Tìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điện (Đồ án tốt nghiệp)

Tìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điệnTìm hiểu về động cơ điện 1 chiều kích từ dọc trục dành cho ô tô điện

c n ki t d n giá d n thu nh p c i dân l

Ngày nay xe ch y b ng d c các nhiên li u

p trên th ng d n tình tr ng ách t c giao thông

cho b u khí quy n ngày m t x i d n hi u ng nhà kính nên nhi ngày m ng t B c c c, Nam c c cùng

m t v c c quan tâm nh t hi n nay c a ngành ô tô nói riêng và m i

i nói chung Vì th , ôtô s ch không gây ô nhi m (zero emission) là m c

ng t i c a các nhà nghiên c u và ch t o ôtô ngày nay Có nhi u gi i

c công b trong nh p trung là hoàn thi n quá

d ng các lo i nhiên li u không truy n th ng cho

n, pile nhiên li

ng m t tr ng phát tri n ôtô s ch có th t ng h p

1.1.1 Ôtô ch y b n

Ôtô ch n v nguyên t c là ôtô s ch tuy i v i

ch y b n thì ít hay nhi u còn ph thu c lo i nhiên li u dùng trong s n xu t

i nhiên li u truy n th ng, m có l i tính theo C02

i v n s n xu t b ng nguyên t , kho ng 20% khi s n xu n b ng nhiên li u và g i gì khi

n, v u hòa không khí trong ôtô

N thâm nh p nh ng ôtô ch y b n vào cu c s ng c a nhân

và d n d i cách s ng M t khác khi chuy n ôtô ch y b ng nhiên

li u truy n th ng sang ôtô ch y b n hoàn toàn s gây ra tr ng i v m t b

mang l i cho xã h i là không nh Vì v y ô tô ch y b n ch c ch n v n là

s l a ch n s m t c a nhân lo i vào nh i c a th k 21 mà s phát tri n c ng s c i ti n, hoàn thi n hay phát minh quan tr ng v

quy t m t cách nhanh chóng v ô nhi vì không th xây

d ng toàn b u h t ph c v trong m t th i gian ng n

1.1.2 Ôtô ch y b ng pile nhiên li u

M t trong nh ng gi i pháp c a ngu ng s ch cung c p cho ôtô

u Pile nhiên li u là h th n hóa bi i

tr c ti

c nghiên c cung c

cho ôtô Do không có quá trình cháy x y ra nên s n ph m ho ng c a pile nhiên li n, nhi c Vì v y, có th nói ôtô ho ng b ng pile nhiên li u là ôtô s ch tuy i ch t ô nhi m trong khí x Ôtô ch y b ng pile nhiên li u không n n mà ch n p nhiên li u hydrogen

i áp su t cao Nhi u nghiên

1.1.3 Ôtô hybrid ( ôtô lai)

Xu t hi n t u nh

c nghiên c u và phát tri t gi i pháp hi u qu v tính kinh t

gi ng nh ng th h ô tô m i có hi u

su t cao và gi ng ch t th i gây ô nhi c g

- Car) Có th nói, công ngh lai là chìa khoá m cánh c a ti n

ng hay còn g i là ô tô sinh thái (the ultimate eco-car)

Hình 1.1: n c a hãng Nissan

Hình 1.2: n s d ng Chicago

- n: là lo ng phát tri n m nh.

- Mê trô : là lo n v n chuy n hành khách trong thành ph

n metro trong các thành ph l n châu Âu, và

Hình 1.5:

c n dùng chuyên bi c gi i trí th thao, các

c công nghi p, các lo i xe chuyên dùng trong các ngành

- n dùng trong công viên: là lo n dùng chuyên ch hành khách trong công viên Các lo n cao t c, c m giác m nh trong công viên

