MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................i
TÓM TẮT ........................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU........................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ...................................................................................................ix
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................... xii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..............................................................................................1
1.1. Sự phát triển của công nghệ ô tơ hiện đại, thực trạng các mơ hình phục vụ đào tạo
tại trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM .....................................................................1
1.2. Lý do chọn đề tài.......................................................................................................1
1.3. Mục tiêu ....................................................................................................................2
1.4. Đối tượng nghiên cứu ...............................................................................................2
1.5. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................2
1.6. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................................2
1.7. Phạm vi ứng dụng của đề tài .....................................................................................3
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE ......................4
2.1. Tổng quan về hệ thống điện thân xe .........................................................................4
2.2. Các thành phần trong mạch điện hệ thống điện thân xe ...........................................5
2.2.1. Ý nghĩa của các thuật ngữ và ký hiệu ................................................................5
2.2.2. Giắc nối ..............................................................................................................7
2.2.3. Dây dẫn ..............................................................................................................7
2.2.4. Các chi tiết bảo vệ ..............................................................................................8
2.2.4.1. Cầu chì ........................................................................................................8
2.2.4.2. Relay ...........................................................................................................8
2.3. Các yêu cầu kĩ thuật với hệ thống điện .....................................................................9
iii


2.3.1. Nhiệt độ làm việc ...............................................................................................9
2.3.2. Độ ẩm .................................................................................................................9

2.3.3. Sự rung sóc ........................................................................................................9
2.3.4. Xung điện áp ......................................................................................................9
2.3.5. Độ bền ................................................................................................................9
2.3.6. Nhiễu điện từ....................................................................................................10
2.3.7. Tĩnh điện ..........................................................................................................10
2.4. Nguồn điện trên ô tô ...............................................................................................10
2.5. Các loại phụ tải trên ô tô .........................................................................................10
2.6. Hệ thống cung cấp điện ..........................................................................................11
2.6.1. Chức năng của hệ thống cung cấp điện ...........................................................11
2.6.2. Ắc quy ..............................................................................................................12
2.6.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe ............................................14
2.7. Hệ thống mạng CAN ..............................................................................................15
2.7.1. Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ cao (HS – CAN) .................18
2.7.2. Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ thấp (LS – CAN) ................18
2.8. Hệ thống chiếu sáng ................................................................................................19
2.8.1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống chiếu sáng ......................................19
2.8.2. Thông số cơ bản và chức năng của hê thống chiếu sáng .................................19
2.8.2.1. Thông số cơ bản ........................................................................................19
2.8.2.2. Chức năng của hệ thống chiếu sáng..........................................................19
2.8.2.3. Cấu tạo của các bóng đèn .........................................................................20
2.8.3. Các sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe ...........................................22
2.8.3.1. Đèn đầu (Headlight)..................................................................................22
2.8.3.2. Đèn hậu (Tail - Rear lamp), đèn đậu xe (Park lamp), đèn biển số (License
plate lamp) .............................................................................................................24
iv


2.8.3.3. Đèn sương mù (Fog lamp) ........................................................................25
2.9. Hệ thống tín hiệu .....................................................................................................26
2.9.1. Hệ thống còi .....................................................................................................26

2.9.2. Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ báo nguy (Turn and hazard lamp) ......................28
2.9.3. Sơ đồ mạch điện đèn phanh (Stop lamp) và đèn lùi (Backup lamp) ...............30
2.10. Hệ thống gạt mưa và rửa kính...............................................................................31
2.10.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống gạt nước rửa
kính (Wiper/Washer system) .....................................................................................31
2.10.1.1. Mô tơ gạt nước ........................................................................................31
2.10.1.2. Công tắc điều khiển gạt nước rửa kính ...................................................32
2.10.2. Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt nước rửa kính ................................................33
2.11. Các loại tín hiệu ....................................................................................................34
2.11.1. Giới thiệu về các tín hiệu ...............................................................................34
2.11.2. Ứng dụng tín hiệu analog trên ơ tơ ................................................................35
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN
XE ĐIỀU KHIỂN BẰNG BCM ......................................................................................36
3.1. Tổng quan mơ hình điện thân xe thực tế ................................................................36
3.1.1. Giả lập IGNITION SWITCH ..........................................................................37
3.1.2. Giả lập công tắc điều khiển hệ thống chiếu sáng.............................................38
3.1.3. Giả lập cơng tắc điều khiển hệ thống gạt mưa rửa kính ..................................39
3.2. Hệ thống chiếu sáng ................................................................................................41
3.2.1. Cấu tạo hệ thống chiếu sáng ............................................................................41
3.2.2. Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động .........................................................42
3.2.2.1. Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động đèn đầu ....................................42
3.2.2.2. Sơ đồ mạch điện và ngun lí hoạt động đèn hậu ....................................44
3.2.2.3. Sơ đồ cơng tắc điều khiển và mạch điện đèn sương mù ...........................45
v


3.3. Hệ thống tín hiệu .....................................................................................................46
3.3.1. Cấu tạo hệ thống tín hiệu .................................................................................46
3.3.2. Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động .........................................................47
3.3.2.1. Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống còi ......................47

