MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ ĐIỆN ................................................... 4
1.1

SỰ PHÁT TRIỂN Ô TÔ ĐIÊN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM. ...... 4

1.1.1 Hoàn thiện động cơ diesel....................................................................... 4
1.1.2 Ôtô chạy bằng các loại nhiên liệu lỏng thay thế ..................................... 5
1.1.3 Ôtô chạy bằng khí thiên nhiên ................................................................ 5
1.1.4 Ôtô chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG............................................... 6
1.1.5 Ôtô chạy bằng điện ................................................................................. 6
1.1.6 Ôtô chạy bằng pile nhiên liệu ................................................................. 8
1.1.7 Ôtô hybrid ( ôtô lai) ................................................................................ 8
1.2. GIỚI THIỆU CHUNG ................................................................................. 9
1.4. Nhu cầu sử dụng ô tô điện phục vụ du lịch và sử dụng trong các cơ sở y tế.
13
1.4.1. Phƣơng tiện cá nhân: ........................................................................... 13
1.4.2. Các phƣơng tiện công cộng: ................................................................ 15
CHƢƠNG 2: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ ẮC QUY CHO XE ĐIỆN
HAUI-EV1 ........................................................................................................... 19
2.1 XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN. .................................... 19
2.2. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CHO BỘ NGUỒN ẮC QUI. ............................ 21
2.3. TỔNG QUAN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ BỘ NGUỒN ẮC
QUY. ................................................................................................................. 22
3.1. PHƢƠNG ÁN BỐ TRÍ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC .............................. 24
3.1.1. phƣơng án 1: ........................................................................................ 24
3.1.2. phƣơng án 2: ........................................................................................ 26
3.2. BỐ TRÍ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE ĐIỆN HAUI - EV1. ... 28

CHƢƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN TRÊN XE Ô TÔ ĐIỆN HAUI –
EV1....................................................................................................................... 30
4.1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ. .... 30

4.1.1Hộp điều khiển động cơ điện. ................................................................ 30
4.1.2. Hệ thống cấp tín hiệu khi ga. ............................................................... 33
4.1.3. thiết bị bảo vệ mạch ............................................................................. 34
4.2. MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ. ........................................................... 35
4.2.1. Sơ đồ mắc nối cho bộ điều khiển động cơ điện ................................ 35
4.2.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG
CƠ
39
4.2.3. HỆ THỐNG NẠP. ................................................................................... 40
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 41


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Ô tô điện cổ điển. .................................................................................. 10
Hình 1.2 Cấu hình chung của ô tô điện hiện đại. ................................................. 11
Hình 1.3 Cấu hình các loại ô tô điện. ................................................................... 12
Hình 1.4 Ô tô điện Tesla S ................................................................................... 14
Hình 1.5 Ô tô điện sử dụng ở chicago ................................................................. 14
Hình 1.6 Xe đạp điện do Trung Quốc sản xuất.................................................... 15
Hình 1.7 Tàu điện ngầm tại Tokyo, Nhật Bản. .................................................... 15
Hình 1.8 Tàu điện ngầm tiện dụng nhất ở Pháp................................................... 16
Hình1.9 Xe điện của hãng Mai Linh ở Đà Lạt..................................................... 17
Hình 1.10 Xe điện sử dụng trong sân golf ........................................................... 17

Hình 2.1. hình dáng ngoài của động cơ ............................................................... 19
Hình 2.2: Đồ thị cƣờng độ dòng điện và công suất của động cơ theo momen ... 20
Hình 2.3. Đồ thị tốc độ vòng quay, hiệu suất của động cơ ứng với momen ....... 20
Hình 2.5. Hình dáng ngoài của ắc qui Pinaco N200. ........................................... 23
Hình 3.1. Hệ thống truyền lực với tỷ số truyền theo yêu cầu loại dùng trục các
đăng ...................................................................................................................... 24
Hình 3.2. Hệ thống truyền lực với tỷ số truyền theo yêu cầu loại không dùng trục
các đăng bánh răng trụ ......................................................................................... 25
Hình 3.3. Hệ thống truyền lực với tỷ số truyền theo yêu cầu loại không dùng trục
các đăng bánh răng côn ........................................................................................ 26
Hình 3.4.Hệ thống truyền lực dùng lại truyền lực chính của xe có sẵn loại dùng
trục các đăng......................................................................................................... 27
Hình 3.5.Hệ thống truyền lực dùng lại truyền lực chính của xe có sẵn loại không
dùng trục các đăng................................................................................................ 28
Hình 3.6 Hệ thống truyền lực thiết kế cho xe HAUI – EV1 ................................ 29
Hình 4.1. Hình dáng bên ngoài hộp điều khiển curtis 1231C – 7701. - dùng
loại chân ga dạng điện trở - Bảo vệ động cơ quá tải, quá áp, quá dòng, quá nhiệt
.............................................................................................................................. 31
Hình 4.2. Mặt cạnh bên của hộp điều khiển......................................................... 32
Hình 4.3. Đồ thị điện trở theo phần trăm dòng điện cấp ra. ................................ 33
Hình 4.3. Hộp biến trở tín hiệu chân ga (Potentiometer)..................................... 33
Hình 4.4. Contactor SW2024.1.4. Công tắc đổi chiều......................................... 34
Hình 4.5. Contactor SW202 ................................................................................. 35
Hình 4.6 . Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ. ................................................. 36
Hình 4.7. Máy nạp ECPC-N-72-80...................................................................... 39