Hình 1.6: n c a hãng Mai Linh t

- Lo n dùng trong th thao: ph c v các m

Hình1.7: n s d ng trong sân golf

d Các lo c chuyên dùng, v n chuy n, nâng chuy n hàng hóa, ph c v i tàn t t

n s c s d ng trong các b nh viên v n chuy n nhanh chóng

ng m i c có th áp d ng h p lí có hi u qu c n nghiên c i k t c u, b trí l i các trang thi t b phù h p v u ki n

s d ng trong y t

b ng cách thay th t trong và thùng nhiên li u v i m n và

ng l n, tính linh ho t và hi u su t th t là nh ng nguyên nhân làm cho

n khó áp d ng r ng rãi Hi n nay, ô tô hi c t o ra có ch ý d a vào

uy

Q u

i

T r N

c u v c u trúc duy nh t cho ô tô và làm cho các ngu ng l y b n

th u khi n xe cung c p tín hi n thích h p cho b chuy

ng Nh ng ngu c tái sinh trong quá trình phanh có th

c n p vào ngu ng chính H u h t pin EV d dàng có kh p

nh n ngu n

ng tái sinh này

B ph n qu ng cùng v i b ph u khi n ki m soát ho ng phanh tái sinh và ph c h ng c t h p v i các b ph n

ti ki m soát quá trình này và giám sát vi c s d ng các ngu n

a Hình 2.3a cho th y hình th u tiên c m ng

g m m n, m t ly h p, h p s , và m t b vi sai Kh p ly h p và

h p s có th c thay th b ng h p s t ng

b V i m n có công su t liên t c trong m t ph m vi t

dài, m t t s truy n c nh có th thay th cho h p s nhi u c p và gi m b t s

c n thi t c a m t ly h p C u hình này không ch làm gi c và tr ng

t phía trong m t bánh xe M t c

gi m t và nâng cao

ch u ra roto c a m ng n t th t bên trong bánh xe có

th c k t n i tr c ti p v i các bánh xe Vi c ki m soát t c

i vi c ki m soát t c a bánh xe, và vì th t c a xe

u khi n Tuy nhiên, vi c s p x i các n ph i có

2.2 NG D NG C N M T CHI U TRONG Ô TÔ N

Do yêu c u v s thân thi n v ng và giá c nhiên li

công ngh p trung vào nghiên c u các lo n

n có phích c n pin nhiên li u Do s d ng

m ti t ki c i thi n tính ch t c a xe, kinh

t nhiên li u khí th i, s thu n l i cho hành khách và an toàn Trong các xe

n pin nhiên li u thì m t thách th c l n là làm sao

t b n t c bi i v i ô to pin nhiên li u m t công su - n áp c a pin nhiên li u v i b c qui

t c n thi t Trong vi c lái và ng t lái thì c ng nhanh, b

bi n t n và h th u khi u c n ph i có kh ng

các thi t b n t không ch c i thi tin c y c a h th ng ma còn gi m gía

c Thêm vào v n t công su t thì công ngh n

Lo i xe m c n i ti p tiêu th i ít nhiên li u tr ng khi thành ph

b ng cách cho ICE ho ng m t cách phù h p hi u su t cao trong quá trình

kh ng và hãm x y ra liên t c Còn ô to song song có th s d ng nhiên li u

nh t trong khi ô to ch y v i t n lai tách ra xe lai êm d u lai

n c qui T ng quát m t liên k t v i m t o ra

n cho thi t k m t h th ng theo cách máy phát có th t thi t b gi cân b ng t i c p công su y,

n lai n i ti p g m:1.b bi n p c qui và 2.m t b

bi n t bi n dc thành ac c n truy ng M t b bi i dc-dc 12 V c n thi n p c qui ngoài ra c n m t thi t b u hòa không khí nên c n m t b bi n t n n a

b Ô tô n lai song song

Lo i ô tô lai song song có giá thành r nh t và s l a ch n vi c s d ng

n n m trong kh c a nhà s n xu t Tuy nhiên lo i song song l i h th u khi n ph c t p.Có nhi u c u trúc khác nhau c a ô to lai song song ph thu c vào vai trò c a