3.3.2.2. Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống xi nhan ...............48
3.3.2.3. Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống đèn phanh ...........49
3.4. Hệ thống gạt mưa rửa kính .....................................................................................50
3.4.1. Cấu tạo hệ thống gạt mưa rửa kính ..................................................................50
3.4.2. Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống gạt mưa rửa kính .......50
3.5. Hệ thống khóa cửa ..................................................................................................52
3.5.1. Cấu tạo hệ thống khóa cửa ...............................................................................52
3.5.2. Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống khóa cửa ....................53
CHƯƠNG 4. CHẨN ĐỐN VÀ SỬA CHỬA ..............................................................55
4.1. Pan tạo lỗi ...............................................................................................................55
4.2. Chẩn đoán ...............................................................................................................55
4.2.1. Pan 1.................................................................................................................55
4.2.2. Pan 2.................................................................................................................56
4.2.3. Pan 3.................................................................................................................56
4.2.4. Pan 4.................................................................................................................57
4.2.5. Pan 5.................................................................................................................58
4.2.6. Pan 6.................................................................................................................58
4.2.7. Pan 7.................................................................................................................58
4.2.8. Pan 8.................................................................................................................59
4.2.9. Pan 9.................................................................................................................59
4.2.10. Pan 10.............................................................................................................60

vi


4.2.11. Pan 11.............................................................................................................61
4.2.12. Pan 12.............................................................................................................62
CHƯƠNG 5. CÁC PHIẾU CÔNG TÁC THỰC HÀNH TRÊN MƠ HÌNH ..............64
5.1. Phiếu cơng tác kiểm tra hệ thống chiếu sáng ..........................................................64
5.2. Phiếu công tác kiểm tra hệ thống tín hiệu ...............................................................65

5.3. Phiếu cơng tác kiểm tra hệ thống gạt mưa, rửa kính ..............................................67
5.4. Phiếu cơng tác kiểm tra hệ thống khóa cửa ............................................................69
CHƯƠNG 6. TỔNG HỢP ...............................................................................................70
6.1. Hoàn cảnh ...............................................................................................................70
6.2. Kết quả đạt được .....................................................................................................70
6.2.1. Những phần làm được......................................................................................70
6.2.2. Những phần chưa làm được .............................................................................72
6.3. Cam kết ...................................................................................................................72
CHƯƠNG 7. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..............................................73
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................74

vii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
B+ (Battery positive voltage) – Cực dương acquy.
BCM (Body control module) – Bộ điều khiển hệ thống điện thân xe.
IG/SW (Ignition Switch) – Công tắc đánh lửa.
CAN (Controller area network) – Điều khiển dữ liệu theo phân vùng.
GND (Ground) – Điểm tiếp mass.
HAZ (Hazard) – Đèn báo nguy.
HS – CAN (High speed controller area network) – Đường truyền dữ liệu tốc độ cao.
INT (Intermitte) – Gián đoạn.
I/P (Instrument Panel) – Bảng tín hiệu.
LED (Light emitting diode) – Diode phát quang.
HDLP (Headlamp) – Đèn đầu
HI (High)
LH (Left hand) – Bên trái
RH (Right hand) – Bên phải
LP (Lamp) – Đèn.

FRT/LH (Front/Left hand) – Phía trước bên trái
FRT/RH (Front/Left hand) – Phía trước bên phải
RR/LH (Front/Left hand) – Phía sau bên trái
RR/RH (Front/Left hand) – Phía sau bên phải
LS – CAN (Low speed controller area network) – Đường truyền tốc độ thấp.
MS – CAN (Medium speed controller area network) – Đường truyền tốc độ trung bình.
SIG (Signal) – Tín hiệu.
SPLY (Supply) – Cung cấp.
SW (Switch) – Công tắc.
M – Motor – Mô tơ.
P – Pump – Bơm.
ST – Start – Khởi động.
IGN – Ignition – Đánh lửa.
ACC – Accessory – Phụ kiện.

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Xác định chân giắc nối..........................................................................................7
Hình 2.2 Các loại cầu chì .....................................................................................................8
Hình 2.3 Một số loại relay trên ơ tơ ....................................................................................9
Hình 2.4 Hệ thống cung cấp điện tổng quát ......................................................................11
Hình 2.5 Cấu tạo của ắc qui ...............................................................................................12
Hình 2.6 Cấu tạo bản cực của ắc qui .................................................................................13
Hình 2.7 Ví dụ hệ thơng cung cấp điện trên xe .................................................................14
Hình 2.8 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe Chevrolet Captiva .................15
Hình 2.9 Sơ đồ tổng quát về đường truyền mạng CAN ....................................................17
Hình 2.10 Kết cấu dây xoắn và sơ đồ truyền tín hiệu ........................................................17
Hình 2.11 Sơ đồ khử nhiễu của đường truyền với điện áp chênh lệch ..............................18

Hình 2.12 Cấu tạo bóng đèn dây tóc ..................................................................................20
Hình 2.13 Cấu tạo bóng đèn halogen .................................................................................21
Hình 2.14 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn đầu có BCM điều khiển trên xe Chevrolet
Captiva ...............................................................................................................................23
Hình 2.15 Sơ đồ mạch điện cơng tắc đèn đầu có BCM điều khiển trên xe Chevrolet
Captiva ...............................................................................................................................24
Hình 2.16 Sơ đồ mạch điện đèn hậu, đèn phanh và đèn đậu xe có BCM điều khiển trên xe
Chevrolet Captiva ..............................................................................................................25
Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù có BCM điều khiển trên xe Chevrolet Captiva
............................................................................................................................................26
Hình 2.18 Cấu tạo cịi điện ................................................................................................27
Hình 2.19 Sơ đồ mạch điện cịi có BCM điều khiển trên xe Chevrolet Captiva ...............28
Hình 2.20 Cơng tắc báo rẽ trên xe Chevrolet Captiva .......................................................28
Hình 2.21 Cơng tắc hazard trên xe Chevrolet Captiva ......................................................29
Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ và đèn báo nguy có BCM điều khiển trên xe
Chevrolet Captiva ..............................................................................................................29
Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện đèn phanh và đèn lùi có BCM điều khiển trên xe Chevrolet
Captiva ...............................................................................................................................30
Hình 2.24 Hệ thống gạt mưa rửa kính ...............................................................................31
ix


