(Đồ án hcmute) chuyên đề về xe ô tô điện

LỜI CAM ĐOAN Với đề tài nghiên cứu “ Chuyên đề về xe ô tô điện ”, tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học v

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

CHUYÊN ĐỀ VỀ XE Ô TÔ ĐIỆN

GVHD: PGS.TS LÝ VĨNH ĐẠT SVTH: VŨ QUỐC HUY

PHẠM XUÂN HUY

S K L 0 1 0 5 7 5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022

CHUYÊN ĐỀ VỀ XE Ô TÔ ĐIỆN

SVTH: VŨ QUỐC HUY MSSV: 18145136

SVTH: PHẠM XUÂN HUY MSSV: 18145132

Khóa: 2018-2022 Ngành: Công nghệ kĩ thuật ô tô GVHD: PGS.TS LÝ VĨNH ĐẠT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHUYÊN ĐỀ VỀ XE Ô TÔ ĐIỆN

SVTH: VŨ QUỐC HUY MSSV: 18145136

SVTH: PHẠM XUÂN HUY MSSV: 18145132

Khóa: 2018-2022 Ngành: Công nghệ kĩ thuật ô tô GVHD: PGS.TS LỸ VĨNH ĐẠT

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Hệ đào tạo: Chất lượng cao Mã hệ đào tạo: Khóa: 2018-2022 Lớp: 18145CL7B

1 Tên đề tài: Chuyên đề về xe ô tô điện

2 Nhiệm vụ đề tài

- Khái quát về xe ô tô điện

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về ô tô điện làm cơ sở tính toán động cơ điện, pin

- Tìm hiểu về hệ thống điều khiển trên ô tô điện

3 Sản phẩm của đề tài

- Thuyết minh đề tài

4 Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 03/10/2022

5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 23/12/2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn ………

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên :Vũ Quốc Huy MSSV:18145136 Hội đồng: 4

Họ và tên sinh viên: Phạm Xuân Huy MSSV:18145132 Hội đồng: 4

Tên đề tài: Chuyên đề về xe ô tô điện

Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Họ và tên GV hướng dẫn: PGS TS Lý Vĩnh Đạt

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy)

2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2.2 Nội dung đồ án:

(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

2.3.Kết quả đạt được:

2.4 Những tồn tại (nếu có):

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,

khoa học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy

trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

15

Khả năng cải tiến và phát triển 15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn ………

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)

Họ và tên sinh viên: Vũ Quốc Huy MSSV:18145136 Hội đồng: 4

Họ và tên sinh viên: Phạm Xuân Huy MSSV:18145132 Hội đồng: 4

Tên đề tài: Chuyên đề về xe ô tô điện

Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Họ và tên GV phản biện: GVC TS Nguyễn Văn Trạng Mã GV: 9277

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2 Nội dung đồ án:

(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

3 Kết quả đạt được:

4 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

5 Câu hỏi:

6 Đánh giá:

7 Kết luận:

 Được phép bảo vệ

 Không được phép bảo vệ

TP.HCM, ngày tháng 12 năm 2022

Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên)

tối đa

Điểm đạt được

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa

học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình

đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

15

Khả năng cải tiến và phát triển 15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn ………

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN

Tên đề tài: Chuyên đề về xe ô tô điện

Họ và tên Sinh viên: Vũ Quốc Huy MSSV: 18145136

Họ và tên Sinh viên: Phạm Xuân Huy MSSV: 18145132 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức

Chủ tịch Hội đồng: _

Giảng viên hướng dẫn: _

Giảng viên phản biện: _

Tp HCM, ngày tháng 12 năm 2022

LỜI CAM ĐOAN

Với đề tài nghiên cứu “ Chuyên đề về xe ô tô điện ”, tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực và chưa hề được sử dụng

để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc và được phép công bố

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

về nội dung đề tài nghiên cứu của mình

( Kí & ghi rõ họ tên ) ( Kí & ghi rõ họ tên )

Tp.HCM, ngày tháng 12 năm 2022

LỜI CẢM ƠN

Sau gần 2 tháng thực hiện nghiên cứu đề tài “Chuyên đề về xe ô tô điện” đã được hoàn thành Ngoài sự cố gắng, nỗ lực hết mình của nhóm và cũng đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, góp ý, quan tâm và khích lệ đến từ gia đình, nhà trường, các thầy cô và bạn bè trong quá trình nghiên cứu đề tài

Chúng em xin cảm ơn tất cả các thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật

Tp Hồ Chí Minh đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt quá trình học tập Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS Lý Vĩnh Đạt, thầy đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và luôn động viên tinh thần cho chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tuy nhiên, do vốn kiến thức còn nhiều hạn chế và khả năng tiếp thu thực tế còn nhiều bỡ ngỡ và khó khăn Mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức nhưng chắc chắn bài tiểu luận khó có thể tránh khỏi những thiếu sót và nhiều chỗ còn chưa chính xác, kính mong thầy xem xét và góp ý để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn

Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực tiễn chúng em đã đúc kết được nhiều kiến thức đó là những nấc thang đầu tiên để chúng em bước vào hành trình mới

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2022

Nhóm sinh viên thực hiện

Vũ Quốc Huy Phạm Xuân Huy

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN vi

LỜI CAM ĐOAN vii

LỜI CẢM ƠN viii

MỤC LỤC ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv

DANH MỤC HÌNH ẢNH xvi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU xx

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu 3

1.5 Cấu trúc nội dung đề tài 3

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Khái quát về xe điện 5

2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của xe ô tô điện 5

2.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của xe ô tô điện 7

2.1.2.1 Ưu điểm của xe ô tô điện 7

2.1.2.2 Nhược điểm của xe ô tô điện 11

2.1.3 Một số quy định về xe ô tô điện tại Việt Nam 12

2.1.3.1 Quy định về Ô tô điện phải đảm bảo các quy định chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường 12

2.1.3.2 Quy định về việc đăng kiểm đối với xe ô tô điện 13

2.1.3.3 Quy định về Biển số xe ô tô điện phải do cơ quan có thẩm quyền cấp

14

2.1.3.4 Quy định bằng lái xe ô tô điện 15

2.1.3.5 Quy định về bảo hiểm trách nhiệm dân sự xe ô tô điện 15

2.1.4 Xu hướng phát triển của xe điện 16

2.1.4.1 Ngoài nước 16

2.1.4.2 Trong nước 19

2.2 Đặc điểm cấu tạo chung của xe ô tô điện 23

2.1.1 Cấu tạo chung và các chế độ hoạt động 23

2.1.1.1 Cấu tạo 23

2.1.1.2 Cấu tạo và chức năng các bộ phận xe điện 27

2.3 Nguyên lý hoạt động của xe ô tô điện 28

2.4 Các loại động cơ điện hiện nay 29

2.4.1 Động cơ một chiều có chổi than - Brushed DC Motor 29

2.4.2 Động cơ cảm ứng IM không đồng bộ (Induction Motor) 30

2.4.3 Động cơ SynRM từ trở đồng bộ (Synchronous Reluctance Motor) 32

2.4.4 Động cơ SRM từ trở thay đổi (Switched Reluctance Motor) 33

2.4.5 Động cơ BLDC motor - động cơ một chiều không chổi than (Brushless DC motor) 34