1

LỜI NÓI ĐẦU

Mật độ các phƣơng tiện tham gia giao thông ngày càng nhiều đã tác động trực
tiếp đến ngƣời tham gia giao thông, ngƣời đi đƣờng, ảnh hƣởng không nhỏ đến
môi trƣờng sống và sức khỏe cộng đồng. Bởi vậy, cần có những giải pháp cấp
bách nhằm hạn chế ô nhiễm, góp phần giảm mức độ ô nhiễm không khí đô thị
nói riêng và ô nhiễm môi trƣờng nói chung, và các phƣơng tiện giao thông chạy
bằng năng lƣợng sạch là giải pháp tối ƣu.
Ở các nƣớc phát triển cuộc chạy đua tìm nguồn năng lƣợng sạch cho ô tô nói
chung đã từ lâu. Theo xu thế chung đứng đầu danh sách là ô tô chạy bằng điện,
ngoài ra còn có ô tô chạy bằng pin nhiên liệu, nhiên liệu khí thiên nhiên , nhiện
liệu sinh học. Nhƣng vì những loại xe chạy bằng nhiên liệu sinh học và khí thiên
nhiên có lợi thế so sánh thấp về mặt môi trƣờng và giá thành nhiên liệu này còn
cao nên hạn chế về mặt sử dụng.
sự phát triển của ô tô sử dụng điện và pin nhiên liệu phụ thuộc vào khả năng
phát triển, hoàn thiện các loại động cơ truyền thống và sử dụng các nguồn nhiên
liệu sạch thay thế các nguồn nhiên kiệu lỏng ngày nay để giảm ô nhiễm môi
trƣờng. Các yếu tố quan tâm để xem xét gồm dự báo chất lƣợng của hệ thống
vận chuyển khách công cộng và giá thành của pin nhiên liệu với các loại nhiên
liệu thay thế khác để đạt mức độ giảm NOx. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong
vòng ít năm tới, kỹ thuật giảm NOx bằng cách cải thiện động cơ diesel, sử dụng
LPG và khí thiên nhiên rẻ hơn là sử dụng pin nhiên liệu. Trong tƣơng lai dài
hơn thì việc giảm NOx bằng cách sử dụng pin nhiên liệu trên xe bus sẽ có giá
thành tƣơng đƣơng với việc cải thiện động cơ diesel để đạt cùng mức đô hiệu
quả. Để đạt cùng tính năng kinh tế và mức độ phát triển ô nhiễm đối với động cơ
sử dụng LPG thì trong thập niên 2010, giá thành hydro phải giảm đi 50% và giá
thành pin nhiên liệu giảm đi 30% so với giá cả hiện nay. Vì vậy trong 2 thập niên


2

tới, ô tô chạy bằng pin nhiên liệu vẫn chƣa có lợi thế cạnh tranh so với các loại

nhiên liệu thay thế.
Vì vậy trong điều kiện của nƣơc ta từ nay đến năm 2020, ô tô chạy bằng điện
kết hợp với việc nạp điện bổ sung bằng động cơ nhiệt là phù hợp nhất. Nhu cầu
sử dụng ô tô trong tƣơng lai là xu thế tất yếu của xã hội phát triển. Nƣớc ta có thị
trƣờng nội đại hơn 90 triệu dân. Cho tới nay, thị trƣờng này hầu nhƣ vẫn còn
nguyên vẹn. Trong xu thế hòa nhập kinh tế khu vực AFTA và thế giới WTO, thị
trƣờng nội địa của nƣơc ta chắc chắn sẽ là mảnh đất màu mỡ đối với các nhà sản
xuất ô tô thế giới. Mặt khác việc hòa nhập kinh tế với thế giới sẽ nẩy sinh vấn đề
về tiêu chuẩn chất thải của xe cho phù hợp với những quy định của thế giới. Nếu
chúng ta cứ nhập xe từ nƣớc khác về sẽ làm mất thị phần đối với một sản phẩm
công nghiệp quan trọng của đất nƣớc. Vì vậy việc nghiên cứu thiết kế tiến tới sản
xuất một chủng loại ô tô phù hợp với điều kiện sử dụng trong nƣớc có ý nghĩa rất
thiết thực và cấp bách đối với nƣớc ta.
Đề tài “ Thiết kế ô tô điện 6 chỗ ngồi” là một đề tài nhằm mục đích khảo sát
thiết kế ô tô chạy hoàn tơàn bằng năng lƣợng điện , đặt nền tảng cho việc thiết kế
và sản xuất một kiểu ô tô mang nhãn hiệu Việt Nam phù hợp với điều kiện giao
thông trong nƣớc, giá thành vừa phải, có hiệu suất sử dụng năng lƣợng cao và
mức độ phát thải ô nhiễm môi trƣờng thấp, gần nhƣ bằng không, góp phần thực
hiện nhiệm vụ cấp bách nói trên nhằm đẩy mạnh tiến trình công nghiệp hóa, hiện
đại hóa đất nƣớc. Tóm lại đề tài này có ý nghĩa trong cuộc sông đổi mới và sáng
tạo để thiết kế hoàn chỉnh và chế tạo một ô tô sinh thái tại Việt Nam với mục tiêu
hƣớng tới là:
- Nâng cao điều kiện sống ngƣời dân.
- Tiết kiệm năng lƣợng và giảm ô nhiễm môi trƣờng trong giao thông vận tải.
- Tạo ra mặt hàng công nghiệp đặc thù mang lợi thế cạnh tranh lớn.
- Phát triển ngành công nghiệp sản xuất ô tô ở Việt Nam.


