Mô phỏng xe điện ( VEHICLE BATTERY )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUÂT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ

TÊN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
BATTERY ELECTRIC VEHICLE MODELLING AND
CONTROL

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUÂT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Tên đề tài: Battery Electric Vehicle Modelling and Control

TÊN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
BATTERY ELECTRIC VEHICLE MODELLING AND
CONTROL

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2021


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUÂT
TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HOA XA HỘI CHU NGHIA VIỆT NAM

Đôc lập – Tư do – Hanh phuc
Tp.Hô Chi Minh, ngay thang

năm 2021

NHIỆM VU ĐƠ AN TỐT NGHIỆP
Ho tên sinh viên:
Nganh: Cơng nghê Ky thuât ô tô
Khoa: 2019-2023...................................................................................... Lơp: .....................
1.Tên đề tài
Battery electric vehicle modelling and control.......................................................................
2.Nhiệm vu đề tài
..................................................................................................................................................
3.San phâm cua đề tài
..................................................................................................................................................
4.Ngày giao nhiệm vu đề tài:...............................................................................................
5.Ngày hoàn thành nhiệm vu:.............................................................................................

TRƯƠNG BỘ MÔN

CAN BỘ HƯƠNG DÂN


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUÂT

CỘNG HOA XA HỘI CHU NGHIA VIỆT NAM

TP.HỒ CHÍ MINH

Đơc lập – Tư do – Hanh phuc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bơ mơn.............................................
PHIÊU NHẬN XET ĐƠ AN TỐT NGHIỆP
(Danh cho giang viên hương dân)
Ho va tên sinh viên:
Tên đê tai: Battery electric vehicle modelling and control....................................................
Nganh đao tao: Công nghê Ky thuât ô tô...............................................................................
Ho va tên GV hương dân: Nguyễn Trung Hiếu.....................................................................
Y KIÊN NHẬN XET
1.Nhân xet vê tinh thân, thai đô lam viêc cua sinh viên (không đanh may)
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
2.Nhân xet vê kêt qua thưc hiên cua ĐAMH (không đanh may)
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
2.1. Kêt câu va cach thưc trinh bay ĐAMH:
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
2.2. Nôi dung đô an:
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................
2.3. Kêt qua đat đươc:
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
2.4. Nhưng tôn tai nêu co:
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
3.Đanh gia
STT

1.

Muc đanh gia

Điêm

đa

đat đươc

Hinh thưc va kêt câu ĐAMH

30

Đúng format với đầy đủ ca hinh thưc va nôi dung của cac mục

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tai

10

Tinh câp thiêt của đề tai

10

Nôi dung ĐAMH

50

Kha năng ưng dụng kiên thưc toan học, khoa học va kỹ thuật,
khoa học xã hôi…
Kha năng thực hiện/phân tich/tổng hơp/đanh gia
2.

Điêm tôi

Kha năng thiêt kê, chê tao môt hệ thống, thanh phần, hoặc quy
trinh đap ưng yêu cầu đưa ra với nhưng rang buôc thưc tê
Kha năng cai tiên va phat triển
Kha năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
nganh…

5
10

15
15
5

3.

Đanh gia vê kha năng ưng dụng cua đê tai

10

4.

San phẩm cụ thể cua ĐAMH

10


Tông điêm

100

4.Kêt luận
Đươc phep bao vê
Không đươc phep bao vê
TP. HCM, ngay

thang

năm 2021

Giang viên phan biên
(Ky, ghi ro họ tên)


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUÂT

CỘNG HOA XA HỘI CHU NGHIA VIỆT NAM

TP.HỒ CHÍ MINH

Đơc lập – Tư do – Hanh phuc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bơ mơn.............................................
PHIÊU NHẬN XET ĐƠ AN TỐT NGHIỆP
(Danh cho giang viên phan biên)
Ho va tên sinh viên:
Tên đê tai: Battery electric vehicle modelling and control....................................................
Nganh đao tao: Công nghê Ky thuât ô tô...............................................................................
Ho va tên GV phan biên: (Mã GV) .......................................................................................
Y KIÊN NHẬN XET
1. Kêt câu, cach thưc trinh bay ĐATN:

.............................................................................................................................................
2...Nôi dung đồ an:

(Cơ sở ly luận, tinh thực tiễn va kha năng ưng dụng của đô an, cac hướng nghiên cưu
co thể tiêp tục phat triển)
..............................................................................................................................................