2.4.6 Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) và động cơ IPM - động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm (Interior Permanent Magnet Motor) 36

2.4.7 So sánh ưu và nhược điểm từng loại động cơ 37

2.5 Một số cách bố trí động cơ điện 39

2.5.1 Cấu hình truyền động một động cơ điện 39

2.5.2 Cấu hình truyền động hai động cơ điện 40

2.6 Tính toán công suất động cơ điện 41

2.7 Các chế độ hoạt động của xe ô tô điện 46

2.7.1 Xe hoạt động bình thường và tăng tốc 46

2.7.2 Xe giảm tốc độ, phanh 47

2.7.3 Chế độ sạc của xe ô tô điện 47

2.8 Các loại pin được sử dụng hiện nay trên ô tô điện 49

2.8.1 Tổng quan hệ thống pin 49

2.8.2 Cấu tạo cơ bản của pin 49

2.8.3 Giới thiệu một số loại pin 51

2.8.4 Một số loại pin phổ biến trên các ô tô điện 54

f2.7.5 Pin Lithium-ion 58

2.9 Tính toán Pin 68

2.10 Một số mẫu xe điện hiện nay 70

2.10.1 Nissan Leaf 70

2.10.2 Tesla Model 3 72

2.10.3 Chevrolet Bolt EV 75

2.10.4 Renault Zoe 76

2.10.5 VinFast VF8 78

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN XE Ô TÔ ĐIỆN 81

3.1 Một số cảm biến trên xe ô tô điện 81

3.1.1 Cảm biến tốc độ, hướng quay và vị trí rotor 81

3.1.2 Cảm biến đo dòng điện 87

3.1.3 Cảm biến đo nhiệt độ 89

3.2 Điều khiển động cơ điện 91

3.2.1 Điều khiển động cơ cảm ứng (IM) 91

3.2.2 Điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) 96

3.3 Hệ thống quản lý pin trên ô tô (BMS) 98

3.2.1 BMS (Battery Management System) là gì? 98

3.2.2 Các chức năng của hệ thống quản lý pin BMS 99

3.2.3 Mười vai trò quan trọng của BMS đối với xe điện 100

3.2.3.1 Kiểm soát quá trình xả pin 101

3.2.3.2 Kiểm soát sạc ở ô tô điện 101

3.2.3.3 Xác định trạng thái sạc (SOC-State of charge) 102

3.2.3.4 Xác định trạng thái sức khỏe SOH (State-of-health): 103

3.2.3.5 Cân bằng cell pin 103

3.2.3.6 Kiểm soát nhiệt 105

3.2.3.7 Nhận nguồn cấp từ Pin 105

3.2.3.8 Mạng giao tiếp 106

3.2.3.9 Lưu trữ dữ liệu 107

3.2.3.10 Độ chính xác 107

CHƯƠNG 4: CÁC HƯ HỎNG VÀ CHẨN ĐOÁN 108

4.1 Khắc phục sự cố 108

4.1.1 An toàn điện trong việc sửa chữa của ô tô điện 108

4.1.2 Kiểm tra chạm mass bằng ôm kế 110

4.1.3 Kiểm tra ngắn mạch bằng ôm kế 111

4.1.4 Kiểm tra mạch với đồng hồ đo điện trở cách điện 111

4.1.5 Kiểm tra mạch với vôn kế 112

4.1.6 Cách thay thế cực chân của giắc nối 113

4.2 Chẩn đoán, khắc phục hư hỏng trên hệ thống pin 116

4.2.1 Lỗi module điều khiển pin 116

4.2.2 lỗi cảm biến do dòng điện 117

4.2.3 Lỗi cảm biến nhiệt độ pin 118

4.2.4: Điện áp module pin quá cao 120

4.2.5 Module pin xả quá mức 122

4.3 Chẩn đoán khắc phục hư hỏng trên động cơ điện 123

4.3.1 Lỗi module điều khiển động cơ 123

4.3.2 Lỗi cảm biến nhiệt độ 124

4.3.2.1 Lỗi cảm biến nhiệt độ động cơ 124

4.3.2.2 Lỗi cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ 126

4.3.3 Lỗi cảm biến vị trí rotor 128

4.3.4 Lỗi giao tiếp mạng CAN 129

4.3.5 Lỗi module nguồn 14 volt 131

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1335.1 Kết luận 1335.2 Kiến nghị 133

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các hạng mục cần bảo dưỡng ở xe điện 9

Bảng 2.2: Cấu tạo và chức năng một số bộ phận trên xe điện 27

Bảng 2.3: So sánh các loại động cơ dùng trên ô tô 37

Bảng 2.4: Bảng so sánh ưu nhược điểm một số loại pin 51

Bảng 2.5: Các loại pin được dùng trên xe điện của các nhà sản xuất ô tô 54

Bảng 2.6: Các thông số của bốn loại pin, ắc quy được dùng phổ biến trên xe điện 55 Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật của Pin cell Li-on INR21700-48X 68

Bảng 2.8: Thông số tính toán 68

Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật của Tesla Model 3 73

Bảng 2.10: Thông số về động cơ và pin của Renault Zoe 77

Bảng 2.11: So sánh hai phiên bản Eco và Plus của VF8 80

Bảng 2.12: So sánh quãng đường có thể đi được của hai phiên bản 80

Bảng 3.1: Thông số kĩ thuật 84

Bảng 3.2: Thông số kĩ thuật 85

Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật 86

Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật cảm biến dòng điện xoay chiều AC Seri T201 88

Bảng 3.5: Logic của bộ điều khiển trễ 98

Bảng 4.1: Lỗi mogule điều khiển pin 116

Bảng 4.2: Lỗi cảm biến do dòng điện pin 117

Bảng 4.3: Lỗi cảm biến nhiệt độ pin 118

Bảng 4.4: Thông số điện trở của cảm biến nhiệt 119

Bảng 4.5: Lỗi điện áp module quá cao 120

Bảng 4.6: Lỗi module pin xả quá mức 122

Bảng 4.7: Lỗi module điều khiển động cơ 123

Bảng 4.8: Lỗi cảm biến nhiệt độ 124

Bảng 4.9: Lỗi cảm biến vị trí rotor 128

Bảng 4.10: Lỗi giao tiếp mạng CAN 129Bảng 4.11: Lỗi module nguồn 14 volt 131

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Flocken Elektrowagen (1888) 5

Hình 2.2: Ford Model T 6

Hình 2.3: Xe điện nguồn năng lượng xanh 8

Hình 2.4: Trạm sạc công cộng và xe ô tô điện của nhiều hãng xe khác nhau 17

Hình 2.5: Thị phần đăng ký và bán ô tô điện tại Trung Quốc, Hoa Kỳ, Châu Âu và các khu vực khác, 2016-2021 18