t trong và

n có th s d ng tách bi t ho c cùng nhau tùy thu c lo

t s ô tô lai song song

Hình 2.6: H th song song

c L p ráp h th ng ISG ki u ki u tay quay

R t nhi u xí nghi p s n xu t ô tô làm vi phát tri n h th ng ISG d a

m ISG cung c p kh m tiêu th nhiên li u qua

vi c không s d ng d c và trong th i gian ch y không

th p(r t l n s ng h i lý th p trên m

tính ch t khác n a L i ích v kinh t v nhiên li u khi s d ng t h p nh ng

ch C u trúc c a m t h ISG cho hình 2.7 Nh ng ô to lai

n và ICE có th m i máy cung c p cho truy ng bánh xe có th c l p ho c k t h p

Hình 2.7: C u trúc c a m t h th ng ISG

n cùng v t trong IC cung c p thêm mô men trong vùng

ho ng khi ho ng c a IC kém hi u qu H th ng này thay th h th ng

ng v i m n máy thay gi vai trò gi truy n H th ng này có th t o công su t m c Công su n s nh n vai trò (PTO) có th cung c p công

su n cho các thi t b n khi ch y ho c khi ô tô parking PTO g m m t

b bi n t bi n áp 42-V dc to 120-V/240-V ac Công su t

nh m c c 2.4 kVA Ph thu c vào ch a bánh xe công su t này có

th t cao t i 20KW(v n áp dc cao) Yêu c ng v i ch kh i

ng có th r t khác nhau t quá trình t ng K t qu là gi a ch c

a máy phát và ch

lên b i h s 3.m c d u yêu c u c n cho các thi t b n t công su t

là gi m trong quá trình t thiets k ng các yêu

c u c a n ch kh ng trong ch c qui c n có kh

p m t s ng công su n nhi ng m t cách t t

nh t

d M t n i ISG

Hi n nay có m t v lý thú c n quan tâm là m t g n ISG có th th c

hi n khi s d ng các máy phát c a ô tô truy n th ng hiên nay B xung thêm

c m bi n v trí và bi n t n 3 pha máy phát có th làm vi

công su t nh hoàn toàn có th làm mát cái quay tay c a máy lo i tr b kh i

ng c n Làm t a trong công ngh n t công su t và máy phát

t nh m c có giá tr nh n t công su t c n thi t k cho dòng

kh ng l n Thi t b ng gói và làm c nghiên c u k ng Ô tô

n lai c a hãng General Motors là m t ví d n hình cho h th ng h th ng

truy ng dây curoa kh ng máy phát lo i ô to này gi m tiêu th nhiên

ng k t qu là MPG s t [12] H p c qui có th

x c l i b ng dây c m có s n ô tô t m t tr m ngoài PHEVs c i thi n vi c s

d n vì nó có th th c hi n n n v

Hình 2.8 là c u trúc m n lai song song có phích c m

Chuy i m t HEVs thành PHEVs là m t c g t công ngh quá trong m t s c i thi n hi u su t HEVs Hi n các nhà s n

xu t s p trình làng lo i PHEVs m i, lo i này ho c b xung c qui m i ch t

ng ho c thay lo i ó hi có th nâng m c s d ng công

b c qui ch ng cao M t b bi i dc-dc 2 chi u và m t b phóng n p

c n thi chuy ng gi a c qui và h th

Hình 2.8: C u trúc m n lai song song có phích c m

ng ô tô PHEVs còn c n ph i làm m t s vi c ví d s n

nh c a công su t s d ng v i s ng t i s d ng m t s ng l n b n p

u ch nh h s t i cùng m t th i gian và ch u hành nhi t, m t s cân b ng các pin c a c qui lithium cho ô tô

là m t s quan tr ng

2.3.4

a H th y bánh xe dùng pin nhiên li u

V i ti n b c a công ngh pin nhiên li chú ý l n trong vi c s

d ng pin nhiên li u cho truy ng ô tô và t ng trên sàn (onboard) ô

tô và áp d ng cho tr m c a pin nhiên li u s d ng cho ô tô

so v i lo

d ng tr c ti ng t o ra

ph n chuy ng làm vi c không ti ng n( im l ng)

