ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VŨ TRƯỜNG THỊNH

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN XE ĐIỆN CÁ NHÂN 4 BÁNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực
Mã số: 60.52.01.16

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng- Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Quốc Thái

Phản biện 1: TS Hồ Sĩ Xuân Diệu
Phản biện 2: TS Lê Minh Tiến
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm
Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật cơ khí động lực họp tại trường
Đại học Bách khoa vào ngày 20 tháng 10 năm 2018

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm học liệu, Đại học Đà Nẵng tại trường Đại học Bách khoa
- Thư viện Khoa Cơ khí giao thông, Trường Đại học Bách khoa ĐHĐN

1
MỞ DẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp
ô tô đã mang lại nhiều thuận tiện trong đời sống, tuy nhiên số lượng
ô tô ngày càng tăng kéo theo nhiều vấn đề môi trường, nhiên liệu
ngày càng cạn kiệt.
Ở các nước phát triển cuộc chạy đua tìm nguồn năng lượng
sạch cho phương tiện giao thông đã bắt đầu từ rất lâu. Theo xu thế
chung, đứng đầu danh sách là ô tô chạy điện tiếp theo là ô tô lai, ô tô
chạy bằng pin nhiên liệu là ứng viên thứ ba của cuộc chạy đua. Về
mặt nhiên liệu cho động cơ nhiệt, chất lượng của các loại nhiên liệu
lỏng truyền thống sẽ được nâng cao, các loại nhiên liệu khí (LPG,
khí thiên nhiên) sẽ được áp dụng rộng rãi trên ô tô, các loại nhiên
liệu sinh học (như ethanol, colza) có lợi thế so sánh thấp về mặt môi
trường và giá thành nhiên liệu này còn cao nên hạn chế về mặt sử
dụng, các nhiên liệu tổng hợp từ khí thiên nhiên đang được nghiên
cứu, nhiên liệu khí hydro cho ô tô chưa có triển vọng ứng dụng do
công nghệ và giá thành.
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
liệu lỏng hiện nay để làm giảm ô nhiễm môi trường. Các yếu tố cần
quan tâm để xem xét gồm dự báo chất lượng 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 cùng mức độ giảm NOx. Kết quả
nghiên cứu cho thấy trong vòng ít năm tới, kỹ thuật làm 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 tương lai dài hơn thì việc
giảm NOx bằng cách sử dụng pin nhiên liệu trên xe buýt sẽ có giá

thành tương đương với việc cải thiện động cơ diesel để đạt cùng mức
độ hiệu quả. Để đạt được cùng tính năng kinh tế và mức độ phát ô


2
nhiễm đối với động cơ sử dụng LPG thì trong thập niên 2010, giá
nhiên liệu hydro phải giảm đi 50% và giá thành pin nhiên liệu phải
giảm đi 30% so với giá cả hiện nay. Vì vậy trong vòng 2 thập niên
tới, ô tô chạy bằng pin nhiên liệu vẫn chưa có lợi thế cạnh tranh so
với các loại nhiên liệu thay thế.
Vì vậy trong điều kiện của nước ta từ nay đến 2020, ô tô lai
chạy bằng điện kết hợp với việc nạp điện bổ sung bằng động cơ nhiệt
là phù hợp nhất. Năng lượng điện năng của chúng ta được sản xuất
chủ yếu bằng thủy điện (năng lượng tái sinh) như nhà máy thuỷ điện
Hoà Bình, nhà máy thuỷ điện Ialy, nhà máy thuỷ điện Sơn La và chủ
động nguồn cung cấp khí dầu mỏ. Hiện nay chúng ta có nhà máy sản
xuất ga Dinh Cố và trong tương lai gần nhà máy lọc dầu đầu tiên của
Việt Nam ở Dung Quốc đi vào hoạt động, sản lượng khí đồng hành
của nhà máy là nguồn cung cấp nhiên liệu LPG. Nhu cầu sử dụng ô
tô trong tương lai là xu thế tất yếu của xã hội phát triển. Nước ta có
thị trường nội địa lớn với hơn 90 triệu dân. Cho tới nay, thị trường
này hầu như vẫn còn nguyên vẹn. Trong xu thế hòa nhập kinh tế khu
vực (AFTA) và thế giới (WTO), thị trường nội địa của nước ta chắc
chắn sẽ là mảnh đất màu mỡ đối với các nhà sản xuất ô tô thế giới.
Mặt khác việc hoà nhập kinh tế với thế giới sẽ nảy sinh vấn đề về
tiêu chuẩn khi thải của xe cho phù hợp với những quy định của thế
giới. Nếu chúng ta cứ nhập xe từ nước khác xẽ làm mất thị phần đối
với một sản phẩm công nghiệp quan trọng của đất nước. Vì vậy, việc
nghiên cứu thiết kế tiến tới sản xuất một phương tiện giao thông phù
hợp với điều kiện sử dụng trong nước có ý nghĩa rất thiết thực và cấp