Hình 2.6: Sạc pin cho xe ô tô điện 19

Hình 2.7: Mẫu xe điện do Việt Nam sản xuất 21

Hình 2.8: Trạm sạc điện cho xe ô tô VinFast 22

Hình 2.9: Xe bus điện do VinFast sản xuất 23

Hình 2.10: Cách bố trí trên xe ô tô điện thông thường 25

Hình 2.11: Hộp số 2 cấp trên xe Taycan 27

Hình 2.12: Dòng điện xoay chiều AC và một chiều DC 29

Hình 2.13: Cấu tạo của động cơ có chổi than 30

Hình 2.14: Cấu tạo động cơ cảm ứng IM 31

Hình 2.15: Biểu đồ cho thấy cách tạo ra từ trường quay trong động cơ cảm ứng 32

Hình 2.16: Động cơ SynRM 33

Hình 2.17: Động cơ từ trở thay đổi 34

Hình 2.18: Cấu tạo động cơ 1 chiều không chổi than 34

Hình 2.19: Nguyên lý hoạt động của BLDC 35

Hình 2.20: Cấu trức động cơ SPM và IPM 36

Hình 2.21: Hệ thống truyền động một động cơ điện 39

Hình 2.22: Cách bố trí 1 động cơ điện thực tế trên xe Tesla Model S 39

Hình 2.23: Hệ thống truyền động 2 động cơ 40

Hình 2.24: Cấu hình bố trí 2 dộng cơ trên xe Tesla- Model S85D 41

Hình 2.25: Sơ đồ đặt lực 42

Hình 2.26: Chế độ hoạt dộng bình thường, và tăng tốc 46

Hình 2.27: Chế độ giảm tốc, phanh 47

Hình 2.28: Sạc pin bằng nguồn điện AC 48

Hình 2.29: Sạc pin bằng nguồn DC 48

Hình 2.30: Sơ đồ cấu tạo cơ bản của pin 49

Hình 2.31: Pin Li-ion nguyên khối 400V sử dụng trên xe ô tô điện 50

Hình 2.32: Các loại pin thông dụng, cấu tạo cơ bản, ưu và nhược điểm của chúng 51 Hình 2.33: Nền tảng phát triển xe điện của Toyota với công nghệ pin thể rắn e-TNGA 57

Hình 2.34: Cấu tạo Pin Lithium- Ion và Pin thể rắn 57

Hình 2.35: Lithium Cobalt Oxide (LCO) 58

Hình 2.36: Lithium Mangan Oxide (LMO) 58

Hình 2.37: Lithium Iron Phosphate (LFP) 59

Hình 2.38: Lithium Nickel Mangan Cobalt Oxide (NMC) 59

Hình 2.39: Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxit (NCA) 59

Hình 2.40: Pin lithium titanate (LTO) 60

Hình 2.41: Quá trình sạc và xả 60

Hình 2.42: Quá trình nạp của Pin Lithium-ion 61

Hình 2.43: Quá trình xả của Pin Lithium-ion 61

Hình 2.44: Đặc tính xả của Pin Lithium-ion 62

Hình 2.45: Đặc tính nạp của Pin Lithium-ion 63

Hình 2.46: Mặt cắt ngang của Pin Lithium-ion 64

Hình 2.47: Mặt cắt của Pin Lithium-ion lăng trụ 64

Hình 2.48: Phần đầu và các điện cực của pin Liion lăng trụ phẳng 7Ah (vỏ là điện cực âm), 40Ah (vỏ trung hoà) 65

Hình 2.49: Các đường cong phóng điện của Pin 66

Hình 2.50: Biểu diễn chu kỳ nạp và xả của pin Li-ion ở mức 1C, 2C và 3C 68

Hình 2.51: Nissan Leaf 71

Hình 2.52: Cell pin dạng túi của xe Nissan Leaf 71

Hình 2.53: Mô đun pin của xe Leaf 72

Hình 2.54: Khối pin của xe Leaf 72

Hình 2.55: Tesla Model 3 73

Hình 2.56: Chevrolet Bolt EV 75

Hình 2.57: Bộ pin của Chevrolet Bolt EV 76

Hình 2.58: Kích thước của Renault Zoe 77

Hình 2.59: Xe ô tô điện VF8 79

Hình 3.1: Động cơ điện đặt ngang 82

Hình 3.2: Cảm biến Hall 83

Hình 3.3: Cảm biến trên động cơ yêu cầu trục xuyên 84

Hình 3.4: Cảm biến trên động cơ không có trục xuyên 85

Hình 3.5: Cảm biến trên động cơ nhỏ, không trục xuyên 86

Hình 3.6: Hiệu ứng Hall 87

Hình 3.7: Cảm biến dòng điện 88

Hình 3.8: Cảm biến nhiệt độ 89

Hình 3.9: Cấu hình cơ bản dẫn động, động cơ cảm ứng 91

Hình 3.10: Bộ biến tần cung cấp điện ba pha cho động cơ điện cảm ứng 91

Hình 3.11: Nguyên lý phương pháp điều chế sin một pha 92

Hình 3.12: Nguyên lý phương pháp điều rộng sin 3 pha và dạng sóng điện áp ngõ ra 92

Hình 3.13: Đặc tính mô men tốc độ của động cơ điện cảm ứng khi điều khiển bằng VVVF 95

Hình 3.14: Khả năng vận hành của động cơ điện cảm ứng khi điều khiển bằng phương pháp VVVF 95

Hình 3.15: Cấu hình dẫn động, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu 96

Hình 3.16: Bộ biến tần cho động cơ PMSM 96

Hình 3.17: Nguyên lý điều khiển dòng dải trễ 97

Hình 3.18: BMS – bảo vệ an toàn và quản lý năng lượng pin lithium- ion 99Hình 3.19: Vai trò của mạch BMS 100Hình 3.20: Kiểm soát quá trình xả 101Hình 3.21: Kiểm soát quá trình sạc 101Hình 3.22:Trạng thái sạc 102Hình 3.23: Trạng thái sức khỏe pin 103Hình 3.24: Cân bằng cell pin 104Hình 3.25:Kiểm soát nhiệt 105Hình 3.26: Nhận nguồn cấp từ Pin 106Hình 3.27: Mạng giao tiếp 106 Hình 4.1: Kiểm tra chạm mass bằng ôm kế 110Hình 4.2: Kiểm tra mạch với đồng hồ đo điện trở 111Hình 4.3: Kiểm tra mạch bằng vôn kế 112Hình 4.4: Dụng cụ chuyên dùng 113Hình 4.5:Trường hợp 1 114Hình 4.6: Trường hợp 2 114Hình 4.7: Trường hợp 1 115Hình 4.8: Trường hợp 2 115Hình 4.9: Nhả vấu hãm khóa ra khỏi chân của giắc 116Hình 4.10: Kiểm tra điện áp bằng module pin 121Hình 4.11: Biểu đồ đặc tính nhiệt độ động cơ 126Hình 4.12: Kiểm tra điện áp các đầu nối 127

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

- AC: Alternator Current – Dòng điện xoay chiều

- AWD: All Wheel Drive – Dẫn động toàn bộ bánh

- BEV: Battery Electric Vehicles – Xe điện chạy pin

- BLDC: Brushless DC Motor – Động cơ một chiều không chổi than

- CAN: Control Area Network – Mạng điều khiển cục bộ

- DC: Direct Current – Dòng điện một chiều

- EM: Electric Motor – động cơ điện

- EV: Electric Vehicles – Xe chạy hoàn toàn bằng năng lượng điện

- f: Tần số (Hz)