3


- Tạo ra một nét mới nhằm khẳng định năng lực của ngƣời Việt Nam.
Tuy nhiên, với một đề tài khá rộng và còn mới đối với em đòi hỏi phải có thời
gian dài nghiên cứu và thực nghiệm. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhƣng với khả
năng và thời gian hạn chế nên bản đồ án của em còn nhiều khiếm khuyết. Em
mong các thầy và các bạn góp ý để bản đồ án đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo hƣớng dẫn : Nguyễn Anh Ngọc đã tận
tình chỉ bảo để em có thể hoàn thành đƣợc bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn các Thầy trong bộ môn Khoa Công nghệ Ô tô cùng
các bạn đã giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án.

Sinh viên.
Nguyễn Văn Tuấn


4

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ ĐIỆN
1.1 SỰ PHÁT TRIỂN Ô TÔ ĐIÊN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM.
Sự phát triển các phƣơng tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói chung
không giống nhau, mỗi nƣớc có một quy định riêng về khi thải của xe, nhƣng
đều có xu hƣớng là từng bƣớc cải tiến cũng nhƣ chế tạo ra loại ô tô mà mức ô
nhiễm là thấp nhất và giảm tối thiểu sự tiêu hao nhiên liệu. Mặt khác không
những trong tƣơng lai mà hiện nay nguồn tài nguyên dầu mỏ ngày càng cạn kiệt
dẫn đến giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập của ngƣời dân lại tăng không đáng
kể. Ngày nay xe chạy bằng dầu diezel, xăng và các nhiên liệu khác đều đang tràn
ngập trên thị trƣờng dẫn đến tình trạng ách tắc giao thông gây ra bao nhiêu vụ tai
nạn thƣơng tâm, cũng nhƣ gây ô nhiễm môi trƣờng, làm cho bầu khí quyển ngày
một xấu đi, hệ sinh thái thay đổi dẫn đến hiệu ứng nhà kính ngày càng tăng làm
những tảng băng ở Bắc cực, Nam cực cùng những nơi khác tan ra gây ra lũ lụt,
nƣớc biển dâng cao, sóng thần làm cho thế giới phải lao đao. Vì vậy việc tìm ra

phƣơng án làm giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng là một vấn đề cần đƣợc quan tâm
nhất hiện nay của ngành ô tô nói riêng và mọi ngƣời nói chung. Vì thế ôtô sạch
không gây ô nhiễm (zero emission) là mục tiêu hƣớng tới của các nhà nghiên
cứu và chế tạo ôtô ngày nay. Có nhiều giải pháp đã đƣợc công bố trong những
năm gần đây, tập trung là hoàn thiện quá trình cháy động cơ Diesel, sử dụng các
loại nhiên liệu không truyền thống cho ôtô nhƣ LPG, khí thiên nhiên, methanol,
biodiesel, điện, pile nhiên liệu, năng lƣợng mặt trời, ôtô lai (hybrid)... Xu hƣớng
phát triển ôtô sạch có thể tổng hợp nhƣ sau:
1.1.1 Hoàn thiện động cơ diesel
Các kỹ thuật mới để hoàn thiện động cơ diesel đã cho phép nâng cao rõ rệt tính
năng của nó bao gồm áp dụng hệ thống phun ray chung (common rail) điều
khiển điện tử, lọc bồ hóng và xử lý khí trên đƣờng xả bằng bộ xúc tác ba chức
năng, hoặc nâng cao chất lƣợng nhiên liệu, sử dụng nhiên liệu diesel có hàm


5

lƣợng lƣu huỳnh cực thấp. Việc dùng động cơ diesel sử dụng đồng thời nhiên
liệu khí và nhiên liệu lỏng (dual fuel) cũng là một giải pháp nâng cao tính năng
của động cơ diesel.
1.1.2 Ôtô chạy bằng các loại nhiên liệu lỏng thay thế
Các loại nhiên liệu lỏng thay thế quan tâm hiện nay là cồn, colza,... có nguồn
gốc từ thực vật. Do thành phần C trong nhiên liệu thấp nên quá trình cháy sinh ra
ít chất ô nhiễm có gốc carbon, đặc biệt là giảm CO2, chất khí gây hiệu ứng nhà
kính. Tuy nhiên giải pháp này có lợi ở những nơi mà nguồn nhiên liệu này dồi
dào hoặc các loại nhiên liệu trên đƣợc chiết xuất từ các chất thải của quá trình
sản xuất công nghiệp. Một loại nhiên liệu lỏng thay thế khác mới đây đƣợc công
bố là Dimethyl ether (DME) đƣợc chế tạo từ khí thiên nhiên.
Đây là loại nhiên liệu thay thế cực sạch có thể dùng cho động cơ diesel giống
nhƣ LPG. Thử nghiệm trên ôtô cho thấy, ôtô dùng DME có mức độ phát ô nhiễm

thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn ôtô phát ô nhiễm cực thấp California ULEV.
Nếu việc sản xuất DME trên qui mô công nghiệp thành hiện thực thì trong tƣơng
lai nó sẽ là nhiên liệu lỏng lý tƣởng nhất vì khí thiên nhiên công bố đều khắp trên
trái đất và có trữ lƣợng tƣơng đƣơng dầu mỏ.
1.1.3 Ôtô chạy bằng khí thiên nhiên
Sử dụng ôtô chạy bằng khí thiên nhiên là một chính sách rất hữu ích về năng
lƣợng thay thế trong tƣơng lai, đặc biệt về phƣơng diện giảm ô nhiễm môi
trƣờng trong thành phố. Một trong những khó khăn khiến cho nguồn năng lƣợng
này chƣa đƣợc áp dụng rộng rãi trên phƣơng tiện vận tải là vấn đề lƣu trữ khí
thiên nhiên (dạng khí hay dạng lỏng) trên ôtô. Ngày nay việc chế tạo bình chứa
khí thiên nhiên đã đƣợc cải thiện nhiều cả về công nghệ lẫn vật liệu, chẳng hạn
sử dụng bình chứa composite gia cố bằng sợi carbon.


6

1.1.4 Ôtô chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG
Hiện nay nhiều nƣớc, nhiều khu vực trên thế giới xem việc sử dụng LPG trên
ôtô chạy trong thành phố là giải pháp bảo vệ môi trƣờng không khí hữu hiệu.
Ngƣời ta dự báo lƣợng LPG tiêu thụ cho giao thông vận tải sẽ gia tăng trong
những năm tới do số lƣợng ôtô sử dụng nguồn năng lƣợng này gia tăng.
Khí dầu mỏ hóa lỏng LPG ngày càng trở nên là loại nhiên liệu ƣa chuộng để
chạy ôtô. Ngoài những đặc điểm nổi bật về giảm ô nhiễm môi trƣờng nó còn có
lợi thế về sự thuận tiện trong chuyển đổi hệ thống nhiên liệu. Việc chuyển đổi
ôtô chạy bằng nhiên liệu lỏng sang dùng LPG có thể đƣợc thực hiện theo ba
hƣớng: Sử dụng duy nhất nhiên liệu LPG, sử dụng hoặc xăng hoặc LPG, sử dụng
đồng thời diesel và LPG (dual fuel). Việc tạo hỗn hợp LPG không khí có thể
thực hiện bằng bộ chế hòa khí kiểu Venturie thông thƣờng hay phun LPG trên
đƣờng nạp. Những hệ thống phun mới đang đƣợc nghiên cứu phát triển là phun
LPG dạng lỏng trong buồng cháy để tăng tính năng công tác của loại động cơ

này. Cũng nhƣ các loại nhiên liệu khí khác, việc lƣu trữ LPG trên ôtô là vấn đề
gây nhiều khó khăn nhất mặc dù áp suất hóa lỏng của LPG thấp hơn rất nhiều so
với khí thiên nhiên hay các loại khí khác. Các loại bình chứa nhiên liệu LPG
cũng đƣợc cải tiến nhiều nhờ vật liệu và công nghệ mới.
1.1.5 Ôtô chạy bằng điện
Ôtô chạy điện về nguyên tắc là ôtô sạch tuyệt đối (zero emission) đối với môi
trƣờng không khí trong thành phố. Nhƣng ôtô chạy bằng năng lƣợng điện gặp
phải khó khăn vấn đề cung cấp điện năng, nếu nhƣ tất cả các loại ôtô đều chạy
bằng điện thì ít hay nhiều còn phụ thuộc loại nhiên liệu dùng trong sản xuất điện
năng. So với nhiên liệu truyền thống, mức độ có lợi tính theo C02 tƣơng đƣơng
trên 1Km lên 90% đối với điện sản xuất bằng năng lƣợng nguyên tử, khoảng
20% khi sản xuất điện bằng nhiên liệu và gần nhƣ không có lợi gì khi sản xuất
bằng than.