Hình 2.25 Cấu tạo motor gạt nước .....................................................................................32
Hình 2.26 Cơng tắc gạt nước, rửa kính trên xe Chevrolet Captiva ...................................33
Hình 2.27 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt nước, rửa kính có BCM điều khiển trên xe
Chevrolet Captiva ..............................................................................................................33
Hình 2.28 Ví dụ về tín hiệu on – off, một dạng tín hiệu digital ........................................34
Hình 2.29 Tín hiệu analog .................................................................................................34
Hình 3.1 Bản vẽ mơ hình điện thân xe ............................................................................. 36
Hình 3.2 Mạch cơng tắc IGTION trên xe ..........................................................................37

Hình 3.3 Mạch cơng tắc IGNITION giả lâp ......................................................................38
Hình 3.4 Cơng tắc IGNITION ...........................................................................................38
Hình 3.5 Mạch công tắc điều khiển hệ thống chiếu sáng trên xe ......................................38
Hình 3.6 Mạch cơng tắc điều khiển hệ thống chiếu sáng giả lập ......................................39
Hình 3.7 Cơng tắc 2 cực 5 vị trí .........................................................................................39
Hình 3. 8 Mạch cơng tắc điều khiển hệ thống gạt mưa rửa kính trên xe ...........................40
Hình 3.9 Mạch cơng tắc điều khiển hệ thống gạt mưa rửa kính giả lập ............................40
Hình 3.10 Cơng tắc nhấn nhả.............................................................................................41
Hình 3.11 Vị trí các chi tiết hệ thống chiếu sáng trong mơ hình .......................................41
Hình 3.12 Sơ đồ cơng tắc điều khiển đèn đầu ...................................................................42
Hình 3. 13. Sơ đồ mạch điện đèn đầu ................................................................................43
Hình 3.14 Sơ đồ mạch điện đèn hậu ..................................................................................44
Hình 3.15 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù ........................................................................45
Hình 3.16 Vị trí các chi tiết hệ thống tín hiệu trong mơ hình ............................................46
Hình 3. 17 Sơ đồ mạch điện hệ thống cịi ..........................................................................47
Hình 3.18 Sơ đồ mạch điện hệ thống xi nhan ....................................................................48
Hình 3.19 Sơ đồ mạch điện đèn phanh ..............................................................................49
Hình 3.20 Vị trí các chi tiết hệ thống gạt mưa rửa kính trong mơ hình.............................50
Hình 3.21 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa rửa kính ....................................................51
Hình 3.22 Vị trí các chi tiết hệ thống khóa cửa trong mơ hình .........................................52
Hình 3.23 Sơ đồ mạch điện hệ thống khóa cửa .................................................................53
Hình 4.1 Sơ đồ Pan 1 ........................................................................................................ 55
Hình 4.2 Sơ đồ Pan 2 .........................................................................................................56
x


Hình 4.3 Sơ đồ Pan 3 .........................................................................................................57
Hình 4.4 Sơ đồ Pan 4 .........................................................................................................57
Hình 4.5 Sơ đồ Pan 5 .........................................................................................................58
Hình 4.6 Sơ đồ Pan 6 .........................................................................................................58

Hình 4.7 Sơ đồ Pan 7 .........................................................................................................59
Hình 4.8 Sơ đồ Pan 8 .........................................................................................................59
Hình 4.9 Sơ đồ Pan 9 .........................................................................................................60
Hình 4.10 Sơ đồ Pan 10 .....................................................................................................61
Hình 4.11 Sơ đồ Pan 11 .....................................................................................................62
Hình 4.12 Sơ đồ Pan 12 .....................................................................................................63
Hình 5.1 Cơng tắc HEADLAMP ...................................................................................... 64
Hình 5.2 Cơng tắc Turn Signal ..........................................................................................66
Hình 5.3 Cơng tắc Hazard ..................................................................................................66
Hình 5.4 Cơng tắc cịi ........................................................................................................66
Hình 5.5 Cơng tắc gạt mưa ................................................................................................68
Hình 5.6 Cơng tắc rửa kính ................................................................................................68
Hình 5.7 Cơng tắc khóa cửa ...............................................................................................69
Hình 6.1 Những chi tiết đã làm trong hệ thống chiếu sáng .............................................. 70
Hình 6.2 Những chi tiết làm được trong hệ thống tín hiệu ................................................71
Hình 6.3 Những chi tiết làm được trong hệ thống gạt mưa rửa kính ................................71
Hình 6.4 Những chi tiết làm được trong hệ thống khóa cửa .............................................72

xi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Ký hiệu các thành phần điện và điện tử trên mạch của mạch điện thân xe..........5
Bảng 2.2 Ví dụ về quy ước màu dây dẫn của hãng xe Chevrolet ........................................8
Bảng 2.3 Các thông số cơ bản của hệ thống chiếu sáng ....................................................19
Bảng 3.1 Các chi tiết trong hệ thống điện thân xe ............................................................ 36
Bảng 3.2 Các chi tiết trong hệ thống chiếu sáng ...............................................................42
Bảng 3.3 Các chi tiết trong hệ thống tín hiệu ....................................................................46
Bảng 3.4 Các chi tiết trong hệ thống gạt mưa rửa kính .....................................................50
Bảng 3.5 Các chi tiết trong hệ thống khóa cửa ..................................................................53