- Gr: Graphite

- HEV: Hybrid Electric Ehicles – Xe lai

- HV: High Voltage – Điện áp cao

- ICEV: Internal Combustion Engine Vehicles – Xe động cơ đốt trong

- IM: Induction Motor – Động cơ cảm ứng

- IPM: Interior Permanent Magnet

- K: Hằng số cuộn dây

- Li-ion : pin Lithium-ion

- LMO: LiMn2O4, Li2MnO3 – Lithium Mangan Oxit

- MR: Magnetoresistor – Từ trở

- Ns : Tốc độ đồng bộ (vòng/phút)

- NiCd: Nicken – Cadmium

- Ni-MH: Nickel Metal Hydride

- Ni-Zn: Nickel-Zinc

- NMC: LiNiMnCoO2 - Lithium Niken Mangan Coban Oxit

- P: số cặp cực

- PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicles – Xe hybrid cắm điện

- PM: Permanent Magnet – Nam chân vĩnh cửu

- PWM: Pulse Width Modulation – Điều chế độ rộng xung

- PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor – Động cơ đồng bộ

nam châm vĩnh cửu

- RTD: Resistance Temperature Detectors – Nhiệt điện trở

- s: Độ trượt

- SPM: Surface mounted Permanent Magnet

- SRM: Switched Reluctance Motor - Động cơ từ trở thay đổi

- SynRM: Synchronous Reluctance Motor - Động cơ từ trở đồng bộ

- T: Số lần chuyển mỗi pha

- V: Sức điện động cảm ứng (V)

- VVVF: Variable Voltage Variable Frequency - Điều khiển tốc độ vô

cấp bằng hệ thống thay đổi điện áp và tần số

- BMS: Building Management System

- ɸ: Mật độ từ thông (Wb)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Lý do chọn đề tài

Trong thời gian gần đây, vấn đề ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn trên thế giới nói chung và các thành phố lớn ở Việt Nam nói riêng đã trở nên rất đáng lo ngại Các chuyên gia cho biết khí thải ô tô chứa những chất độc như CO, NOx, HC,… không những có hại cho môi trường mà còn có hại đến sức khỏe con người Ngoài những chất khí độc này, thì đối với động cơ diesel còn có những hạt cacbon PM, có thể thẩm thấu sâu vào trong phổi nếu như chúng ta hít vào Vì thế xe điện là một giải pháp thay cho động cơ đốt trong, xe điện được biết đến như là một xe không gây ô nhiễm môi trường Trong những năm gần đây, xe điện được chú ý nhiều khi mà vấn đề môi trường ngày càng được quan tâm Xe điện có thể được cung cấp năng lượng thông qua hệ thống thu dẫn điện từ các nguồn bên ngoài hoặc các nguồn tích trữ năng lượng như pin nhiên liệu, năng lượng mặt trời, với nguyên lý cơ bản là chuyển hóa điện năng thành cơ năng cung cấp năng lượng giúp xe di chuyển

Chính vì lẽ đó mà thời gian gần đây, chúng ta bắt đầu được làm quen nhiều hơn đến các khái niệm như : xe chạy điện EV, xe sinh thái, xe lai HEV,…Trên tình hình thực tế, có thể khẳng định ô tô điện chính là chìa khóa mà bắt buộc bất cứ hãng nào cũng phải sở hữu để bắt kịp với xu hướng toàn cầu cũng như việc chinh phục thị trường

xe năng lượng sạch Theo thống kê của Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA), vào năm 2010, chỉ có khoảng 17.000 ô tô điện lưu thông trên toàn cầu Đến năm 2019, con số đã tăng lên 7,2 triệu chiếc, trong đó Trung Quốc là nước chiếm thị phần lớn nhất trong doanh

số bán ra toàn cầu của xe điện (47%) Tesla là hãng nổi tiếng nhất trong lĩnh vực xe điện, trong năm 2020, Tesla đã bán ra thị trường 499.500 ô tô điện, điều nãy giúp hãng này vượt qua Toyota để trở thành hãng xe giá trị nhất thế giới

Doanh số bán hàng năm 2021 cao nhất ở Trung Quốc với 3,3 triệu chiếc (gấp ba lần doanh số năm 2020), tiếp theo là châu Âu với 2,3 triệu chiếc được bán ra vào năm

2021 (tăng từ 1,4 triệu chiếc vào năm 2020) Tại Hoa Kỳ, doanh số bán ô tô điện đã tăng gấp đôi thị phần lên 4,5% vào năm 2021, đạt 630.000 chiếc được bán ra Trên khắp các thị trường mới nổi, doanh số bán ô tô điện tăng hơn gấp đôi, nhưng doanh số vẫn ở mức thấp Trong nửa đầu năm 2022, doanh số bán hàng còn tăng hơn nữa, ước tính rằng thị phần doanh số bán xe điện toàn cầu sẽ vào khoảng 13%

Trong tương lai, một số nước ở châu Âu sẽ ban hành lệnh cấm tất cả xe chạy bằng nguyên liệu hóa thạch Đức là quốc gia đầu tiên thực hiện lệnh cấm, cuộc họp của Hội đồng liên bang Đức vào tháng 10/2016, đã thông qua Nghị quyết yêu cầu cấm hoàn toàn động cơ đốt trong vào năm 2030 Na Uy đặt mục tiêu vào năm 2025 chỉ bán ra những chiếc ô tô chạy điện và đến năm 2030, xe tải hạng nặng, 75% xe buýt và 50% xe tải phải

là xe không phát ra thải khí ô nhiễm (zero emission) Pháp và Anh cũng sẽ cấm hoàn toàn xe chạy bằng xăng và diesel vào năm 2040

Trong quá trình học tập tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh thì chúng em chưa có nhiều cơ hội để nghiên cứu về ô tô điện Đây cũng là một trong những lý do chính thúc đẩy chúng em lựa chọn và tiến hành nghiên cứu đề tài

“Chuyên đề về xe ô tô điện” để góp phần nhỏ vào nền tảng kiến thức ngành ô tô Việt

Nam

1.2 Mục tiêu đề tài

Tìm hiểu sự ra đời và xây dựng kiến thức về xe điện như: hệ thống pin và động cơ điện cũng như tình hình nghiên cứu, phát triển, ứng dụng các công nghệ trên xe điện hiện nay

Tìm hiểu về đặc điểm cấu tạo của một số động cơ điện và pin được sử dụng trên ô tô điện hiện nay

Góp phần xây dựng nền tảng kiến thức về những hư hỏng phổ biến, đồng thời đề xuất những biện pháp chẩn đoán, khắc phục hư hỏng hệ thống pin và động cơ điện trên

ô tô điện

Xác định được xu hướng phát triển của xe ô tô điện trong tương lai

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Xe ô tô điện sử dụng hoàn toàn bằng năng lượng điện EV, được sử dụng phổ biến trên thế giới hiện nay

Nghiên cứu một số loại pin và động cơ điện được sử dụng phổ biến trên xe điện hiện nay

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

Đồ án tập trung nghiên cứu trên hệ thống pin và động cơ điện trên ô tô điện có hiệu suất, phạm vi hoạt động hiện nay

Tính công suất cho động cơ và pin cho xe ô tô điện

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành đề tài chúng em đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu, trong

đó có các phương pháp nghiên cứu chính như sau:

- Phương pháp tra cứu và biên dịch tài liệu nước ngoài

- Phương pháp tham khảo tài liệu, các ô tô điện có tại khoa Cơ Khí Động Lực

- Phương pháp tìm kiếm và thu thập thông tin từ internet, sau đó chọn lọc, phân tích, tổng hợp, so sánh để đưa được những thông tin chính xác và tốt nhất

1.5 Cấu trúc nội dung đề tài

 Chương 1: Tổng quan về đề tài

- Lý do chọn đề tài

- Mục tiêu đề tài

- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu

 Chương 2: Cơ sở lý thuyết

- Khái quát về xe điện

- Đặc điểm cấu tạo của xe ô tô điện

- Phương thức hoạt động của xe ô tô điện

- Các loại động cơ điện hiện nay

- Tính toán công suất cho động cơ điện

- Cách bố trị động cơ điện

- Các chế độ hoạt động của ô tô điện

- Tổng quan về pin trên ô tô điện

- Tính toán pin

- Một số mẫu xe ô tô điện hiên nay

 Chương 3: Hệ thống điều khiển trên xe ô tô điện

- Một số cảm biến trên ô tô điện

- Điều khiển động cơ điện

- Hệ thống quản lý pin trên ô tô điện (BMS)

 Chương 4: Các hư hỏng và chẩn đoán

- Phương thức kiểm tra, khắc phục sự cố

- Chẩn đoán, khắc phục hư hỏng trên hệ thống pin

- Chẩn đoán, khắc phục hư hỏng trên động cơ

 Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Khái quát về xe điện

Xe điện là một phương tiện sử dụng một hoặc nhiều động cơ điện để dẫn động thay vì một động cơ đốt trong, xe điện được biết đến như là một xe không gây ô nhiễm môi trường Trong những năm gần đây, xe điện được chú ý nhiều khi mà vấn đề môi trường ngày càng được quan tâm Xe điện có thể được cung cấp năng lượng thông qua

hệ thống thu dẫn điện từ các nguồn bên ngoài hoặc các nguồn tích trữ năng lượng như pin nhiên liệu, năng lượng mặt trời, với nguyên lý cơ bản là chuyển hóa điện năng thành

cơ năng cung cấp năng lượng giúp xe di chuyển

2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của xe ô tô điện

Xe điện lần đầu tiên ra đời vào giữa thế kỉ 19, chúng được phát minh cách đây 180 năm nhưng đã thua cuộc trước sự cạnh tranh giành vị trí thống trị đối với các loại xe động cơ đốt trong Trên thực tế chiếc xe điện đầu tiên là một chiếc xe ba bánh chạy bằng pin được chế tạo bởi Thomas Devenport vào năm 1834, đến năm 1888 mẫu xe điện Flocken Elektrowagen được thiết kế bởi Andreas Flocken một nhà phát minh người Đức Chiếc xe được trang bị với một động cơ điện có công suất khoảng 0.9 kW được truyền đến trục sau đằng dây da, chiếc xe điện này được cho là đã đạt tốc độ tối đa 15km/h và nặng 400kg

Hình 2.1: Flocken Elektrowagen (1888)

Vào năm 1900, trong số 4200 xe ô tô bán ra hàng năm ở Mỹ thì 38% là xe điện (EV), 22% xe động cơ đốt trong (ICEV) và 40% là xe chạy bằng hơi nước, vào thời điểm đó xe điện được ưu tiên giao thông đường bộ giữa giới thượng lưu giàu có Giá của chúng tương đương với một chiếc Rolls Royce ngày nay Và với một ý tưởng về

xe hơi đã được hoàn thành tốt của Henry Ford, vào năm 1908 mẫu xe hơi Ford Model T được sản xuất hàng loạt có thể cung cấp phạm vi gấp đôi hoặc gấp ba lần so với xe điện nhưng chỉ bằng một phần nhỏ chi phí của chúng

Hình 2.2: Ford Model T

Đến những năm 1930, xe điện gần như biến mất khỏi thị trường Việc nhen nhóm

sở thích đối với xe điện bắt đầu khi cuộc khủng hoảng năng lượng bùng nổ và thiếu hụt dầu trong những năm 1970 Do mối quan tâm ngày càng tăng về chất lượng không khí và những hậu quả có thể xảy ra của hiệu ứng nhà kính vào những năm 1980, tốc độ phát triển xe điện đã được đẩy nhanh Đầu những năm 1990, Ủy ban Tài nguyên Không khí California (CARB), chính phủ của "cơ quan không khí sạch" của California, đã bắt đầu thúc đẩy các phương tiện tiết kiệm nhiên liệu, khí thải thấp hơn, với mục tiêu cuối cùng

là chuyển sang các phương tiện không khí thải chẳng hạn như xe điện Đáp lại, các nhà sản xuất ô tô đã phát triển các mẫu điện, bao gồm cả xe tải Chrysler TEVan, xe bán tải Ford Ranger EV, GM EV1 và xe bán tải S10 EV, hatchback Honda EV Plus, Nissan Altra EV Miniwagon và Toyota RAV4 EV

Trong suốt những năm 1990, sự quan tâm đến xe ô tô tiết kiệm nhiên liệu hoặc thân thiện với môi trường giảm ở người tiêu dùng ở Hoa Kỳ, những người ưa thích xe thể thao tiện dụng, giá cả phải chăng để hoạt động mặc dù hiệu suất nhiên liệu kém nhờ giá xăng giảm Các nhà sản xuất ô tô tại Mỹ đã chọn cách tập trung các dòng sản phẩm của họ quanh các loại xe tải, có tỷ suất lợi nhuận lớn hơn các loại xe nhỏ hơn được ưa chuộng ở những nơi như Châu Âu hoặc Nhật Bản Nhà sản xuất xe hơi điện ở California, Tesla Motors đã bắt đầu phát triển vào năm 2004 trên chiếc Tesla Roadster, chiếc đầu tiên được giao cho khách hàng vào năm 2008 Roadster là mẫu xe hoàn toàn bằng điện sản xuất hàng loạt đầu tiên được hợp pháp chạy trên cao tốc đầu tiên sử dụng các tế bào pin lithium-ion, và việc sản xuất đầu tiên chiếc xe hoàn toàn bằng điện di chuyển hơn

320 km (200 dặm) sau mỗi lần sạc Mẫu xe Tesla tiếp theo, Model S, được công bố tại Hoa Kỳ vào ngày 22 tháng 6 năm 2012 và đợt giao hàng đầu tiên của Model S đến một khách hàng bán lẻ ở châu Âu đã diễn ra vào ngày 7 tháng 8 năm 2013 Việc giao hàng tại Trung Quốc bắt đầu vào ngày 22 tháng 4 năm 2014 Dòng xe tiếp theo là Tesla Model

X Vào tháng 11 năm 2014, Tesla trì hoãn một lần nữa việc bắt đầu giao hàng cho khách hàng bán lẻ và công bố công ty dự kiến giao hàng Model X sẽ bắt đầu vào quý 3 năm