bách đối với nước ta.
Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu tìm nguồn năng lượng
thay thế. Nguồn năng lượng điện sử dụng trên phương tiện giao
thông là một trong những giải pháp hiệu quả nhất. Ở các thành phố
lớn đã bắt đầu xu hướng sử dụng xe điện cá nhân. Với những ưu
điểm, thân thiện với môi trường, nhỏ gọn, thuận tiện, dể sử dụng.
Xe điện cá nhân với hệ thống lái điện thông qua cảm biến


3
góc lái, sử dụng hai động cơ điện tạo nguồn động lực độc lập cho hai
bánh xe trước. Bánh xe sau sử dụng loại bánh xe đa hướng, không
gây cưỡng bức động học khi xe quay vòng. Sử dụng Arduino làm bộ
điều khiển trung tâm để điều khiển hệ thống điện tử trên xe. Tất cả
hoạt động của xe sẽ được bộ xử lí trung tâm điều khiển, bộ xử lí sẽ
tính toán và đưa các tín hiệu điều khiển đến bộ phận chấp hành. Vì
vậy, tác giả đã quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo
hệ thống điều khiển trên xe điện cá nhân 4 bánh”.
Đề tài ‘‘Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển xe điện
cá nhân 4 bánh’’ là một đề tài nhằm mục đích thiết kế, chế tạo một
xe điện cá nhân chạy hoàn toàn bằng năng lượng điện, điều khiển
bằng điện, đặt nền tảng cho việc thiết kế và sản xuất một xe điện cá
nhân mang thương hiệu Việt Nam, giá thành vừa phải, có hiệu suất
sử dụng năng lượng cao và mức độ phát ô nhiễm thấp, gần như bằng
không, góp phần thực hiện nhiệm vụ cấp bách nói trên nhằm đẩy
nhanh tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và tạo ra một
nét mới để khẳng định nguồn nhân lực của con người Việt Nam.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
 Nghiên cứu thiết kế chế tạo kết cấu cơ khí trên xe điện.
 Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển trên xe.

3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: xe điện cá nhân
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Xe điện thiết kế chạy ở sân bay, khu công nghiệp.
+ Xe điện chạy với vận tốc tối đa khoảng 8 [km/h].
+ Tính toán lựa chọn động cơ điện, ắc quy, nguồn sạc cho xe
điện.
+ Tính toán, thiết kế khung vỏ, bộ truyền động cho xe điện.
+ Thiết kế hệ thống điều khiển trên xe điện.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU


4
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu của đề tài khi thành công, sẽ tạo điều kiện phát
triển xe điện cá nhân vận hành đơn giãn, tiết kiệm năng lượng, an
toàn, tiện lợi, không gây ô nhiễm môi trường
6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và danh mục các tài
liệu tham khảo nội dung củaluận văn gồm 4 chương:
Chương 1. Tổng quan.
Chương 2. Cơ sở lý thuyết.
Chương 3. Thiết kế hệ thống điều khiển xe điện cá nhân
Chương 4. Kết quả và đánh giá
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. XU HƯỚNG SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SẠCH CHO PHƯƠNG
TIỆN GIAO THÔNG
Sự phát triển các phương tiện giao thông ở các khu vực trên
thế giới nói chung không giống nhau, mỗi nước có một quy định
riêng về khí thải của xe, nhưng đều có xu hướng là từng bước cải tiến