xii


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Sự phát triển của công nghệ ô tô hiện đại, thực trạng các mô hình phục vụ đào
tạo tại trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM
Ngày nay, khi mà khoa học kĩ thuật đang phát triển mạnh mẽ thì những ứng dụng tiên
tiến trên ơ tô ngày càng nhiều và không ngừng cải tiến, đổi mới sau mỗi đợt sản xuất và
đây là xu hướng phát triển của tương lai. So với những chiếc xe hơi từ những năm 1960
trở về trước, những chiếc ô tô hiện đại ngày nay khá phức tạp, mọi hệ thống được tối ưu
hoá với những hệ thống điều khiển và kiểm soát bằng điện tử. Ở Việt Nam hiện nay, số
lượng ô tô hiện đại ngày càng tăng lên đòi hỏi lực lượng kỹ sư sửa chữa phải liên tục cập
nhật kiến thức để bắt kịp với xu hướng thời đại. Đối với sinh viên còn đang học tập hay
mới tốt nghiệp thì các cơng nghệ các hệ thống điện tử thơng minh trên ơ tơ cịn rất mới mẻ.
Vì vậy, để có được đội ngũ sinh viên ra trường có thể nắm bắt kịp thời các cơng nghệ mới
trên ơ tơ thì việc cập nhật kiến thức mới là hết sức cần thiết.
Khoa Cơ Khí Động Lực thuộc trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí
Minh đã trải qua hơn 50 năm xây dựng và phát triển, có bề dày về truyền thống và đã khẳng
định được thương hiệu, vị thế cao trong các trường đại học. Là một trong những khoa đầu
ngành về đào tạo ngành Công nghệ Kỹ thuật ô tô trong hệ thống các trường kỹ thuật cả
nước.
Hiện nay, mặc dù khoa đã chú trọng vào công tác đầu tư các trang thiết bị, mơ hình
dạy học mang tính thực tiễn và thẩm mỹ cao nhưng số lượng mơ hình dạy học dành cho
bộ mơn Điện tử ơ tơ cịn ít và chưa được đa dạng. Đa phần là các mơ hình hệ thống điện
nhỏ và rời rạc, chưa có sự liên kết với nhau. Bên cạnh đó, hầu hết các mơ hình là mơ
phỏng cho các hệ thống điện trên xe Toyota, Honda, chưa được đa dạng về chủng loại.
1.2. Lý do chọn đề tài
Trong bối cảnh ngành ô tô thế giới nói chung và ngành ơ tơ Việt Nam nói riêng, sự
phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ trên ô

tô và việc trang bị các thiết bị điện tử hiện đại trên ơ tơ là tiêu chí chính để đánh giá một
chiếc xe thuộc phân khúc cao cấp.
Với những yêu cầu về đào tạo những xe đời mới nhưng với lượng mơ hình hiện có
của bộ mơn Điện ơ tơ chưa đủ để đáp ứng. Nhận thấy hệ thống điện thân xe hiện nay được
điều khiển hoàn toàn bằng hộp BCM với nhiều ưu việt nhưng chưa được cập nhật trong
1


chương trình thực tập cho sinh viên tại khoa, chúng em quyết định chọn đề tài “Nghiên
cứu, thực hiện mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM trên xe Chevrolet
Captiva” dùng trên dịng xe Chevrolet. Mơ hình hệ thống này giúp cho các buổi học thực
tập của sinh viên thêm phần trực quan, thực tế. Đồng thời mơ hình sẽ giúp sinh viên hiểu
thêm về hệ thống điện thân xe hiện đại ngày nay, khắc sâu thêm về kiến thức về đào tạo,
nguyên lý làm việc của từng hệ thống điện thân xe. Mơ hình hệ thống điện thân xe được
điều khiển toàn bộ bằng hộp BCM là công cụ đắc lực phục vụ cho công việc dạy học trong
nhà trường, mang lại nhiều thế mạnh cho việc tìm hiểu của sinh viên thế hệ tiếp theo.
1.3. Mục tiêu
Đề tài nghiên cứu các đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc và phương pháp kiểm tra
hư hỏng hệ thống điện thân xe được điều khiển bằng BCM. Từ đó phân tích, thiết kế, chế
tạo mơ hình. Sản phẩm của đề tài là tài liệu thuyết minh và mơ hình thực hành cho sinh
viên chun ngành ơ tơ, giúp sinh viên cập nhật kiến thức mới, nâng cao kỹ năng.
1.4. Đối tượng nghiên cứu
 Lên ý tưởng, thiết kế cơ khí, chọn lựa các hệ thống phù hợp để đưa vào mơ hình
hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM.
 Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và kiểm tra hư hỏng.
 Lắp đặt các thiết bị và làm hệ thống hoạt động theo BCM.
 Biên soạn, thuyết minh hợp lý, khoa học về cơ sở lý thuyết, ngun lý hoạt động
của mơ hình.
1.5. Phạm vi nghiên cứu
Do giới hạn về thời gian, kinh phí và điều kiện thực tế trên mơ hình nên đề tài chỉ tập

trung nghiên cứu các hệ thống điện thân xe cơ bản như hệ thống đèn chiếu sáng, hệ thống
đèn tín hiệu, hệ thống gạt nước rửa kính và hệ thống khóa cửa. Vì khó khăn trong vấn đề
đáp ứng các yêu cầu của hệ thống trên mô hình nên đề tài sẽ khơng nghiên cứu các hệ thống
cịn lại: điều hồ khơng khí, gập gương, hệ thống nâng hạ kính.
1.6. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:
 Nghiên cứu các tài liệu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống của hệ thống
điện thân xe.
 Nghiên cứu các sơ đồ mạch điện của các hãng xe sử dụng hộp BCM.
2


Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điện thân
xe điều khiển bằng BCM.
1.7. Phạm vi ứng dụng của đề tài
Mơ hình được sử dụng trong việc dạy và học. Sinh viên các lớp thực tập có thể cho
mơ hình hoạt động, kết hợp với hướng dẫn của giảng viên có thể hiểu rõ nguyên lý hoạt
động của hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM.