2015

Và từ đầu những năm 2010 trở lại đây, hàng loạt các hãng xe lớn trên thế giới bắt đầu cuộc đua sản xuất xe điện nhằm đáp ứng như cầu của người tiêu dùng, hướng đến việc sử dụng các loại xe thân thiện với môi trường và tiết kiệm nhiên liệu và chi phí Tiêu biểu các mẫu xe bán chạy như Nissan Leaf, Renault Zoe, Mitsubishi i-MiEV, BMW i3, GM Chevrolet Bolt EV Vào đầu năm 2020 Tesla Model 3 vượt qua Nissan Leaf trở thành mẫu xe điện được bán tốt nhất thế giới với hơn 500.000 chiếc được bán ra vào tháng 5 năm 2020 và Tesla cũng đã trở thành nhà sản xuất ô tô điện đầu tiên đạt được cột mốc sản xuất chiếc xe điện thứ 1 triệu vào tháng 3 năm 2020

2.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của xe ô tô điện

2.1.2.1 Ưu điểm của xe ô tô điện

 Hạn chế ô nhiễm môi trường:

Xe điện là loại phương tiện giao thông không sinh ra khí thải Với tác động của hiện tượng nóng lên toàn cầu ngày càng lớn, xe điện sẽ góp phần đảm bảo một môi

trường sạch hơn và tạo ra một thế giới ít ô nhiễm hơn cho các thế hệ tương lai Xe điện chạy cũng rất êm, vì vậy hầu như không gây ô nhiễm tiếng ồn

Ngược lại, nếu so sánh, trung bình xe có động cơ xăng sản sinh 350g CO2/1,6 km Cũng cần chú ý rằng, tuy không trực tiếp thải ra khí thải độc hại nhưng quá trình sản xuất

xe điện lại có những ảnh hưởng nhất định đến môi trường Dù vậy, những ảnh hưởng này

sẽ giảm dần khi công nghệ phát triển

Hình 2.3: Xe điện nguồn năng lượng xanh

 Chi phí vận hành thấp:

Hiện nay, giá xăng, dầu diesel vẫn đang trên đà tăng cao và không có dấu hiệu sẽ giảm xuống nên việc sử dụng một chiếc xe ô tô điện sẽ tiết kiệm được cho bạn rất nhiều chi phí vận hành

Theo tính toán, khi thuê pin và sạc pin xe ô tô điện sẽ tiêu tốn của người dùng khoảng 1.482đ/km Xe ô tô xăng sẽ tiêu tốn nhiều chi phí vận hành hơn do giá xăng dạo này tăng cao đến 29.000đ/lít nên chi phí cho mỗi kilomet di chuyển giao động khoảng 2.320đ/km

Gần như tất cả các loại xe điện mới nhất đều có hệ thống phanh tái sinh, một quá trình thu hồi năng lượng của xe trong khi giảm tốc độ và chuyển đổi nó thành điện năng

để sạc pin xe Tính năng này đi kèm với một loạt các lợi ích, một trong những lợi ích chính là bạn sẽ không phải dậm phanh quá nhiều trong khi lái xe điện Động cơ điện làm chậm bản thân khi chân của bạn được lấy ra khỏi chân ga, điều đó có nghĩa là bạn không cần sử dụng bàn đạp phanh, má phanh hoặc rotor nhiều Tuổi thọ những bộ phận này kéo dài hơn và do đó cần được thay thế ít thường xuyên hơn

Chi phí bảo dưỡng xe ô tô điện tương đối thấp bởi thực tế những dòng xe này không

có gì để hư cả Đây là danh sách các hạng mục cần bảo dưỡng trên xe ô tô điện:

Bảng 2.1: Các hạng mục cần bảo dưỡng ở xe điện

Bộ tản nhiệt Có cấu tạo giống tản nhiệt của xe ô tô chạy bằng xăng nhưng ít

hư hỏng hơn do không bị ảnh hưởng bởi xăng hoặc dầu

Bộ lọc không

khí

Lọc không khí là trang bị giúp ngăn cản các hạt bụi nhỏ li ti ở ngoài khoang cabin có thể lọt vào khi điều hòa được bật lên

Má phanh Má phanh trên xe ô tô điện cũng tương tự như xe ô tô xăng Tuy

nhiên, vượt trội hơn một chút má phanh của xe ô tô điện được trang bị thêm phanh tái tạo, đồng thời sử dụng lực cản từ động cơ điện nên sẽ khá ít hư hỏng má phanh

Lốp xe và hệ

thống treo

Các bộ phận này hầu như sẽ bị hao mòn theo thời gian

 Dễ dàng và thuận tiện trong việc nạp năng lượng:

Một ưu điểm khác khi sử dụng xe ô tô điện là khả năng sạc điện tại nhà, hoặc thậm chí là ở khu vực công cộng Chủ xe có thể sạc điện sau khi đi làm về, hôm sau đã có thể

ra khỏi nhà với đầy một bình điện Ngoài ra, hiện nay với công nghệ sạc nhanh, sạc thông minh ngày càng phát triển và tiên tiến với mức độ sạc ở công suất cao có thể lên đến 80- 90% gói pin cho 15-20 phút cho một lần sạc Thêm vào đó, chủ xe cũng có thể sạc điện tại trạm sạc công cộng như đã triển khai ở các nước phát triển Chính phủ các nước này đã hỗ trợ cho vay hàng tỷ USD nhằm thương mại hóa các cơ sở vật chất phục

vụ sạc điện xe ô tô Nắm được cơ hội đó, các hãng xe còn mong muốn phát triển mở rộng mạng lưới sạc điện của mình tại hầu hết đường cao tốc và thành phố lớn

 Không có tiếng ồn động cơ, tốc độ và hiệu năng cao:

Động cơ diesel hay động cơ xăng là tác nhân lớn gây ra tình trạng ô nhiễm tiếng

ồn, một trong những tác nhân gây hại cho sức khỏe con người Theo cuộc nghiên cứu được công bố bởi Viện Khoa học Sức khỏe Môi trường Quốc gia Mỹ NIEHS, khoảng

10 triệu người dân Mỹ đang gặp phải những vấn đề về sức khỏe liên quan đến ô nhiễm tiếng ồn, ví dụ như các bệnh tim mạch hoặc khả năng thính giác bị hạn chế Với tốc độ

104 km/h, trung bình xe ô tô truyền thống phát ra âm thanh khoảng 70 dB Tuy nhiên, các loại xe điện sẽ yên tĩnh và có âm thanh nhẹ nhàng hơn Thậm chí, các hãng xe điện phải tạo ra âm thanh giả nhằm giúp người đi bộ dễ dàng nhận biết loại xe này đang di chuyển

Tốc độ cũng là một trong những ưu điểm của xe điện Ví dụ, Tesla Model S P100D chỉ cần 2,28 giây để tăng tốc từ 0-96 km/h Nguyên nhân là bởi trọng lượng của động

cơ điện rất nhẹ so với các loại động cơ truyền thống khác; và các mô tơ điện cũng tạo mô men xoắn và công suất mạnh mẽ hơn động cơ đốt trong thường thấy

Hiệu quả năng lượng của hệ truyền động điện lên đến 66%, so với ICEV với 14% – 19% HFCEV được đặc trưng bởi hiệu suất chuyển đổi lên đến 42% (Lutsey, 2012) Mặt khác, Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR, 2015) ước tính hiệu suất năng lượng của BEV ở mức 60% –80%, bao gồm cả việc thất thoát khi sạc và tự xả pin Bên cạnh ưu điểm nhất định về đa dạng hóa năng lượng do sử dụng EV, một ưu điểm khác

là hiệu quả năng lượng cao do EV cung cấp Để so sánh hiệu quả năng lượng tổng thể của EV với ICEV, quá trình chuyển đổi năng lượng từ dầu thô sang năng lượng được minh họa trong hình dưới đây, nơi dữ liệu số chỉ nhằm mục đích chỉ định và có thể có sai lệch đối với các nhà máy lọc dầu, nhà máy điện khác nhau, truyền tải điện, pin, loại