7

Về mặt kỹ thuật thì ôtô chạy bằng điện có hai nhƣợc điểm quan trọng đó là
năng lƣợng dữ trữ thấp (Khoảng 100 lần so với ôtô dùng động cơ nhiệt truyền
thống) và giá thành ban đầu cao hơn (30-40% cao hơn so với ôtô dùng động cơ
nhiệt). Những chƣớng ngại khác cần đƣợc giải quyết để đƣa ôtô chạy điện vào
ứng dụng thực tế một cách đại trà là khả năng gia tốc, thời gian nạp điện, vấn đề
sƣởi và điều hòa không khí trong ôtô.
Nếu nhƣ sự thâm nhập những ôtô chạy bằng điện vào cuộc sống của nhân loại
thay các loại ôtô chạy bằng động cơ nhiệt thì các loại động cơ nhiệt đƣợc xử lý ô
nhiễm triệt để với những thành tựu công nghệ hiện đại, dĩ nhiên bị biến mất vì
thế mức độ có lợi về mặt ô nhiễm khi dùng động cơ điện sẽ không đáng kể, chắc
chắn ít có lợi hơn khi thay ô tô cũ bằng ô tô mới dùng động cơ nhiệt hoàn thiện
triệt để về mặt ô nhiễm.
Về mặt xã hội ô tô chạy điện trong giai đoạn đầu sẽ có ảnh hƣởng quan trọng

đến vấn đề tâm lý xã hội. Thật vậy, sự hạn chế tính năng kỹ thuật cũng nhƣ bán
kính hoạt động của ôtô, trở ngại trong vấn đề nạp điện, khả năng sử dụng các
dịch vụ tự phục vụ sẽ góp phần làm thay đổi thói quen của ngƣời dùng và dần
dần làm thay đổi cách sống. Mặt khác khi chuyển ôtô chạy bằng nhiên liệu
truyền thống sang ôtô chạy bằng điện hoàn toàn sẽ gây ra trở ngại về mặt bố trí
các trạm nạp điện cho ăcquy. Tuy nhiên những lợi ích mà xe chạy bằng điện
mang lại cho xã hội là không nhỏ. Vì vậy ô tô chạy bằng điện chắc chắn vẫn là
sự lựa chọn số một của nhân loại vào những năm tới của thế kỷ 21 mà sự phát
triển của nó đi theo những sự cải tiến, hoàn thiện hay phát minh quan trọng về
công nghệ nhƣng hiện tại sự phát triển của ô tô này cũng không cho phép giải
quyết một cách nhanh chóng vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đô thị vì không thể xây
dựng toàn bộ cơ cấu hạ tầng cơ sở phục vụ trong một thời gian ngắn.


8

1.1.6 Ôtô chạy bằng pile nhiên liệu
Một trong những giải pháp của nguồn năng lƣợng sạch cung cấp cho ôtô trong
tƣơng lai là pile nhiên liệu. Pile nhiên liệu là hệ thống điện hóa biến đổi trực tiếp
hóa năng trong nhiên liệu thành điện năng. Pile nhiên liệu trƣớc đây chỉ đƣợc
nghiên cứu để cung cấp điện cho các con tàu không gian nhƣng ngày nay pile
nhiên liệu đã bƣớc vào giai đoạn thƣơng mại hóa để cung cấp năng lƣợng cho
ôtô. Do không có quá trình cháy xảy ra nên sản phẩm hoạt động của pile nhiên
liệu là điện, nhiệt và hơi nƣớc. Vì vậy, có thể nói ôtô hoạt động bằng pile nhiên
liệu là ôtô sạch tuyệt đối theo nghĩa phát thải chất ô nhiễm trong khí xả. Ôtô
chạy bằng pile nhiên liệu không nạp điện mà chỉ nạp nhiên liệu hydrogen. Khó
khăn vì vậy liên quan đến lƣu trữ hydro dƣới áp suất cao . Nhiều nghiên cứu đề
nghị điều chế hydro ngay trên xe để sử dụng cho pile nhiên liệu nhƣng hệ thống
nhƣ vậy rất cồng kềnh và phức tạp. Tuy nhiên ngày nay ngƣời ta đã thành công
trong chế tạo các loại pile nhiên liệu có hiệu suất cao và giá thành phù hợp

nhƣng việc áp dụng phƣơng án này trên xe vẫn còn xa so với hiện thực vì so với
các phƣơng án làm giảm ô nhiễm khác, pile nhiên liệu chạy ôtô vẫn còn là loại
nhiên liệu “xa xỉ” và “cao cấp”. Ngày nay ngƣời ta thấy rằng nếu sử dụng pile
nhiên liệu để chạy ôtô thì giá thành đắt hơn chạy bằng diesel khoảng 30%.
1.1.7 Ôtô hybrid ( ôtô lai)
Xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ôtô hybrid đã luôn đƣợc
nghiên cứu và phát triển nhƣ là một giải pháp hiệu quả về tính kinh tế và môi
trƣờng. Trong thời gian gần đây, các nhà sản xuất ô tô hàng đầu trên thế giới nhƣ
Toyota, Honda,... đã tung ra thị trƣờng những thế hệ ô tô mới có hiệu suất cao và
giảm đáng kể lƣợng chất thải gây ô nhiểm môi trƣờng đƣợc gọi là “ô tô lai”
(Hybrid - Car). Có thể nói, công nghệ lai là chìa khoá mở cánh cửa tiến vào kỷ
nguyên mới của những chiếc ô tô, đó là ô tô không gây ô nhiễm môi trƣờng hay
còn gọi là ô tô sinh thái (the ultimate eco-car).