3


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE
2.1. Tổng quan về hệ thống điện thân xe
Công nghệ và kỹ thuật ô tô ngày càng phát triển, các hãng xe chạy theo và nhanh
chóng hồn thiện các thiết bị đi kèm trên xe với mức độ tự động hóa, hiện đại hóa ngày
càng cao. Yêu cầu về mặt tiện nghi, an toàn dần trở thành một trong những điều thiết yếu
để một chiếc xe có thể lăn bánh, chúng dần được cải thiện và trang bị để trở nên phức tạp
hơn nhưng tiện lợi hơn cho người sử dụng.
Hệ thống điện thân xe là một tập hợp các trang thiết bị, hệ thống phục vụ cho quá

trình hoạt động của ô tô, bao gồm các hệ thống và trang thiết bị như sau:
Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Gồm ắc quy, máy phát điện, các bộ điều
chỉnh điện áp.
Hệ thống khởi động (Starting system): Gồm máy khởi động (động cơ điện), các relay
điều khiển và các relay bảo vệ. Đối với động cơ Diesel còn trang bị hệ thống xơng động
cơ khi động cơ cịn nguội lạnh.
Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (lighting and signaling system): Gồm các đèn chiếu
sáng, đèn tín hiệu, cịi, các công tắc và các relay.
Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system): Là các đèn chỉ báo và đồng hồ trên
bảng tableau (đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đèn báo nhiên liệu, đèn báo nhiệt
độ làm mát, đèn báo tín hiệu rẽ, đèn báo động cơ).
Hệ thống điều khiển ô tô (Vehicle control system): Gồm hệ thống điều khiển phanh
chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống treo, hệ thống truyền lực.
Hệ thống điều hòa nhiệt độ (Air conditioning system): Gồm máy nén, giàn nóng, giàn
lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác.
Hệ thống thiết bị phụ tải khác: Bao gồm quạt gió giàn lạnh, hệ thống gạt nước rửa
kính, nâng hạ kính, radio, màn hình hiển thị, hệ thống chống trộm, hệ thống nâng hạ ghế…
Những hệ thống trên hợp thành một thể thống nhất và sẽ được phân biệt ra hai phần
cụ thể: nguồn điện (hệ thống cung cấp điện) và các thiết bị phụ tải (các hệ thống sử dụng
điện).
Nguồn điện trên ô tô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắc quy nếu động cơ
chưa làm việc (hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ) hoặc bởi máy phát nếu động cơ làm
việc ở số vòng quay trung bình và lớn. Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa
4


chữa... trên đa số các xe người ta sử dụng phần khung xe làm dây dẫn chung. Vì vậy, đầu
âm (trên nhiều xe) của nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe. Các bộ phận tiêu thụ điện
(phụ tải điện): Trong các bộ phận tiêu thụ điện thì máy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện
nhiều và cần dòng lớn nhất (dòng điện cung cấp bởi ắc quy khi khởi động có thể lên đến

400 - 600 Ampe đối với động cơ xăng hoặc 2000 Ampe đối với động cơ diesel). Phụ tải
điện được chia làm các loại cơ bản sau:
 Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu…
 Phụ tải làm việc khơng liên tục: Các đèn pha, đèn cốt, đèn kích thước…
 Phụ tải làm việc trong thời gian ngắn: Các đèn báo rẽ, đèn phanh, motor gạt nước,
motor bơm nước lau kính, cịi, máy khởi dộng, hệ thống xơng động cơ…
Mạng lưới điện: Là khâu trung gian nối giữa phụ tải và nguồn điện bao gồm: Các dây
dẫn, các bộ chuyển mạch, công tắc, các thiết bị bảo vệ và phân phối khác nhau.
Đi đôi với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động, các trang
thiết bị điện, điện tử trên các ô tô - máy kéo hiện đại ngày nay không tồn tại dưới các bộ
phận hay các cụm tương đối độc lập về chức năng như trước mà chúng được kết hợp lại
thành các vi mạch tích hợp, được xử lý và điều khiển thống nhất bởi một bộ xử lý trung
tâm, làm việc theo các chương trình đã được thiết kế sẵn.
2.2. Các thành phần trong mạch điện hệ thống điện thân xe
2.2.1. Ý nghĩa của các thuật ngữ và ký hiệu
Bảng 2.1 Ký hiệu các thành phần điện và điện tử trên mạch của mạch điện thân xe
KÝ HIỆU
Ắc quy

Ground 1

Ý NGHĨA
- Tạo ra điện cung
cấp cho các mạch.

- Điểm kết nối
mass thân xe.
- Biểu thị điểm
tiếp mass thân xe
thơng qua dây điện.


KÝ HIỆU
Bóng đèn

Điện trở

Ý NGHĨA
- Phát ra ánh
sáng và tạo ra nhiệt
độ khi có dịng điện
đi qua dây dẫn.

- Một điện trở có
giá trị khơng đổi.
- Chủ yếu được
sử dụng để bảo vệ
các thành phần
trong mạch bằng

5


Ground 2

Ground 3

Cầu chì

- Biểu thị các
điểm nối mass thân

xe trực tiếp.

- Biểu thị chung
cho mass thân xe.
Một điều đi kèm là
sẽ khơng có dịng
điện nếu điểm nối
mass thân xe gặp
lỗi.
- Bị đứt nếu dòng
điện hiện tại vượt
quá dòng điện quy
định trong mạch.
Khơng thể thay
thế bằng cầu chì
vượt q cơng suất
quy định.

Cầu chì cho
dịng cao

Relay

- Dịng điện chảy
qua cuộc dây tạo ra
lực điện từ, hút cơng
tắc tiếp xúc đóng lại.

Bơm


- Bơm hoặc xả
khí và chất lỏng.