EV, loại ICEV hoặc chu kỳ lái xe Bằng cách lấy dầu thô là 100%, tổng hiệu suất năng lượng cho EV và ICEV lần lượt là 18% và 13% Do đó, ngay cả khi tất cả điện được tạo

ra bởi các nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu dầu, EVs vẫn tiết kiệm năng lượng hơn ICEV khoảng 40% Cần lưu ý rằng kể từ khi ICEV hiện chi hơn 60% nhu cầu dầu ở các nước tiên tiến, việc sử dụng EV có thể tiết kiệm đáng kể lượng tiêu thụ dầu, do đó tiết kiệm cả năng lượng và tiền bạc

 Ưu đãi thuế từ chính phủ:

Hầu hết quốc gia và vùng lãnh thổ đều cung cấp các khuyến khích tài chính cho khách hàng sở hữu xe điện Ví dụ như ở Mỹ, khách hàng mua xe điện sẽ nhận được khoản tín dụng thuế tăng từ 2.500 USD lên 7.500 USD Theo một cuộc nghiên cứu tiến hành bởi Đại học California, chương trình tín dụng thuế liên bang là lý do chính tại sao hơn 30% khách hàng quyết định rinh về một chiếc ô tô điện

Với những thách thức đặt ra, các doanh nghiệp kiến nghị Chính phủ cần sớm có các chính sách hỗ trợ về thuế căn cứ vào mức phát thải CO2 ở từng dòng

Cụ thể, với dòng xe BEV, FCEV có mức thuế tiêu thụ đặc biệt thấp nhất; xe HEV, PHEV có mức thuế suất cao hơn Về dài hạn tăng dần ưu đãi cho dòng BEV và FCEV

và giảm dần cho các dòng khác

Đồng thời có chính sách ưu đãi thuế môi trường, gắn với xem xét về hạ tầng cho việc tái sử dụng và tái chế pin để bảo vệ môi trường, tái sử dụng các nguồn tài nguyên hữu ích

2.1.2.2 Nhược điểm của xe ô tô điện

Ví dụ, Nissan Leaf 2016 chỉ có thể di chuyển trong phạm vi 172 km cho mỗi lần sạc điện Chính vì thế, quan niệm xe điện chỉ có thể di chuyển khoảng 160 km làm không

ít chủ sở hữu ngao ngán khi con số này không thể đáp ứng nhu cầu di chuyển của họ Tuy nhiên, theo MIT xe điện có thể đáp ứng 87% chuyến đi so với các loại xe có động cơ xăng Đây là con số lớn hơn rất nhiều so với những gì khách hàng tiên đoán Trong tương lai, phạm vi hoạt động của xe điện chắc chắn sẽ được cải thiện khi công nghệ ngày càng phát triển và mạng lưới trạm sạc thông minh mở rộng hơn

 Pin xe điện còn nhiều hạn chế:

Dung lượng mà pin có thể chứa sẽ giảm sau một khoảng thời gian Trong số các loại pin được sử dụng trên xe điện thì pin Li-ion có vòng đời dài nhất ( khoảng 10 năm)

Xe điện là xu hướng của tương lai nên lôi kéo được nhiều hãng tham gia Tuy nhiên,

ở khía cạnh tái chế pin sau sử dụng, không nhiều công ty cho thấy sự hào hứng và quan tâm đến vấn đề này Toyota là một trong những hãng hiếm hoi quan tâm đến việc thu hồi pin cũ, đa số các hãng khác thì đưa pin vào máy nghiền, điều này gây ô nhiễm môi trường bởi vì trong pin có chứa các hóa chất gây hại cho môi trường

 Trạm sạc điện cho pin chưa phổ biến:

Xe điện cần trạm sạc chuyên dụng và thời gian sạc lại lâu Chi phí lắp đặt trạm sạc cao Trạm sạc cấp 1, yêu cầu điện áp 120V, thường đi kèm với xe nhưng cần từ 11 đến

16 giờ để sạc đầy Trạm sạc cấp 2, yêu cầu điện áp 240V, loại này phổ biến nhất, đặt tại các nơi công cộng, chi phí cao lên đến 5000USD, và cần từ 4 đến 8 giờ để sạc đầy Trạm sạc cấp 3, yêu cầu điện áp từ 400V trở lên, chỉ cần 15 đến 30 phút đê có thể sạc đầy đến 80% pin nhưng giá thành lên đến 50000USD

Đối với các khách hàng ở trong các chung cư cao tầng, việc sạc xe cũng sẽ trở nên khó khăn hơn vì thiếu tính cơ động khi sạc Nhưng hiện trạng đang được cải thiện nhanh chóng Theo HIS, các trạm sạc điện trên toàn cầu sẽ tăng từ 1 triệu trạm vào năm 2014 lên hơn 12,7 triệu trạm vào năm 2020 Trong đó, số lượng trạm chỉ mất 30 phút sạc để

di chuyển 130 km đang xuất hiện ngày càng nhiều

2.1.3 Một số quy định về xe ô tô điện tại Việt Nam

2.1.3.1 Quy định về Ô tô điện phải đảm bảo các quy định chất lượng, an toàn

kỹ thuật và bảo vệ môi trường

Khoản 17 Điều 3 Luật Giao thông đường bộ năm 2008 quy định, khi lưu thông trên đường, ô tô nói chung, xe điện nói riêng phải đảm bảo các tiêu chí về chất lượng, kỹ thuật và bảo vệ môi trường gồm:

Có đủ hệ thống hãm, hệ thống chuyển hướng có hiệu lực

Vô lăng nằm bên trái của xe, không có trường hợp ngoại lệ

Có đủ hệ thống đèn gồm: đèn chiếu sáng gần và xa; đèn soi biển số; đèn báo hãm; đèn tín hiệu

Bánh lốp đúng kích cỡ và tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà sản xuất

Có đủ gương chiếu hậu và các trang, thiết bị bảo đảm tầm nhìn cho người điều khiển

Kính chắn gió, kính cửa được làm từ vật liệu an toàn

Còi có âm lượng đúng quy chuẩn kỹ thuật

Có đủ bộ phận giảm thanh, giảm khói và các trang, thiết bị hỗ trợ bảo đảm khí thải, tiếng ồn theo quy chuẩn môi trường

Xe có kết cấu đủ độ bền, vận hành ổn định

Khác với phương tiện sử dụng động cơ đốt trong có quy trình đốt cháy nhiên liệu tạo ra khí thải gây ô nhiễm môi trường, ô tô điện sử dụng năng lượng điện nên sẽ được

bỏ qua công đoạn kiểm tra hệ thống khí thải

Trong trường hợp ô tô điện không đảm bảo những tiêu chuẩn trên sẽ không đủ được đăng kiểm Chủ xe điều khiển phương tiện hết hạn đăng kiểm có thể bị phạt hành chính tối đa 8 triệu đồng Nếu phương tiện gây tai nạn để lại hậu quả nghiêm trọng có thể bị khởi tố hình sự