và có nhiên li u m m

ô to dùng pin nhiên li n hình trên Hình 2.9

ng h th ng.Trong s các lo i pin nhiên li u

i lo i pin nhiên li u ki m hay pin nhiên

li u acid phosphoric,pin nhiên li u carbonate n u ch y và pin nhiên li u oxide

r i pin nhiên li u có l i cho truy y ô tô

b Ô to v i pin nhiên li u lo i APU

Công su n cho các lo i ph t c t o ra b i máy

h p này(H p công su u hòa không khí) là t o m t t p pin nhiên li

n áp do t i yêu c u, b o v pin kh i quá t i và ng n m ch l i ra và

n dòng ch c l i pin nhiên li u Các h p công su u hòa không

khí này có th g m m t b bi i buck, m t b bi i boost, ho c m t b

bi i buck boost dc dc ph thu n áp ra c a t p pin

2.3.5

n pin nhiên li u trên th ng m t cách tin c Các h th ng

n t công su t s có l i cho c i thi n m c n ô tô và kinh t nhiên

li u xe lai Vi c l a ch n thi t b n t công su t bán d n (b bi i/b

riêng bi t và h th ng tích h p r t quy nh cho s phát tri n các tính ch t và

hi u su t cao c n t công su t và các b u khi n

và m t lo i các thành ph n khác n n, b c m n, h

th ng nhi t nh ng h th ng này gi m t v trí chính c n t Vi c

t c này thành h th ng là m t thách th c l n The U.S Department of Energy, the U.S Navy, và t ch t n n móng cho s phát tri n nh ng kh n t công su phát tri n tcông xu t c n hàng me ga oat Hình 2.12 trình bày m t b u khi n

h thông Hybrid Synergy Drive II c a Toyota và nó g m m t b bi n t n

u hòa không khí m t b bi n t n cho kh ng và m t máy phát m t b

i v i th h m i c a các lo n hoàn toàn

là m t thách th c

Hình 2.12: B u khi n công su t

g p nh ng yêu c u c ng ô tô m t lo t thách th c v k thu t c n

ph t qua và c n m t s phát tri n m ng v m t thi t b và h th ng

S phát tri n và nghiên c u các linh ki có t n s

m cao, công su t l n , nhi cao cho ng d ng

- S phát tri n c a các thi t b công su t nh ng thi t b m các

nó cho thi t b t cao làm vi c nhi cao

- Nh ng thi t b và ph n còn l i c n ph i ch ng(withstand) chu trình nhi ng l n

2.3.6 Công ngh t b t.

Công ngh liên quan t t b c nghiên c u

b i công nghi p bán d phát tri n các van công su t khi công ngh

tr p c a thi t b n t Các dây n m b o là

phát tri n m v công su t có m công su t l n Công ngh

n chính k t n i công su t mà không c n dây, gi m t i thi u dây d n, v n

d ng h c, t n nhi t c 2 tr c t này tr c ti ng hay nhôm hay nitride substrates, m t gi i trung gian cho m t ph m vi c nhà máy s n

aluminum-xu t c n ph i nghiên c u ngay S ho a các mô dun công

k làm vi c nhi cao M ng m i c a vi c làm mát trong thi t

b c c nghiên c t ra kh i thi t b K thu u hành(qu n lý) nhi x ng là tiêu tán nhi t trong thi t b bán d n

t nh , n t (EMI), th p nó c n nhi u thành ph n

n áp ho ng l thu c vào c u khi n ph c t

so v i các b bi n t c ng Vì v y vi c ng d ng các b bi n t n

m c s d ng t c n thi t Có s c n thi t ph i phát tri n

c u trúc bi n t c các tính ch t c a bi n t m n ít thành ph u khi v i s tích h p c a 2 hay nhi u ch c