cũng như chế tạo ra loại ôtô mà mức ô nhiễm là thấp nhất và giảm tối
thiểu sự tiêu hao nhiên liệu. Mặt khác không những trong tương lai
mà hiện nay nguồn tài nguyên dầu mỏ ngày càng cạn kiệt dẫn đến
giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập của người dân lại tăng không
đáng kể. Ngày nay xe chạy bằng dầu diezel, xăng hoặc các nhiên liệu
khác đều đang tràn ngập trên thị trường dẫn đến tình trạng ùn tắc
giao thông, cũng như gây ô nhiễm môi trường, hệ sinh thái thay đổi
dẫn đến hiệu ứng nhà kính nên nhiệt độ ngày một tăng làm những
tảng băng ở Bắc cực, Nam cực cùng những nơi khác tan ra gây ra lũ
lụt, sóng thần. Vì thế, ôtô sạch không gây ô nhiễm (zero emission) là
mục tiêu hướng tới của các nhà nghiên cứu và chế tạo ôtô ngày nay.
Có nhiều giải pháp đã được công bố trong những năm gần đây, tập
trung là hoàn thiện quá trình cháy động cơ Diesel, sử dụng các loại


5
nhiên liệu không truyền thống cho ôtô như LPG, khí thiên nhiên,
methanol, biodiesel, điện, pile nhiên liệu, năng lượng mặt trời, ôtô lai
(hybrid)... Xu hướng phát triển ôtô sạch có thể tổng hợp như sau:
1.1.1. Hoàn thiện động cơ diesel
1.1.2. Ôtô chạy bằng các loại nhiên liệu lỏng thay thế
1.1.3. Ôtô chạy bằng khí thiên nhiên
1.1.4. Ôtô chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG
1.1.5. Ôtô chạy bằng điện
1.1.6. Ô tô chạy bằng pile nhiên liệu
1.1.7. Ôtô hybrid
1.2. TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN CÁ NHÂN
1.2.1. Giới thiệu chung
Xe điện sử dụng một động cơ điện cho lực kéo: acquy, pin
nhiên liệu cung cấp nguồn năng lượng tương ứng cho động cơ điện.

Xe điện có nhiều ưu điểm hơn các loại phương tiện sử dụng động cơ
đốt trong, chẳng hạn như không phát thải khí ô nhiễm, hiệu suất cao,
độc lập với nguồn năng lượng từ dầu mỏ, yên tĩnh, không gây ồn.
Các nguyên tắt hoạt động cơ bản giữa xe điện và phương tiện sử
dụng động cơ đốt trong tương tự nhau. Tuy nhiên, một số khác biệt
giữa phương tiện sử dụng động cơ đốt trong và xe điện, chẳng hạn
như sử dụng một bồn chứa xăng so với nguồn pin, động cơ đốt trong
so với động cơ điện, và khác nhau về yêu cầu truyền dẫn, các hệ
thống trên xe như hệ thống lái, hệ thống dẫn động, hệ thống treo.


6
1.2.2. Cấu hình của một số loại xe điện cá nhân
1.2.2.1.Cấu hình của ô tô điện

Truyền động
cơ khí

Động
cơ điện

Nguồn năng
lượng

Hình 1. 1. Ô tô điện cổ điển


7
Bộ chuyển
đổi điện


Phanh
Tín hiệu
điều khiển

Bộ chuyển
đổi điện

Động cơ
điện

Nguồn
năng
lượng

Nguồn năng
lượng phụ

Truyền
động
cơ khí

Chân ga

Quản lý
năng lượng

Sạc ăcquy

Trợ lực

lái

Điều hòa
không khí

Hình 1. 2 Ô tô hiện đại
1.2.2.2.Cấu hình một số xe điện cỡ nhỏ
Xe đạp điện, xe máy điện: Xe đạp điện được thiết kế dựa
trên cấu tạo của một chiếc xe đạp thông thường, có gắng thêm hệ
thống điện, Acquy và bộ điều khiển. Một xe đạp điện hiện hành cấu
tạp từ 4 bộ phận chính sau :
Động cơ xe đạp điện : Động cơ xe đạp điện gồm có 2 loại, đó là động
cơ có chổi than (DC) và động cơ không có chổi than (BLDC).
Hệ thống điều khiển : Tay ga điều khiển được thiết kế giống
như tay cầm như các dòng xe gắn máy thông thường. Và hệ thống


8
các bo mạch điều khiển giúp chuyển đổi từ điều khiển của người lái
thành các tín hiểu điện và tạo dòng điện phù hợp đưa tới động cơ,
nhờ đó ta có thể tùy chỉnh tốc độ nhanh chậm cho xe, điều khiển
phanh và bật tắt các tín hiệu đèn báo trên xe.
Acquy hoặc pin : Pin hoăc Acquy là nguồn cung cấp điện
cho xe hoạt động. Pin lithium – ion là loại phổ biến nhất và được sử
dụng rộng rãi vì tính năng ưu việt, loại pin này thiết kế theo công
nghệ Nhật Bản có thể đi được quảng đường dài ừ 70 km đến 100 km.
Đối với xe sử dụng acquy, thì mỗi dòng xe có thiết kế số lượng
acquy khác nhau tùy thuộc vào điện áp của động cơ mà xe sử dụng.
Quãng đường đi được có thể đạt tới 80 km đến 100 km cho một lần
sạc.