3. Kêt qua đạt được:

.............................................................................................................................................
4. Những thiêu sót va tồn tại cua ĐATN:

..............................................................................................................................................
5. Câu hỏi:

.............................................................................................................................................
6. Đanh gia:

TT
1.

Muc đanh gia
Hinh thưc va kêt câu ĐATN

Điêm

Điêm đat

tôi đa

đươc

30

Đúng format với đầy đủ ca hinh thưc va nôi dung của cac

10

mục

2.

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tai

10

Tinh câp thiêt của đề tai

10
50

Nôi dung ĐATN
Kha năng ưng dụng kiên thưc toan học, khoa học va kỹ

5

thuật, khoa học xã hôi…
Kha năng thực hiện/phân tich/tổng hơp/đanh gia

10

Kha năng thiêt kê, chê tao môt hệ thống, thanh phần, hoặc

15

quy trinh đap ưng yêu cầu đưa ra với nhưng rang buôc

thực tê.
Kha năng cai tiên va phat triển

15

Kha năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

5

nganh…
3.

Đanh gia vê kha năng ưng dụng cua đê tai

10

4.

San phẩm cụ thể cua ĐATN

10

Tông điêm
7. Kêt luân

100


Đươc phep bao vê
Không đươc phep bao vê

TP. HCM, ngay

thang

năm 2021

Giang viên phan biên
(Ky, ghi ro họ tên)


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUÂT
TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XAC NHẬN ĐA HỒN THÀNH ĐƠ AN
Tên đê tai: Battery electric vehicle modelling and control....................................................
Ho va tên sinh viên:
Nganh: Công nghê Ky thuât ô tô............................................................................................
Bô môn: Hê thống điêu khiển tự đông ô tô............................................................................
Sau khi tiếp thu va điêu chinh theo gop y cua Giang viên hương dân, Giang viên phan
biên va các thanh viên trong Hôi đồng bao vê. Đồ án môn hoc đã đươc hoan chinh theo
đung yêu câu vê nôi dung va hinh thưc.
Chu tich hôi đơng:
Giang viên hương dân:
Giang viên phan biện:

TP.Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2021


LỜI CẢM ƠN

Đối vơi chu đê báo cáo đươc giao lân nay cua chung em, mặc dù đã cố gắng hoan
thanh tốt nhất co thể nhưng ở đâu đo chung em cũng đã mang theo vai thiếu sot, nhưng
no cũng co thể xem la môt công trinh nghiên cưu khoa hoc nho nhỏ ma chung em đã tự
tay lam va nghiên cưu. Đây cũng la lân đâu tiên chung em tự hoan thanh môt bai báo
cáo vê ... Để co đươc những phân nôi dung đươc trinh bay trôi chay trong bai báo cáo
chung em không thể nao không kể đến sự giup đỡ va tao điêu kiên cua:
Bô mẹ (phu huynh sinh viên): La đấng sinh thanh đã sinh ra chung con trong
cuôc đời nay, tân tao nuôi chung con từ khi còn tấm be đến khi trưởng thanh va nên
người. La bố mẹ đã cho chung con hy vong va niêm tin cũng như đông lực để chung
con co thể vững tin tiến bươc đến thanh công cua tương lai sau nay. Chung con xin hưa
sẽ lam tốt nhất những gi minh co thể lam để không phụ lịng va cũng như la để đên đáp
cơng cha nghĩa mẹ đã nuôi nấng chung con. Chung con xin cam ơn bố mẹ rất nhiêu.
GV Nguyễn Trung Hiêu: Giang viên hương dân thực hiên đê tai, chung em chắc
sẽ không bao giờ quên đươc cách thây nhiêt tinh giup đỡ va hương dân ky cang các
bươc thực hiên đê tai báo cáo đươc trôi chay va tốt như vây. Chung em chân thanh cam
ơn thây rất nhiêu.
Thư viện trường đai học sư pham kỹ thuật: Đã tao điêu kiên cho chung em
nghiên cưu các loai tai liêu tham khao, giáo trinh,… Môt nơi tuyêt vời để chung em co
tai liêu tốt nhất để co thể hoan thiên bai báo cáo.
Nhà trường đai học Sư pham kỹ thuật thành phô Hô Chí Minh: Nơi đao tao
cho chung em điêu kiên hoc tâp - nghiên cưu. Mặc dù trong quá trinh lam bai báo cáo
chung em đã cố gắng hết sưc nhưng cũng không thể nao tránh khỏi những thiếu sot xay
ra. Mong thây thông cam va bỏ qua cũng như gop y cho chung em để chung em co thể
hoan thanh tốt hơn ở những hoc phân sau cua khoa Cơ khí đơng lực noi riêng cũng như
các mơn khác noi chung.
Môt lân nữa chung em xin chân thanh cam ơn!