t bi n t n m t n n p, m t b bi i dc/dc và có s d ng t i thi u

t n c c phát tri n c này ta c n nh c 12V t 42V

c tích h p b l u khi c t o ra

nh s t c a thi t b c n thi t c a ph n c u truc bi n t n/bi

chú ý t i s c và k thu u khi c nghiên c u ti p Các h

th ng này c c th l i và cung c p kh c không hoàn ch nh

u khi n b n v ng không c m bi n và giá thành h

u này s gi m giá thành c a thi t b công su t

S phát tri n c a nh ng nhà máy gia công m i

Giá thành phát tri n các nhà máy gia công m i và k thu

kh n xu t các xe giá r T ng quát công ngh s n xu c b m

Vì v y s n xu t c a h th n t công su t s là nhi m v chính Nh ng lo i

xe này s g gh và tin c y cho tu i th xe 1500.mi

Hàng lo t công ngh c c n ph c th c hi n trong th

h t i c a ô tô Hãy còn nhi u công ngh c c n ph c

bi c ô tô pin nhiên li u V cính c t qua là tr ng,

th tích, giá thành và hi u su t M t v

là giá thành Giá tr c n lai ho n lai có n n ngoài s l

là giá thành.Giá tr này nó bao g m c ti n ti t ki m do không s d ng nhiên

li u

c th c hi n n t công su t c a h th ng M t

c xe quan h v i bi i công su t và các máy quay gi n lai

n lai n n t i Giá thành c n t công su n

ng s gi m xu ng khi th c hi n lai ho n lai n n t ngoài t i danh v i ô tô ICE

truy n d ng kéo có th c phân lo i theo 2 lo vào s

thì ch dùng m i v i các bánh xe c gi m s ng bánh

t chi u hay ac cùng các b u

c g n vào phía trong c a bánh xe ho c tr c ti p g n vào bánh xe V i gi i pháp này h p s và ngay c u khi không c n thi t ta g i gi

i ch có m

và lo i ng d n là hoàn toàn có s r xu t m t nam châm hình xuy t trong rãnh tr t chi u không có ch i

tr c không có rãnh (AFPM) v c th c hi n b nh hình cu n l i nh ng hình m ra ti a máy AFPM và

kh a nó t o ra mô men l n t i th p có m công su t

và hi u su

bánh ô tô cho m n Tuy nhiên lo i stato do các là thép cu n không

cho nh n a vì r ng hi u ng c a dài khe h

không khí l c m ng c a cu n dây stato nh làm

vi c trên t nh m c, vùng t c d có công công su

1994, Zhang xu t m u phía trong theo tr c m i

Máy AF có m t khe h không khí tr c ti p theo tr c phân tán t thông

ng stato có d ng hình xuy n và stato d i h ng kính tác d dài theo bán kính t bán kính

n bán kính ngoài c a stato là ph n tích c c c t o mô men dài theo tr c ph thu c vào m t thông trong gông t stator và roto

mô men lên bánh cho ô tô theo t

y c stato và rô to có th s d ng hoàn toàn v i m t thi t k phù

AF s dài c a tr c có th gi m và m công su t

c s d ng cho các truy ng có t

bánh xe ô tô , máy AF không b gi i h b AFI (axial flux

ng b kích t d c tr c AFPM(Axial flux parmament

t p trung vào 2 lo c bi t lo ng

c th o lu n ph ng m i m t ph c trình bày theo c u trúc sau:):

Hình 3.2: C

Hình 3.4: C u trúc bên trong c

Gi i pháp th 2 c v i m t m t lõi stato hình xuy n

v i 2 cu n dây nhi t trên 2 m t c a stato và 2 tô to v i 2 tr c có thquay v i nh ng t khác nhau T t c 3 m ch t c c u t o thành d

stato v i các rãnh c 2 m t nh ng cu n dây có c u trúc khác nhau và cho s phân b t thông khác nhau

Hình 3.5: C u trúc c