9

1.2. GIỚI THIỆU CHUNG
Ô tô điện sử dụng một động cơ điện cho lực kéo, ắc qui, pin nhiên liệu cung
cấp nguồn năng lƣợng tƣơng ứng cho động cơ điện.
Ô tô điện có nhiều ƣu điểm hơn các loại phƣơng tiện sử dụng động cơ đốt
trong, chẳng hạn nhƣ không phát thải khí ô nhiễm, hiệu suất cao, độc lập với
nguồn năng lƣợng từ dầu mỏ, yên tĩnh và hoạt động trơn tru. Các nguyên tắc
hoạt động cơ bản giữa ô tô điện và phƣơng tiện sử dụng động cơ đốt trong tƣơng
tự nhau. Tuy nhiên một số khác biệt giữa ô tô sử dụng động cơ đốt trong và ô tô
điện, chẳng hạn nhƣ sử dụng một bồn xăng so mới nguồn pin, động cơ đốt trong
so với động cơ điện và khác nhau về yêu cầu truyền dẫn.
1.3. CẤU HÌNH CỦA Ô TÔ ĐIỆN
Trƣớc đây các xe điện chủ yếu đƣợc chuyển đổi từ ô tô thông thƣờng bằng
cách thay thế động cơ đốt trong và thùng nhiên liệu với một động cơ điện và pin

trong khi giữ lại tất cả các thành phần khác. Nhƣợc điểm nhƣ: khối lƣợng lớn,
tính kinh hoạt và hiệu suất thấp là những nguyên nhân làm cho xe điện khó áp
dụng rông rãi. Hiện nay, ô tô hiện đại đƣợc tạo ra có chủ ý dựa vào thân và
khung sƣờn đƣợc thiết kế riêng . Điều này đáp ứng các yêu cầu về cấu trúc duy
nhất cho ô tô và làm cho các ngồn động lực đẩy bằng điện đƣợc dử dụng linh
hoạt hơn.


10

Hình 1.1 Ô tô điện cổ điển.
Một ô tô điện cơ bản đƣợc minh họa nhƣ trong hình 1.1. Nó bao gồm ba hệ
thống chủ yếu: hệ thống lực điện, hệ thống năng lƣợng, hệ thống phụ trợ.
Hệ động lực điện bao gồm : hệ thống điều khiển xe, bộ chuyển đổi điện, các
động cơ điện, truyền động cơ khí, và bánh chủ động.
Hệ thống năng lƣợng bao gồm nguồn năng lƣợng, bộ phận quản lý năng
lƣợng, và bộ phận tiếp năng lƣợng điện.
Hệ thống phụ trợ bao gồm trợ lực lái, điều hòa, nguồn cung cấp năng lƣợng
phụ trợ.
Dựa trên các yếu tố đầu điều khiển từ chân ga và bàn đạp phanh, hệ thống
điều khiển xe cung cấp tín hiệu thích hợp cho bộ chuyển đổi năng lƣợng điện có
chức năng điều chỉnh dòng điện giữa điện đông cơ và nguồn năng lƣợng. Những
nguồn năng lƣợng đƣợc tái sinh trong quá trình phanh có thể đƣợc nạp vào bộ
nguồn năng lƣợng chính. Hầu hết pin EV dễ dàng có khả năng tiếp nhận nguồn
năng lƣợng tái sinh này.


11

Hình 1.2 Cấu hình chung của ô tô điện hiện đại.

Bộ phận quản lý năng lƣợng cùng với bộ phận điều khiển kiểm soát hoạt động
phanh tái sinh và phục hồi năng lƣợng của nó. Nó cũng kết hợp với bộ phận tiếp
năng lƣợng để kiểm soát quá trình này và giám sát việc sử dụng các nguồn năng
lƣợng.
Nguồn cung cấp năng lƣợng phụ có chứ năng cung cấp năng lƣợng cần thiết
với các điện áp khác nhau cho tất cả các thành phần phụ của xe nhƣ : điều hòa
không khí, trợ lực lái, hệ thống đèn chiếu sáng…
Còn nhiều loại EV có kết cấu khác nhau do các biến thể dựa trên đặc điểm của
động cơ điện và nguồn năng lƣợng, nhƣ trong hình 1.3.


12

Hình 1.3 Cấu hình các loại ô tô điện.
M: động cơ điện; HS: hộp số; vs: truyền lực chính và vi sai; GT: hộp giảm tốc
a. Hình 2.2a cho thấy hình thƣc đầu tiên của xe điện, trong đó có một động
cơ điện thay thế cho một động cơ đốt trong của một chiếc xe thông thƣờng. Nó
bao gồm một động cơ điện, một ly hợp, hộp số , và một bộ vi sai. Khớp ly hợp
và hộp số có thể đƣợc thay thế bằng hộp số tự động.
b. Với một động cơ điện có công suất liên tục trong một phạm vi tốc độ dài,
một tỷ số truyền cố định có thể thay thế cho hộp số nhiều cấp và giảm bớt sự cần
thiết của một ly hợp. Cấu hình này không chỉ làm giảm kích thƣớc và trọng
lƣợng của truyền động cơ khí, nó cũng đơn giản hóa cho con ngƣời trong việc
điều khiển xe bởi vì sự thay đổi tỉ số truyền là không cần thiết.
c. Tƣơng tự trong hình (b), động cơ điện, cặp bánh răng cố định và bộ vi sai
có thể đƣợc bố trí tích hợp thành cụm trong khoảng giữa hai bán trục bánh xe
chủ động. Việc điều khienr càng đƣn giản và chắc chắn.