Xe điện cá nhân tự cân bằng 1 bánh hoặc 2 bánh:Đây là loại
xe mang tính cách mạng trong giao thông mang lại thuận tiện nhất
định cho con người khi di chuyển thường xuyên ở quảng đường
ngắn, bằng phẳng như sân bay, nhà xưởng, khu sinh thái… nhưng hệ
thống điều khiển của nó vẫn chưa ổn định, khó điều khiển.
1
1
2
2
4

3

3

Hình 1. 3. Sơ đồ xe điện cân bằng một bánh, 2 bánh
1 – Cần từa điều khiểu ; 2 – Thân + bộ điều khiển & Acquy ; 3 –
Động cơ điện BLDC liền bánh xe ; 4 – Tựa để chân


9
Cấu tạo chung của loại xe này gồm các bộ phận chính sau:
Bộ cảm biến trên bánh xe (đông cơ điện BLDC đặt bên trong
bánh xe): Bên trong bánh xe của xe điện là nơi đặt động cơ điện, ở
đây cũng được tích hợp một số cảm biến độ nghiêng và tốc độ. Điều
này giúp người sử dụng luôn điều khiển được tốc độ của xe.
Con quay hồi chuyển và bo mạch kiểm soát: Con quay hồi
chuyển và bo mạch kiểm soát của xe chịu trách nhiệm kiểm soát và
nhận và xử lý các thông số về tốc độ và độ nghiêng từ các cảm biển
trong bánh xe rồi sau đó chuyển về bo mạch chính. Bo mạch chính

xử lý số liệu gửi về từ đó duy truy được trạng thái cân bằng của xe.
Pin: Pin là bộ phận cung cấp điện cho xe, giúp cho xe có thể
vận hành.
Hiện nay loại xe điện cá nhân đang được nghiên cứu phát
triển mạnh mẽ với những cải tiến mới với nhưng tính năng ưu việt
hơn như thân thiện với môi trường, nhỏ gọn thuận tiện, ổn định an
toàn, phù hợp với mọi lứa tuổi, xe điện cho người tàn tật. Đã có rất
loại xe với mẫu mã đẹp, xe vận hành ổn định và an toàn như Honda
U3-X, Segway (USA), Toyota Winglet, Toyota i – ROAD, …
1.3 Nhu cầu sử dụng xe điện cá nhân
Xe điện là loại phương tiện giao thông đã có từ rất lâu của
thế kỷ trước, và được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới trong nhiều


10

Honda U3-X

Segway i2 SE

Toyota Winglet

Hình 1. 4 Một số xe điện cá nhân hiện nay
loại phương tiện. Đặt biệt ngày nay, xe điện không còn đơn
thuần là xe điện công cộng và tàu điện như thế kỷ trước nữa. Ngày
nay, việc đối diện với ô nhiễm môi trường và nguồn nhiên liệu hóa
thạch ngay cang can kiệt thì xe điện đã được ứng dụng trên nhiều
loại phương tiện, các phương tiện này dùng động cơ điện để dần thay
thế phương tiện sử dụng động cơ đốt trong ( ICE). Có thể liệt kê một
số loại xe điện theo lĩnh vực và theo cách sử dụng của chúng như

sau:
1.3.1 Phương tiện cá nhân

Xe ô tô điện : xe điện sử dụng nguồn điện acqui, pin, dùng
năng lượng mặt trời. Các loại xe này được ứng dụng trên ô tô cá
nhân, ô tô tải, ô tô tải.


Xe máy điện và xe đạp điện: là phương tiện được nhiều

người ưa thích, và được phát triển mạnh mẽ thơi gian gần đây.
1.3.2 Các phương tiện công cộng

Tàu điện cao tốc : tàu điện được ứng dụng từ rất lâu là loại
phương tiện dùng chở khách trong thành phố và khá phổ biến ở các
nước phát triển trên thế giới


Xe buýt điện: là loại xe khá phổ biến trong các thành phố lớn

trên thế giới


11
1.3.3 Các phương tiện dùng các lĩnh vực vui chơi giải trí, thể
thao và du lịch

Xe điện dùng trong công viên, khu vui chơi giải trí là loại xe
điện dùng chuyên chở hành khách. Các loại tàu điện cao tốc, cảm
giác mạnh trong công viên.


