu của Hori-Lab tập trung vào 2 lĩnh vực chính: (i) Điều khiển chuyển động (Motion Control) và (ii) Hệ thống năng lượng cho xe (Vehicle Power System)

Lĩnh vực (i) điều khiển chuyển động được thực hiện với những nhánh sau:

- Điều khiển chuyển động bám mặt đường

- Điều khiển ổn định động học thân xe trên cơ sở quan sát các biến trạng thái

và quan sát nhiễu

- Điều khiển hệ thống lái

Lĩnh vực (ii) nghiên cứu hệ thống năng lượng cho xe được tập trung vào hai nhánh chính:

- Sử dụng công nghệ siêu tụ điện (Ultra-capacitor) tích trữ năng lượng

- Sử dụng công nghệ truyền tải điện không dây (Wireless Power Transmission)

Các nghiên cứu của Hori-Lab đều được thực nghiệm trên hệ thống xe điện thí nghiệm xây dựng tại trung tâm gồm xe UOT Electric March I, II sử dụng nguồn ắc quy và

hệ thống xe điện nhỏ COMS 1, 2, 3 chạy hoàn toàn bằng siêu tụ điện

Hình 1.12 Xe điện nhỏ COMS3 sử dụng siêu tụ

d Hàn Quốc và Trung Quốc

Công nghệ truyền tải điện không dây ứng dụng trong xe điện được khai thác mạnh

mẽ bởi các nhà nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) với dự án chế tạo xe điện nạp năng lượng từ dưới đất trong suốt quá trình hoạt động (OnLine Electric Vehicle – OLEV) Các sản phẩm xe bus điện thuộc dự án này đang chạy thử nghiệm rất tốt trong khuôn viên của KAIST và Công viên Grand Seoul

Hình 1.13 Xe điện OLEV nạp điện không dây online tại KAIST

Tại Thượng Hải, Trung Quốc, xe bus điện sử dụng siêu tụ của hãng SINAUTEC đang gây tiếng vang mạnh mẽ Siêu tụ được nạp nhanh chóng tại mỗi điểm dừng của xe bus

Hình 1.14 Xe bus điện sử dụng siêu tụ tại Thượng Hải

e Xu thế phát triển của ô tô điện

Theo thời gian, ta có một số mốc dự đoán như sau:

- Cuối năm 2010: Một số ô tô điện đã được giới thiệu và xuất hiện trên thị trường

- Năm 2011: Rất nhiều hãng sẽ cho ra đời sản phẩm ô tô điện (theo các tuyên

Hình 1.15 Sự phát triển xe điện

1.2.2 Nhu cầu phát triển xe điện tại thị trường Việt Nam

Ở Việt Nam, do tình trạng kỹ thuật kém của các phương tiện giao thông, ngành giao thông đường bộ đang là một trong những ngành tiêu thụ nhiều năng lượng và gây ô nhiễm lớn hiện nay Do trữ lượng dầu thô của nước ta có hạn, sản lượng khai thác giảm dần từ mức cao nhất là 20 triệu tấn năm 2005 xuống còn 13-15 triệu tấn những năm gần đây Theo tính toán của Viện Năng lượng, Bộ Công thương, từ năm 2015 trở đi Việt Nam sẽ phải nhập khẩu dầu thô (IE2007) Điều này tạo ra áp lực ngày càng cao lên an ninh cung cấp năng lượng cho giao thông vận tải

Hình 1.16 Chỉ số sử dụng năng lượng của xe ô tô động cơ xăng và điện

Bên cạnh đó, như trên hình 1.13 vấn đề sử dụng động cơ đốt trong sẽ đặc biệt nghiêm trọng khi xe chuyển động ở vận tốc thấp, lượng nhiên liệu tiêu thụ sẽ tăng mạnh dẫn đến lượng khí thải cũng tăng theo và lãng phí nhiên liệu Do vậy ở các thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, khi tốc độ trung bình trong giờ cao điểm thường dưới

20km/h, vấn đề môi trường và tiêu thụ nhiên liệu do các phương tiện giao thông gây ra đã

trở nên đặc biệt nghiêm trọng

Như vậy ô tô điện là giải pháp tối ưu để bảo vệ môi trường và đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia Trên thế giới đã có những bước tiến lớn trong nghiên cứu chế tạo ô

tô điện - loại “phương tiện sạch của tương lai” Do vậy để thu hẹp khoảng cách công nghệ

và bảo vệ môi trường cũng như đảm bảo an ninh năng lượng cho Việt Nam chúng ta cần phải tiến hành nghiên cứu các công nghệ tiên tiến của ô tô điện và nhanh chóng có được sản phẩm ban đầu phù hợp với điều kiện giao thông Việt Nam Việc nghiên cứu sản xuất