13


d. Truyền động vi sai đƣợc thay thế bằng cách sử dụng hai động cơ điện. Mỗi
động cơ hoạt động ở một tốc độ khác nhau khi chiếc xe chuyển hƣớng hay quay
vòng.
e. Nhằm tiếp tục đơn giản hóa việc điều khiển xe, động cơ có thể đƣợc đặt
phía trong của bánh xe. Một cặp bánh răng nhỏ đƣợc đặt trong bánh xe để giảm
tốc độ và nâng cao mô men động cơ.
f. Loại bỏ hoàn toàn chuyền động bánh răng giữa động cơ điện và bánh xe
chủ động, đầu ra roto của một động cơ điện tốc độ thấp đặt bên trong bánh xe,
một cặp bánh răng nhỏ đƣợc đặt bên trong bánh xe có thể kết nối trực tiếp với
bánh xe. Việc kiểm soát tốc độ của động cơ điện tƣơng đƣơng việc kiểm soát tốc
độ của bánh xe, và vì thế tốc độ của bánh xe đƣợc điều khiển, việc sắp xếp đòi
hỏi các đông cơ có momen xoắn cao hơn để khởi động và tăng tốc độ xe.
1.4. Nhu cầu sử dụng ô tô điện phục vụ du lịch và sử dụng trong các cơ sở y
tế.
1.4.1. Phương tiện cá nhân:
+ Xe ô tô điện : xe điện sử dụng nguồn điện acqui, dùng năng lƣợng mặt trời.
Các loại xe này đƣợc ứng dụng trên cả ô tô cá nhân, ô tô tải, ô tô tải phục vụ
công cộng.
Hình 1.4 Mẫu xe điện phiên bản cao cấp Tesla S. Tesla là một trong những
hãng xe điện Mỹ đầu tiên chuyên sản xuất dòng xe sang, trƣớc khi BMW giới
thiệu i3 và i8. Thân làm từ hợp kim nhôm nhẹ có khả năng chịu lực tốt, hệ thống
đèn xenon tự động khi nhận phản ứng ánh sáng từ môi trƣờng bên ngoài. Hộp số
đơn cấp cố định có tỷ số truyền 9.73:1. Ngoài ra xe còn tích hợp những tính năng
an toàn nhƣ phanh ABS, kiểm soát cân bằng, kiểm soát hành trình và tám túi khí.
Động cơ điện đặt ngay trên hai trục trƣớc và sau nên Tesla S có khoang chứa
hành lý ở dƣới nắp ca-pô phía trƣớc và khoang hành lý phía sau. Mẫu sedan
Model S của Tesla sử dụng động cơ điện P85 công suất 115 mã lực.



14

Hình 1.4 Ô tô điện Tesla S

Hình 1.5 Ô tô điện sử dụng ở chicago


15

+ Xe máy điện và xe đạp điện: là loại phƣơng tiện đang có xu hƣớng phát
triển mạnh.

Hình 1.6 Xe đạp điện do Trung Quốc sản xuất
1.4.2. Các phương tiện công cộng:
+ Tàu điện : tàu điện đƣợc ứng dụng từ rất lâu là loại phƣơng tiện dùng chở
khách trong thành phố và khá phổ biến ở các nƣớc trên thế giới cũng nhƣ nƣớc
ta.

Hình 1.7 Tàu điện ngầm tại Tokyo, Nhật Bản.


16

+ Mê trô : là loại phƣơng tiện vận chuyển hành khách trong thành phố cũng
nhƣ đƣờng dài, nhƣ các tuyến metro trong các thành phố lớn ở châu Âu, và tuyến
Metro đƣờng dài từ Paris đến London.

Hình 1.8 Tàu điện ngầm tiện dụng nhất ở Pháp.
1.4.3. Các phƣơng tiện dùng chuyên biệt trong các lĩnh vực giải trí thể thao,
các lĩnh vực công nghiệp, các loại xe chuyên dùng trong các ngành:

+ Xe điện dùng trong công viên: là loại xe điện dùng chuyên chở hành khách
trong công viên. Các loại tàu điện cao tốc, cảm giác mạnh trong công viên.


17

Hình1.9 Xe điện của hãng Mai Linh ở Đà Lạt
+ Loại xe điện dùng trong thể thao: phục vụ các mục đích khác nhau, nhƣ
trong lĩnh vực Golf, trở khách du lịch,

Hình 1.10 Xe điện sử dụng trong sân golf
Xe điện sẽ đƣợc sử dụng trong các bệnh viên vận chuyển nhanh chóng bệnh
nhân cũng nhƣ các y bác sĩ để kịp thời cứu chữa bệnh nhân, đây là một hƣớng


18

mới. Tuy nhiên để có thể áp dụng hợp lí có hiệu quả cần nghiên cứu thay đổi kết
cấu, bố trí lại các trang thiết bị để phù hợp với điều kiện sử dụng trong y tế.