Loại xe điện dùng trong thể thao: phục vụ các mục đích
khác nhau, như trong lĩnh vực Golf…
1.3.4 Các loại phương tiện phục vụ trong y tế


12
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG XE
ĐIỆN CÁ NHÂN
2.1.1. Tính toán thiết kế hệ thống truyền động cơ khí
2.1.1.1. Phương án thiết kế xe điện tự cân bằng

1

2

3
Hình 2. 1 . Phương án thiết kế xe tự cân bằng hai bánh
1 – Cần tựa điều khiển; 2 – Thân xe (Khung + Bộ điều khiển +
Acquy) ; 3 – Động cơ điện BLDC liền bánh xe


13

1
2

4


3

Hình 2. 2 Phương án thiết kế xe điện cân bằng một bánh
1 – Cần từa điều khiểu ; 2 – Bộ điều khiển & Acquy ;
3 – Động cơ điện BLDC liền bánh xe ; 4 – Tựa để chân
2.1.1.2 Phương án thiết kế xe điện cá nhân cỡ nhỏ bốn bánh (ba
bánh)


14
a)

b)

1

2

1

2

3

4

3

4


Hình 2.3 Phương án thiết kế xe điện cá nhân 4 bánh, 3 bánh
a) Phương án thiết kế xe bốn bánh ; b) Phương án thiêt kế xe ba bánh
1 – Tay cầm; 2 – Bánh xe chủ động; 3 – Thân xe; 4 – Bánh xe sau (bị động)
2.1.1.3.Chọn phương án thiết kế
Qua việc phân tích các phương án thiết kế ở trên với những ưu điểm
vượt trội ấy ta quyết định chọn phương án thiết kế xe điện cá nhân
bốn bánh sử dụng bánh bị động phía sau là bánh xe đa hướng.


15


16

6
Hình 2.4 Các hình chiếu của xe điện cá nhân
1 – Tay cầm; 2 – Vị trí đặt cảm biến lái; 3 – Mạch công
suất động cơ ; 4 – Acquy ; 5 – Bộ xử lý trung tâm
(Arduino) ; 6 – Bánh xe sau (bị động) ; 7 – Động cơ
DC ; 8 – Bánh xe trước (chủ động).
Bảng 2. 1 Thông số kỹ thuật của xe điện thiết kế
STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị

1


Loại phương tiện

Xe điện cá nhân 3 bánh

2

Kích thước bao

Mm

950x750x1020

3

Khoảng sáng gầm

Mm

100

4

Tự trọng

Kg

30

5


Công suất động cơ điện

W

150 (x2)

6
7

Tốc độ tối đa
Toàn tải

Km/h
Kg

8
150


17
2.1.1.4 Tính toán các thông số động học của xe điện
a)
b)
c)
d)
e)

Xác định tỷ số truyền
Chọn phương án truyền động

Tính toán bộ truyền xích
Khả năng leo dốc ô tô và độ dốc cực đại
Đồ thị cân bằng lực kéo
Bảng 2. 2 Kết quả tính toán lực kéo

n(v/p)

v(m/s)

Mdc

Mk

Pk

Pf

Pw

Pc

50

0.20

19.10

71.04

444


19

0.12

19.12

100

0.40

9.55

35.52

222

19

0.24

19.24

150

0.60

6.37

23.68


148

19

0.36

19.36

200

0.79

4.78

17.76

111

19

0.48

19.48

250

0.99

3.82


14.21

89

19

0.60

19.60

300

1.19

3.18

11.84

74

19

0.72

19.72

350

1.39


2.73

10.15

63

19

0.83

19.83

400

1.59

2.39

8.88

56

19

0.95

19.95

450


1.79

2.12

7.89

49

19

1.07

20.07

500

1.99

1.91

7.10

44

19

1.19

20.19


550

2.19

1.74

6.46

40

19

1.31

20.31

f) Thiết kế chế tạo khung xe và tay cầm cho xe điện cá nhân
2.1.2. Tính chọn động cơ điện
Bảng 2. 3 Các thông số của động cơ