ô tô điện là cơ hội cho chúng ta tiếp cận trực tiếp với xu thế mới, cũng như góp phần bảo

vệ môi trường của thế giới

Hiện nay, nhu cầu về xe điện là nhu cầu có thật tại Việt Nam Các nhà sản xuất ô

tô điện nước ngoài cũng đang xây dựng lộ trình để đưa sản phẩm của họ vào Việt Nam Một trong những ví dụ là hãng Mitsubishi-Nhật Bản Nhà sản xuất này đã giới thiệu xe chạy điện nổi tiếng của mình có tên i-MiEV tại triển lãm Việt Nam Motor Show 2010 Xe i-MiEV sử dụng ắc quy lithium-ion và động cơ điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu công

suất 47kW Xe có thể chở 4 người, tốc độ tối da 130km/h Theo công bố thì giá bán xe

trước thuế tại Nhật Bản là 47.544 USD

* Nghiên cứu ô tô điện ở Việt Nam

Trong khi làn sóng nghiên cứu ô tô điện đang nổi lên mạnh mẽ trên thế giới thì tại Việt Nam, đối tượng này chưa nhận được sự quan tâm thích đáng của các nhà khoa học, giới doanh nghiệp cũng như các nhà làm chính sách Qua khảo sát tình hình những năm vừa qua, có thể khẳng định rằng ở Việt Nam chưa có một nghiên cứu nào thực sự bài bản, khoa học và mang tính hệ thống về ô tô điện Mục này của bản thuyết minh sẽ lần lượt khảo sát những sản phẩm xe điện được nghiên cứu trong những năm vừa qua

Trong vài năm trở lại đây, một số sản phẩm xe điện mang tính thử nghiệm đã được nghiên cứu chế tạo bởi các nhà khoa học và các nhà sáng chế không chuyên Việt Nam Năm 2004, ông Đặng Thế Minh với sự hỗ trợ của UBND tỉnh Lào Cai đã mua 10 chiếc

Minibus của Trung Quốc và cho ra đời 5 chiếc Minibus Việt Nam với tốc độ 50km/h, chạy được 100km mỗi lần nạp, xe chở được 11 người Sản phẩm này mang tính sao chép

đơn thuần, chế tác lại về mẫu mã và sau đó cũng không tiếp tục phát triển Năm 2008, ông Trần Văn Tâm sống tại Củ Chi - TP Hồ Chí Minh đã tự nghiên cứu và chế tạo xe điện 3

12V/50Ah, chạy 40km nạp một lần Đây là thành công đáng khích lệ đối với một nhà sáng

chế nghiệp dư, tuy nhiên những chỉ tiêu chất lượng của xe còn thấp, không thể sản xuất hàng loạt

Bên cạnh những chế tác nghiệp dư cũng có những xe điện là sản phẩm từ công trình nghiên cứu khoa học của sinh viên và giảng viên một số trường đại học Năm 2005, nhóm sinh viên K29 khoa Cơ khí trường Đại học Cần Thơ đã chế tạo một xe điện chạy

bằng ắc quy năng lượng mặt trời Xe có tải trọng 120kg, tốc độ 25km/h, sử dụng 2 động

cơ một chiều 250W, nguồn gồm 2 ắc quy nối với tấm ắc quy mặt trời Việc sử dụng năng

lượng mặt trời để nạp điện cho ắc quy là một hướng đi đáng ghi nhận, tuy vậy nó chưa thể

sử dụng cho ô tô điện

Năm 2009, một xe điện tải trọng 2 tấn, tốc độ 10km/h sử dụng 2 động cơ một chiều

được chế tạo bởi nhóm giảng viên Học viện Kỹ thuật Quân sự Xe này có tốc độ rất thấp, không phù hợp cho ứng dụng giao thông

Như vậy, trong khi thế giới đã có những bước tiến lớn trong công nghệ chế tạo ô tô điện, Việt Nam đến nay vẫn đứng ngoài dòng chảy của xu thế tất yếu này Nếu không nhanh chóng triển khai nghiên cứu, nước ta sẽ lại tiếp tục bị lệ thuộc vào nước ngoài Một tín hiệu đáng mừng là năm 2008 ô tô điện đã được đưa vào danh mục sản phẩm công nghệ cao của Bộ Khoa học và Công nghệ trình chính phủ

Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng và Sáng tạo công nghệ, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội là đơn vị tiên phong trong việc nghiên cứu bài bản về ô tô điện với đề tài KC03-08 Đây là một đề tài khoa học được nghiên cứu trong trường đại học và nội dung thực hiện được giới hạn trong việc nghiên cứu thiết kế chế tạo những thành phần chính và

cơ bản của ô tô điện là hệ truyền động và hệ điều khiển cho ô tô điện Các nghiên cứu và sản phẩm của đề tài bao gồm: biến tần, hệ truyền động động cơ điện, bộ biến đổi DC/DC

và bộ điều khiển trung tâm cho ô tô điện (đều chưa được nghiên cứu trước đây tại Việt Nam) Các kết quả nghiên cứu này sẽ không chỉ được ứng dụng cho ô tô điện mà còn có thể mở rộng cho các ứng dụng trong công nghiệp và năng lượng tái tạo