2.1.3.2 Quy định về việc đăng kiểm đối với xe ô tô điện

Đăng kiểm ô tô là thủ tục hành chính mang tính xác nhận xe đủ điều kiện an toàn trước khi tham gia giao thông Theo đó, ô tô điện muốn lưu hành tại Việt Nam cần được thực hiện đầy đủ thủ tục liên quan đến đăng kiểm, đăng ký

Tương tự như quy định áp dụng với ô tô xăng, ô tô điện không tham gia vào lĩnh vực kinh doanh dịch vụ vận tải sẽ thực hiện đăng kiểm:

• Chu kỳ đăng kiểm lần đầu là 30 tháng

• Từ lần thứ 2, chu kỳ rút ngắn còn 18 tháng

• Từ năm thứ 7 kể từ ngày sản xuất, chu kỳ đăng kiểm là 12 tháng

• Từ năm thứ 12, chu kỳ đăng kiểm còn 6 tháng

Quy trình đăng kiểm bao gồm:

• Nộp hồ sơ bao gồm: giấy tờ đăng ký xe hoặc giấy hẹn cấp giấy đăng ký, bản sao phiếu kiểm tra chất lượng xuất xưởng

• Khám xe với 5 công đoạn gồm: kiểm tra nhận dạng tổng quát; kiểm tra phần trên của phương tiện; kiểm tra hiệu quả phanh và trượt ngang; kiểm tra môi trường; kiểm tra phần dưới của phương tiện

• Đóng phí bảo trì đường bộ: đối với xe chở người dưới 10 chỗ có mức phí cụ thể là:

2.1.3.3 Quy định về Biển số xe ô tô điện phải do cơ quan có thẩm quyền cấp

Cũng giống như quy định áp dụng với ô tô sử dụng động cơ đốt trong, ô tô điện muốn tham gia giao thông phải đăng ký và được cơ quan nhà nước có thẩm quyền cấp biển số Nếu không có biển số, xe không được phép lưu thông, trừ trường hơp ô tô được cấp đăng ký tạm thời Giấy chứng nhận đăng ký tạm thời chỉ có thời hạn tối đa 30 ngày

và bị giới hạn tuyến đường, phạm vi hoạt động

Theo quy định về xe ô tô điện, nếu điều khiển phương tiện không gắn biển số, lái

xe bị phạt 2-3 triệu đồng, tước giấy phép lái xe từ 1-3 tháng Trong trường hợp ô tô gắn biển số không đúng với giấy đăng ký xe hoặc gắn biển số không do cơ quan có thẩm

quyền cấp, mức phạt lên tới 4-6 triệu đồng, đồng thời tịch thu biển số không đúng quy định, tước giấy phép lái xe từ 1-3 tháng

2.1.3.4 Quy định bằng lái xe ô tô điện

Sự khác biệt lớn nhất của ô tô điện so với các loại ô tô khác là sử dụng năng lượng điện để vận hành Vì thế người điều khiển có thể sử dụng bằng lái xe hạng B1 trở lên, không cần sử dụng loại bằng riêng biệt khi lưu hành

Điều kiện để cấp bằng lái xe gồm:

Công dân đủ 18 tuổi trở lên, có đầy đủ năng lực hành vi dân sự

Hồ sơ xin giấy phép lái xe gồm:

- CMND/ CCCD

- Giấy khám sức khỏe không vượt quá 3 tháng kể từ ngày nộp hồ sơ

Trường hợp người điều khiển ô tô điện quên giấy phép lái xe sẽ bị phạt hành chính

từ 200.000 đồng đến 400.000 đồng, giống quy định áp dụng cho các dòng ô tô xăng, dầu Còn nếu không có giấy phép lái xe, người điều khiển bị phạt tối đa tới 6 triệu đồng

2.1.3.5 Quy định về bảo hiểm trách nhiệm dân sự xe ô tô điện

Năm 2021, Chính phủ đã ban hành quy định bảo hiểm bắt buộc trách nhiệm dân sự của chủ xe cơ giới, trong đó có ô tô điện Đây là một trong những loại giấy tờ quan trọng, người điều khiển phương tiện bắt buộc phải đem theo khi tham gia giao thông

Theo đó, mức phí bảo hiểm bắt buộc trách nhiệm dân sự với ô tô điện không kinh doanh vận tải dưới 6 chỗ là 437.000 đồng Thời hạn bảo hiểm tối thiểu 1 năm, tối đa tương ứng với thời hạn kiểm định an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường định kỳ Phạm vi bồi thường thiệt hại của bảo hiểm ô tô điện gồm:

• Thiệt hại ngoài hợp đồng về sức khỏe, tính mạng và tài sản đối với bên thứ ba do

xe cơ giới gây ra

• Thiệt hại về sức khỏe, tính mạng của hành khách do xe cơ giới gây ra

Trong đó, mức độ bồi thường bảo hiểm được xác định theo từng loại thương tật, thiệt hại theo quy định nhưng tổng mức bồi thường không vượt quá mức trách nhiệm bảo hiểm

Nghị định 100/2019/NĐ-CP quy định người điều khiển ô tô điện không có hoặc không mang theo giấy chứng nhận bảo hiểm trách nhiệm dân sự với xe cơ giới sẽ bị phạt tiền từ 400.000 - 600.000 đồng

Với tốc độ phát triển như hiện nay, ô tô điện sẽ sớm thay thế xe động cơ đốt trong Việc tuân thủ các quy định về xe ô tô điện sẽ giúp chủ phương tiện hạn chế vi phạm giao thông đồng thời phát huy được tối đa lợi thế của loại phương tiện xanh này

Vận hành êm ái, hiệu suất mạnh mẽ, bảo dưỡng dễ dàng, thiết kế thời thượng, thân thiện với môi trường, ô tô điện được xem là “chìa khóa” của giao thông xanh Mang sứ mệnh tiên phong trở thành hãng xe điện thông minh toàn cầu

2.1.4 Xu hướng phát triển của xe điện

Theo kế hoạch, trong vòng 5 năm tới, “gã khổng lồ” nước Đức sẽ mạnh tay chi thêm

30 tỷ euro (tương đương 34 tỷ USD) để tạo ra thêm một phiên bản xe điện hoặc xe động

cơ lai (hybrid) cho mỗi dòng xe trong bộ sưu tập Không chỉ có Volkswagen, các nhà sản xuất ô tô trên khắp thế giới đều đang bước vào cuộc đua để thích nghi với một thế

giới mới mà trong đó điện sẽ thay thế xăng và dầu diesel

Trong 2020, số xe điện trên toàn cầu đạt mốc 10 triệu xe, và người tiêu dùng đã chi tổng cộng 120 tỷ USD để mua xe điện

Nếu trong 2015, số xe điện chạy trên các con đường trên thế giới chỉ khoảng 1,7 triệu xe, thì trong 2020, có hơn 10 triệu chiếc được sử dụng trên toàn cầu Nhiều chuyên gia đánh giá rằng thế giới đã bước vào thời điểm bùng nổ khi xe điện vượt qua ô

1,6-tô xăng dầu