Cịi

- Tạo ra âm thanh
khi có dịng điện
chạy qua.

Cơng tắc
điều khiển

- Cơng tắc điều
khiển của các bộ
phận điện.

Relay

- Dòng điện chảy
qua cuộc dây tạo ra
lực điện từ, hút cơng
tắc tiếp xúc mở ra.

Thường đóng

Thường mở
Solenoid

Motor


cách duy trì điện áp
định mức.
- Chuyển đổi
điện năng thành cơ
năng.

- Dòng điện chạy
qua cuộn dây tạo ra
lực điện từ.

Diode

- Diode cho phép
dịng điện chỉ đi
theo 1 chiều.
- Có trong các bộ
chỉnh lưu, các mạch
điện...

6


Diode Zener

- Cho phép dòng
điện chạy theo 1
chiều và đến một
điện áp định sẵn.

Light-emitting

diode (LED)

- Một diode phát
sáng khi có dịng
điện chạy qua.
- Khơng giống
bóng đèn thơng
thường, diode phát
sáng khơng sinh ra
nhiệt khi phát sáng.

2.2.2. Giắc nối
Giắc nối dùng để nối các dây dẫn lại với nhau hay nối các dây dẫn với các bộ phận
điện tùy thuộc vào hình dạng của giắc nối, ta có 2 loại giắc đực và giắc cái. Giắc đực thường
bao ở ngoài giắc cái. Các giắc nối có nối khóa để đảm bảo cho các chúng được đảm bảo
kết nối vững chắc.
Khi đấu dây vào giắc nối, cần lưu ý vị trí các chân của giắc. Giắc cái có thứ tự chân
được tính từ trái qua phải, từ trên xuống dưới. Giắc đực được đọc chân từ phải sang trái,
từ trên xuống dưới.

Hình 2.1 Xác định chân giắc nối
2.2.3. Dây dẫn
Dây dẫn là thành phần khơng thể thiếu trong sơ đồ mạch điện. Vì hệ thống dây dẫn
trên ô tô cực kỳ phức tạp, để thuận tiện cho quá trình kiểm tra sửa chữa ta sử dụng dây dẫn
có các màu khác nhau. Theo quy ước chung, chữ cái đầu tiên thể hiện màu nền của dây,

7


chữ cái thứ 2 thể hiện màu sọc của dây. Ví dụ trên sơ đồ ký hiệu màu dây là WHT - BLK

có nghĩa là màu trắng sọc đen.
Bảng 2.2 Ví dụ về quy ước màu dây dẫn của hãng xe Chevrolet
MÀU
ĐEN
NÂU
ĐỎ
XANH DƯƠNG TỐI
XANH LÁ TỐI
XÁM
XANH LÁNH

KÝ HIỆU
BLK
BRN
RED
DK BLU
DK GRN
GRY
GRN

MÀU
XANH DƯƠNG
CAM
TÍM
TRẮNG
VÀNG
XANH DƯƠNG SÁNG
XANH LÁ SÁNG

KÝ HIỆU

BLU
ORG
VIO
WHT
YEL
LT BLU
LT GRN

2.2.4. Các chi tiết bảo vệ
2.2.4.1. Cầu chì
Cầu chì giúp bảo vệ mạch điện khơng bị dịng vượt q định mức chạy qua trong
dây dẫn hay các bộ phận thiết bị ngắn mạch khác.

Hình 2.2 Các loại cầu chì
2.2.4.2. Relay
Tác dụng chính của relay trên xe là giảm dòng và điều khiển dòng lớn đi qua thiết
bị điện. Tùy theo nhu cầu sử dụng trên các thiết bị, ta có 3 loại relay chính: Loại thường
đóng, loại thường mở, loại tiếp điểm.

8


Hình 2.3 Một số loại relay trên ơ tơ
2.3. Các yêu cầu kĩ thuật với hệ thống điện
2.3.1. Nhiệt độ làm việc

Tùy theo vùng khí hâu, thiết bị điện trên ô tô được chia ra làm nhiều loại
 Vùng lạnh và cực lạnh như ở Nga, Canada.
 Vùng ôn đới như ở Nhật Bản, Mỹ, châu Âu.
 Nhiệt đới (Việt Nam, các nước Đông Nam Á, châu Phi...).

 Loại đặc biệt thường dùng cho các xe quân sự (sử dụng cho tất cả mọi vùng).
Ngoài ra, nhiệt độ làm việc cũng liên quan đến vị trí lắp đặt của các bộ phận điện,
điện tử trên xe. Vùng khoang động cơ có nhiệt độ khá cao trong khi nhiệt độ tương đối ơn
hịa bên trong xe.
2.3.2. Độ ẩm
Các thiết bị điện phải chịu được độ ẩm cao thường có ở các nước nhiệt đới. Độ ẩm
cao kết hợp với khơng khí ô nhiễm sẽ tạo ra hỗn hợp acid loãng, gây chập mạch hoặc hư
hỏng chân các linh kiện và làm tăng điện trở tiếp xúc giữa các giắc nối.
2.3.3. Sự rung sóc
Các bộ phận điện trên ơ tơ phải chịu sự rung xóc với tần số từ 50 - 250 Hz, chịu được
lực với gia tốc 150 m/s2.
2.3.4. Xung điện áp
Các thiết bị trên ô tô phải chịu được xung điện áp cao với biên độ lên đến vài trăm
voltage, xuất phát từ các cuộn dây khi có sự chuyển mạch.
2.3.5. Độ bền