1.1.4 Ƣu, nhƣợc điểm khi sử dụng ô tô điện

a Ưu điểm khi sử dụng ô tô điện

+ Ô tô điện sẽ làm giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch., làm giảm chi phí năng lượng đến 90%, giảm bớt hiệu ứng nhà kính

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

+ Tạo ra mô men xoắn cao hơn và đường đặc tính mô men xoắn không đổi, giúp xe có khả năng tăng tốc nhanh hơn

+ Ít gây ồn so với động cơ đốt trong

+ 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 Lithium-ion, 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 xe thành 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 cơ đốt trong vì số chi tiết rời ít hơn và không đòi hỏi gia công chính xác

+ Chi phí tái nạp rẻ hơn nhiều so với xăng và dầu

+ Chi phí bảo dưỡng như thay dầu nhớt, làm mát, bảo dưỡng, kiểm duyệt khí thải được giảm bớt hoặc loại bỏ hoàn toàn

+ Có thể cung cấp điện trở lại cho một số thiết 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 lượng của chúng vẫn cao hơn nhiều so với động cơ đốt trong

+ Ô tô điện có triển vọng hơn cả xe sử dụng Hidro lỏng vì sự phổ dụng và chi phí phân phối rất thấp, không cần đầu tư một hệ thống trạm nhiên liệu quy mô lớn và cực k đắt tiền Ngoài ra, hiệu quả chuyển đổi năng lượng của xe còn cao hơn ắc quy nhiên liệu hidro lỏng

b Nhược điểm khi sử dụng 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 từ 1500USD/xe (ắc quy chì-axit) cho đến 20000USD/xe (ắc quy Lithium-ion)

+ 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 Các trạm điện công cộng chưa phổ biến

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

Tuy nhiên ngày càng có nhiều các starup cũng như các nhà đầu tư trên thế giới đổ tiền và công nghệ vào nghiên cứu phát triển nhằm tạo nguồn cung số lượng lớn và ổn định cho pin xe điện cũng như cải tiến công nghệ tái chế để phần nào giảm thiểu các tác nhân xấu gây ra cho môi trường Pin xe điện hứa hẹn sẽ là một cuộc đua cạnh tranh khốc liệt giữa các cường quốc về công nghệ và tài nguyên trên thế giới

2 TỔNG QUAN VỀ XE HYBRID

2.1 Khái niệm chung

Ô tô hybrid là dòng xe sử dụng động cơ tổ hợp, được kết hợp giữa động cơ chạy bằng năng lượng thông thường (xăng, Diesel…) với động cơ điện lấy năng lượng điện từ một ắc-quy cao áp Điểm đặc biệt là ắc-quy được nạp điện với cơ chế nạp “thông minh” như khi xe phanh, xuống dốc…, gọi là quá trình phanh tái tạo năng lượng Nhờ vậy mà ôtô có thể tiết kiệm được nhiên liệu khi vận hành bằng động cơ điện đồng thời tái sinh được năng lượng điện để dùng khi cần thiết

2.2 Xu hướng phát triển của ôtô hybrid

Sự phát triển các phương tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói chung không giống nhau, mỗi nước có một quy định riêng về khí thải của xe , nhưng đều có xu hướng là từng bước cải tiến cũng như chế tạo ra loại ôtô mà mức ô nhiễm là thấp nhất và giảm tối thiểu sự tiêu hao nhiên liệu Điều đó càng cấp thiết khi mà nguồn tài nguyên dầu

mỏ ngày càng cạn kiệt dẫn đến giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập của người dân lại tăng không đáng kể

Các xe chạy bằng Diesel, xăng hoặc các nhiên liệu khác đều đang tràn ngập trên thị trường gây ô nhiễm môi trường, làm cho bầu khí quyển ngày một xấu đi, hệ sinh thái thay đổi Vì thế việc tìm ra phương án để giảm tối thiểu lượng khí gây ô nhiễm môi trường là một vấn đề cần được quan tâm nhất hiện nay của ngành ô tô nói riêng và mọi người nói chung

Ôtô sạch không gây ô nhiễm (zero emission) là mục tiêu hướng tới của các nhà nghiên cứu và chế tạo ôtô ngày nay Có nhiều giải pháp đã được công bố trong những năm gần đây, như: hoàn thiện quá trình cháy của động cơ, sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ôtô như LPG, khí thiên nhiên, methanol, biodiesel, điện, pile nhiên liệu, năng lượng mặt trời, ôtô lai (hybrid) Phạm vi bài viết này chỉ bàn về ôtô hybrid

Ôtô hybrid

Xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ôtô hybrid đã luôn được nghiên cứu và phát triển như là một giải pháp hiệu quả về tính kinh tế và môi trường Có thể nói, công nghệ hybrid là chìa khoá mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyên mới của những chiếc ô tô,

đó là ô tô không gây ô nhiễm môi trường hay còn gọi là ô tô sinh thái

Với các ưu điểm nổi bật như đã nêu, ôtô hybrid đang được sự quan tâm nghiên cứu

và chế tạo của rất nhiều nhà khoa học và hãng sản xuất ôtô trên thế giới Ngày càng có