18
STT

Tên thông số

Ký hiệu

Giá trị


Đơn vị

1

Điện áp

U

24

V

2

Công suất

N

100

W

3

Mô men

M

1,36


N.m

4

Số vòng quay

nM

700

Vòng/phút

2.1.3. Tính chọn ắc quy
2.2. PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC XE ĐIỆN CÁ NHÂN
2.2.1. Cơ sở lý thuyết


Tọa độ trọng tâm của xe điện thiết kế theo chiều dọc :
a: khoảng cách từ trọng tâm xe điện đến trục trước
b: khoảng cách từ trọng tâm xe điện đến trục sau



Tọa độ trọng tâm của xe theo chiều cao hg :
Căn cứ vào giá trị các thành phần trọng lượng và tọa độ

trọng tâm của chúng, ta xác định tọa độ trọng tâm của xe theo công
thức [1]:
m


a

 (G l )
i 1
m

i i

G
i 1

(2.1)
i

b=L–a

(2.2)

m

h

 (G h )
i i

i 1

(2.3)


m

G
i 1

i

Trong đó :
li: Khoảng cách từ tâm vết tiếp xúc bánh trước đến toạ độ
trọng tâm các thành phần khối lượng.
hi: Chiều cao trọng tâm các thành phần khối lượng.


19
G: Trọng lượng bản thân xe.
Các thành phần khối lượng bao gồm :
Gk : Trọng lượng khung xương
Gct: Trọng lượng trục trước và bánh xe
Gcs: Trọng lượng bánh xe sau
Gm: Trọng lượng động cơ
Gat: Trọng lượng acquy trước
Gas: trọng lượng acquy sau;
Gl : trọng lượng tay lái.
Bỏ qua trọng lượng của khối mạch điều khiển.


Phân bố trọng lượng lên các cầu:

Z1 


G.b
L

Z2=G–Z1
2.2.2. Trường hợp không tải
Sơ đồ phân bố trọng lượng của xe điện như sau:

(2.4)
(2.5)


20

G

l

G
G

G

at

as

ct

G


G
k

cs

G
m

520


21

G
l

G

G
ct

at

G

G

G

as


m

G

cs

k

Hình 2. 12 Sơ đồ phân bố tải trọng khi xe điện không tải
Ta có bảng số liệu sau :
Bảng 2. 4 Phân bố trong lượng xe điện khi không tải
Trọng lượng

S
T

Tên gọi

T

KH

(Kg)

Li

Hi

(mm)


(mm)

Gi.li

Gi.hi

1

Khung xương

Gk

9

240

190

2160

1710

2

Trục trước và bánh xe trước

Gct

5


0

135

0

675

3

Bánh xe sau

Gcs

1

520

60

520

60

4

Động cơ

Gm


4

250

105

1000

420

5

Acquy trước

Gat

3

200

150

600

450

6

Acquy sau


Gas

3

275

150

825

450


22
7

Tay lái
Tổng

Gl

5

Σ

30

-200


580

-1000

2900

4105

6665

2.2.3.Trường hợp đầy tải
Các thành phần trọng lượng gồm :
G : Trọng lượng xe khi không tải.
Gn : Trọng lượng người điều khiển (1 người).
Sơ đồ phân bố trọng lượng :

Gn

G

Hình 2. 13 Sơ đồ phân bố tải trọng khi xe điện đầy tải


23
Bảng 2. 5 Phân bố trọng lượng xe điện khi đầy tải
Trọng lượng
STT

Tên gọi


li(mm)
KH

hi(mm)

Gi.li

Gi.hi

(Kg)

1

Trọng lượng khi xe không tải

Gk

30

150

220

4500

6600

2

Trong lượng người điều

khiển

Gn

60x2

320

845

24000

63375

Σ

150

28500

69975

Tổng

2.3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN:
Trên cơ sở khảo sát, lựa chọn, tính toán, thiết kế tác giả đã
thiết kế và chế tạo phần cơ khí xe điện cá nhân 4 bánh sử dụng
nguồn năng lượng từ Ắc qui( 12V-12Ah), hệ thống lái điện, có tốc
độ tối đa 8Km/h. Sử dụng hai động cơ điện 1 chiều DCMY6812(100W) tạo nguồn động lực độc lập cho 2 bánh trước. Bánh
sau dẫn hướng sử dụng bánh xe đa hướng, không gây cưỡng bức

động học khi xe quay vòng.