9


Tất cả các hệ thống điện trên ô tô phải hoạt động tốt trong khoảng 0.9 – 1.25 U định
mức (Uđm = 14 V hoặc 28 V) ít nhất trong thời gian bảo hành của xe.
2.3.6. Nhiễu điện từ
Các thiết bị điện và điện tử và chịu được nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống đánh lửa
và các nguồn khác.
2.3.7. Tĩnh điện
Các hạt mang điện tích (âm và dương) sẽ hình thành trong quá trình ma sát (giữa lốp
xe với mặt đường, giữa quần áo với vỏ bọc ghế ngồi...). Các điện tích trái dấu sẽ tạo ra một
điện tích khá lớn, khi phóng qua các chi tiết sẽ gây hư hỏng.
2.4. Nguồn điện trên ô tô
Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều được cung cấp bởi ắc quy (12V hoặc

24V) nếu động cơ chưa làm việc hoặc bởi máy phát điện (14V hoặc 28V) nếu động cơ
đang làm việc. Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa chữa, trên đa số các xe,
người ta sử dụng thân xe (car body) làm dây dẫn chung (single conductor system) với hai
kiểu: 99% các xe có khung thân xe kết nối vào cọc âm ắc quy (mass âm) hoặc 1% thân xe
dấu vào cọc dương (mass dương). Điện áp: Trên ơ tơ hiện đại có nhiều nấc điện áp khác
nhau. Nhỏ nhất là điện áp phát ra từ cảm biến oxy (0.9V), cảm biến kích nổ 1.2 - 2.4V,
nguồn cung cấp cho các cảm biến 5V, 7V, 8V, 9V điện áp thường dùng 12/14V hoặc
24/28V, điện áp cấp cho kim phun dầu điện tử, các đèn neon: 80 - 110V, đến bougie (spark
plug): 20 – 40kV, khởi động đèn xenon: 80 kV.
Các thiết bị điện và điện tử dần thay thế các thiết bị cơ khí trên ơ tơ ngày nay, bởi
vậy, cơng suất máy phát điện trên xe ngày càng tăng và số dây dẫn ngày càng nhiều. Trên
một số dòng xe cao cấp, công suất máy phát lên đến 4.5 kW. Nhằm tiết kiệm nhiên liệu
(nhờ giảm thất thoát nhiệt trên dây) và lượng dây đồng, các nhà phát triển về lĩnh vực ô tô
đang nghiên cứu chuyển đổi hệ thống 12/14V hiện nay sang 72/84V. Một số xe đã dùng
cáp quang để truyền dữ liệu giữa các hộp điều khiển điện tử ECU (electronic control unit).
2.5. Các loại phụ tải trên ô tô
Phụ tải làm việc liên tục: gồm bơm nhiên liệu (50 - 70W), hệ thống đánh lửa (20W),
kim phun (70 -100W)...

10


Phụ tải làm việc không liên tục: gồm các đèn pha (mỗi đèn 60W), cốt (mỗi đèn 55W),
đèn kích thước (mỗi đèn 10W), radio (10 - 15W), các đèn báo trên bảng tableau (mỗi đèn
2W).
Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: gồm đèn báo rẽ (4 đèn mỗi đèn 21W
và 2 đèn mỗi đèn 2W), đèn thắng (2 đèn mỗi đèn 21W), motor điều khiển kính (150W),
quạt làm mát động cơ (200W), quạt điều hòa nhiệt độ (2 quạt mỗi quạt 80W), motor gạt
nước (30 - 65W), còi (25 - 40W), đèn sương mù (mỗi đèn 35 - 50 W), còi lùi (21W), máy
khởi động (800 - 3.000W), mồi thuốc trong xe (100W), anten (dùng motor kéo 60W), hệ

thống xông máy cho động cơ diesel (100 - 150W), ly hợp điện từ của máy nén trong hệ
thống lạnh (60W). Ngoài ra, người ta cũng phân biệt phụ tải điện trên ô tô theo công suất
và điện áp làm việc.
2.6. Hệ thống cung cấp điện
2.6.1. Chức năng của hệ thống cung cấp điện
Xe được trang bị rất nhiều thiết bị điện để người lái xe được an toàn và thuận tiện.
Hoạt động tiêu thụ điện của các phụ tải không chỉ khi xe đang chạy mà cả khi dừng họat
động. Vì vậy, xe có trang bị thêm ắc quy để nguồn điện và hệ thống nạp để tạo ra nguồn
cung cấp điện khi động cơ đang hoạt động. Hệ thống sạc cung cấp điện cho tất cả các thiết
bị điện và cung cấp điện cho ắc quy.
Hệ thống điều
khiển động cơ

Hệ thống
chiếu sáng

Hệ thống
tín hiệu

Hệ thống giải
trí trong xe

Ắc quy

Hệ thống khóa
cửa

Máy
phát điện


Hệ thống
khởi động

Hệ thống
thơng tin

Hệ thống điều
hịa khơng khí
Hệ thống khóa đại an
toàn điều khiển túi khí

Hệ thống
gạt mưa rửa
kín

Hệ thống điều
khiển phanh

Hình 2.4 Hệ thống cung cấp điện tổng quát
11


2.6.2. Ắc quy
Để cung cấp điện cho các phụ tải dùng điện khi động cơ không làm việc, người ta sử
dụng nguồn điện hóa học một chiều gọi là ắc quy. Cấu tạo bên trong ắc quy là quy trình
hóa năng biến thành điện năng.
Có nhiều phương pháp để phân loại ắc quy, tuy nhiên trên ô tô hiện nay thường sử
dụng hai loại chính là ắc quy nước và ắc quy khô, việc sử dụng ắc quy khô trên ơ tơ có tính
ưu việt hơn hẳn so với ắc quy nước. Tuy nhiên nếu so sánh hai ắc quy có cùng dung lượng
như nhau thì ắc quy nước có thời sử dụng và tuổi thọ cao hơn.