19

CHƢƠNG 2: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ ẮC QUY CHO
XE ĐIỆN HAUI-EV1
2.1 XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN.
Để chọn đƣợc một động cơ phù hợp với yêu cầu của xe, chúng ta cần xác định
đƣợc công suất cản của xe khi chạy ở tốc độ tối đa và momen của động cơ cần
đảm bảo khả năng vƣợt dốc lớn nhất của xe.
Ứng với tốc độ lớn nhất của xe là 60 km/h ( khi xe ở chế độ tải là lớn nhất) và

hiệu suất của hệ thống truyền lực là 0,95 thì ta có công suất của động cơ để cân
bằng với công cản của xe là 9307,42 W.
Momen xoắn ứng với bánh xe có bán kính R = 0,23 , độ dốc lớn nhất xe có thể
vƣợt khi ở chế độ tải lớn nhất là α = 15˚ là 841,7 Nm. Với tỷ số truyền iH = 5.7
thì momen động cơ cần sẽ phải lớn hơn 147,67 Nm.
Vậy chọn động cơ điện một chiều có công suất tại số vòng quay lớn nhất của
nó lớn hơn 9,30742 kW, và momen yêu cầu khi đến bánh xe phải lớn hơn 841
Nm.
Hiện nay ngoài thị trƣờng chúng tôi tìm đƣợc loại động cơ sau: WarP 11

Hình 2.1. hình dáng ngoài của động cơ


20

cƣờng độ dòng điện (A)

công suất (kW)
500

100

450

90

400

80


350

70

300

60

250

50

200

40

150

30

100

20

50

10

0


0
0

50

100

150

200

Ampe
kW

Momen (N.m)

Hình 2.2: Đồ thị cường độ dòng điện và công suất của động cơ theo momen

Tốc độ vòng quay (v/p)

Hiệu suất (%)
4500

100

4000

90

3500


80
70

3000

60

2500

50
2000

40

1500

30

1000

20

500

10

0

0

0

50

100
Momen (N.m)

150

200

RPM (v/p)
Hiệu suất (%)

Hình 2.3. Đồ thị tốc độ vòng quay, hiệu suất của động cơ ứng với momen


21

Hình 2.4. sơ đồ đấu nối ắc quy
Hình 2.2 và hình 2.3 là hai đồ thị biểu thị đƣờng đặc tính của động cơ từ
nguồn là nhà sản suất cung cấp cơ đƣợc sử dụng điện áp 72 V . Ta có thể dùng
12 ắc qui loại 12V, ta mắc song song 2 hàng, mỗi hàng 6 ắc qui nối tiếp lại với
nhau ta sẽ đƣợc bộ nguồn ắc qui có điện áp 72V và cƣờng độ dòng điện 400A (
hình 2.4).
Dựa trên đƣờng đặc tính của động cơ ta thấy tại công suất khoảng 9,30742
kW ( tƣơng đƣơng 12,5 Hp) tốc độ động cơ đạt 3750 v/p và dòng điện là 110
Ampe. Đây là chế độ hoạt động khi xe đạt tốc độ lớn nhất 60 km/h. Tại công
suất khoảng 37 Hp tƣơng đƣơng với 27,6 (kW) động cơ đạt moomen lớn nhất
khoảng 145 lb.ft tƣơng đƣơng 196,59 Nm (1 lb.ft = 1.3558 Nm) và dòng điện đi

qua động cơ là 460 Ampe , đây là chế độ hoạt động khi xe vƣợt dốc. Nhƣ vậy ta
cần điều chỉnh dòng điện phóng của ắc quy từ 110 Ampe đến 460 Ampe.
2.2. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CHO BỘ NGUỒN ẮC QUI.
Loại ắc qui đƣợc chọn để lắp đặt cho xe là ắc qui axit, vì nó có tính thông
dụng và giá thành tƣơng đối thấp.


22

Dung lƣợng của xe phụ thuộc vào số giờ mà xe chạy hết bình. Vì dung lƣợng
ắc qui đƣợc sản xuất theo tiêu chuẩn, chọn loại bình có hiệu điện thế 12 V và
dung lƣợng 200 AH. Dung lƣợng ắc quy bằng tích giữa dòng điện phóng và thời
gian phóng điện: AH = I.t . Theo đặc tuyến của ắc quy thì dòng phóng định mức
bằng dung lƣợng của ắc quy và dòng phóng cho phép có thể đạt gấp 3 lần dòng
phóng định mức.
Vì vậy ta tính đƣợc thời gian hoạt động của xe nhƣ sau:
t = AH/ I ( giờ)
+Thời gian hoạt động của xe với tốc độ 60 km/h và công suất lúc đó đạt P= 9,
30742 kW, và dòng điện phóng là 110 Ampe. Suy ra:
t = 400/110= 3,64 ( giờ) = 218,4 ( phút)
2.3. TỔNG QUAN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ BỘ NGUỒN
ẮC QUY.
2.3.1. Động cơ điện
Tên gọi WarP11 72V.
Công suất tối đa 27,6 kW.
Số vòng quay định mức 3750 v/p.
Momen cực đại 196,59 Nm.
Khối lƣợng 45 kg.
2.3.2. Ắc quy
Tên gọi Pinaco N200, 12V 200AH.

Kích thƣớc 518 x 275 x 214.