Theo tính chất dung dịch điện phân, ắc quy nước được chia ra các loại:
 Ắc quy axit: dung dịch điện phân là axit H2SO4.
 Ắc quy kiềm: dung dịch điện phân là KOH (Kali hidroxit) hoặc NaOH (Natri
hidroxit).
Nếu so sánh hai loại ắc quy axít và kiềm thì ắc quy axít có suất điện động mỗi ngăn
cao hơn (~2V), điện trở trong nhỏ hơn, nên khi phóng với dịng lớn độ sụt áp ít, chất
lượng dành cho việc khởi động tốt hơn. Ắc quy kiềm có suất điện động mỗi ngăn khoảng
1.38V và giá thành cao hơn (2-3 lần) do sử dụng các loại vật liệu quý hiếm như bạc,
niken, cađimi, điện trở trong lớn hơn. Tuy vậy, ắc quy kiềm có độ bền cơ học cao và tuổi
thọ cao hơn (4-5 lần), độ tin cậy cao hơn khi sử dụng.
Cấu tạo ắc qui:

Hình 2.5 Cấu tạo của ắc qui

12


Để tạo được một bình ắc quy có thế hiệu (6, 12 hay 24V) người ta mắc nối tiếp các
ắc quy đơn (Cell) lại với nhau thành bình ắc quy vì mỗi ắc quy đơn chỉ cho suất điện động
(~2V). Trên ô tô hiện nay thường sử dụng ắc quy 12 (V).
Vỏ bình: có dạng hình hộp chữ nhật, làm bằng nhựa êbơnít, cao su cứng hay chất dẻo
có sức chịu axít và được chia thành các ngăn tương ứng với số lượng các ắc quy đơn cần
thiết. Trong các ngăn đặt các khối bản cực. Dưới đáy vỏ bình có các gân dọc hình lăng trụ
để đỡ các khối bản cực. Khoảng trống dưới đáy giữa các gân dùng để chứa các chất kết
tủa, các chất tác dụng bong ra từ các bản cực, để chúng không làm chập (ngắn mạch) các
bản cực khác đầu.
Khối bản cực: Bao gồm các bản cực dương và bản cực âm đặt xen kẽ nhau, giữa
chúng có các tấm ngăn cách điện. Mỗi bản cực gồm có phần cốt hình mắt cáo và các chất
tác dụng đính trên nó. Phần trên của cốt có tai để kết nối các bản cực cùng tên với nhau
thành phân khối bản cực. Phần dưới cốt có các chân để tựa lên các gân ở đáy bình. Các

chân được bố trí so le để tránh chập mạch qua sống đỡ.

Hình 2.6 Cấu tạo bản cực của ắc qui
Cốt được đúc từ hợp kim chống ơxy hố, gồm: 92 - 93% chì và 7 - 8% ăngtimon (Sb).
Cốt của các bản cực dương còn cho thêm 0.1 - 0.2% Asen (As). Ăngtimon và Asen có tác
dụng làm tăng độ bền cơ học, giảm ơxy hố cho các cốt, ngồi ra cịn làm tăng tính đúc
của hợp kim.

13


Chất tác dụng trên bản cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch axít H2SO4, ngồi
ra để tăng độ xốp, giảm khả năng co và hoá cứng bản cực người ta còn cho thêm 2 đến 3%
chất nở. Để làm chất nở, có thể sử dụng các chất hữu cơ hoạt tính bề mặt hỗn hợp với
BaSO4 (Barium Sunfate) như các muối humát chế tạo từ than bùn, bồ hóng, chất thuộc da...
Chất tác dụng trên bản cực dương: Được chế tạo từ Oxide chì Pb3O4, monoxit chì
PbO và dung dịch axít H2SO4. Ngồi ra, để tăng độ bền người ta còn cho thêm sợi
polipropilen.
Các phân khối bản cực và tấm ngăn được lắp ráp lại tạo thành khối bản cực. Số bản
cực âm thường lớn hơn số bản cực dương một bản, đặt các bản cực dương vào giữa các
bản cực âm, đảm bảo cho các bản cực dương làm việc đều cả hai mặt để tránh cong vênh
và bong rơi chất tác dụng.
Tấm ngăn là những lá mổ chế tạo từ vật liệu xốp chịu axít như: mipo, miláp, bơng
thủy tinh hoặc kết hợp giữa bông thủy tinh với miláp hoặc gỗ. Các tấm ngăn thường có
một mặt nhẵn và một mặt hình sóng, lồi lõm. Mặt nhẵn thường đặt hướng về các bản cực
âm, mặt còn lại hướng về bản cực dương để tạo điều kiện cho dung dịch điện phân dễ di
chuyển đến bản cực dương và lưu thơng tốt hơn.
Ngồi ra cịn một số các chi tiết khác như: nút, nắp, cầu nối, ống thống hơi.
2.6.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe


Hình 2.7 Ví dụ hệ thơng cung cấp điện trên xe
14


Hình 2.8 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe Chevrolet Captiva
Khi động cơ chưa làm việc hoặc khi làm việc có số vịng quay nhỏ thì toàn bộ các
phụ tải sử dụng điện của ắc quy. Khi động cơ làm việc ở số vòng quay trung bình và cao
thì máy phát là nguồn điện cung cấp cho tất cả các phụ tải và thực hiện nạp lại cho ắc
quy.
2.7. Hệ thống mạng CAN
CAN là viết tắt của Controller Area Network - nghĩa là mạng điều khiển cục bộ. Là
một hệ thống truyền tải dữ liệu nối tiếp ứng dụng thời gian thực. Nó là một hệ thống thơng
tin phức hợp có tốc độ truyền rất cao và đặc biệt là khả năng phát hiện ra hư hỏng.

15