1

TĨM TẮT
Vê phân nơi dung đê tai cua nhom chung em lam la bao gồm giơi thiêu vê xe điên –
BEV, mô phỏng va điêu khiển xe điên qua Matlab Simulink. Vơi ba chương chính giơi
thiêu đây đu vê xe điên, xây dựng mô hinh xe điên, case study cụ thể va kết qua đat đươc
sau khi chay mô phỏng va nhân xet môt cách trực quan nhất.
Cách tiếp cân va tim hiểu đê tai cua chung em đo la tim nôi dung thực hiên trên các
Forum, bởi các diễn đan trên mang luôn la nguồn tai liêu lơn lao để chung em co thể tiếp
cân dễ dang vơi các thông tin cân tim kiếm, song song đo chung em cũng đã ôn lai những
gi ma GV Nguyễn Trung Hiếu hương dân để hoan thanh tốt bai báo cáo nay.
Vơi viêc xây dựng mô hinh mô phỏng va điêu khiển xe điên chung em đã gặp môt
số vấn đê bất kha kháng vi dịch, cho nên viêc tụ hop lai để cùng nhau lam viêc la rất kho,
nhưng không vi thế ma chung em chùn bươc. Vơi những hương dân va giai đáp cua
GVHD chung em đã hoan thanh tốt những gi ma chung em đã đê ra từ ban đâu, từ viêc
tim hiểu thêm rất nhiêu nguồn tai liêu, tim các khối kiến thưc cân thiết cho mô phỏng,…
tất ca đêu rất trơn tru.
Vơi kết qua đat đươc đo chính la mơt bai báo cáo hoan chinh đến GV cùng vơi các
phân nôi dung cân thiết để giup moi người co thể hiểu hơn vê xe điên, mô hinh xe điên
chay trên Matlab Simulink va những kết qua đat đươc sau khi điêu khiển mô phỏng. Sau
cùng, kết qua ma nhom chung em đat đươc lơn nhất đo chính la ky năng mêm teamwork
như đươc phát triển thêm môt bâc nữa va các cách quan ly thời gian, công viêc cũng
đươc cai thiên rất nhiêu. Cam ơn GV Nguyễn Trung Hiếu đã cho chung em đê tai báo cáo
tuyêt vời như vây để sinh viên chung em co thể tiếp cân va nâng cao chuyên môn cua ban
thân ngay môt tốt hơn.

2


MUC LUC
Trang
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................... 1

TÓM TẮT............................................................................................................................ 2
MUC LUC............................................................................................................................ 3
DANH MUC CAC CHỮ VIÊT TẮT VÀ KY HIỆU....................................................... 4
DANH MUC CAC HÌNH................................................................................................... 5
DANH MUC CAC BẢNG.................................................................................................. 8
Chương 1: TỔNG QUAN................................................................................................... 9
1.1. Ly do chon đê tai........................................................................................................9
1.2. Mục tiêu nghiên cưu...................................................................................................9
1.3. Phương pháp nghiên cưu............................................................................................9
Chương 2: CƠ SƠ LY THUYÊT.................................................................................... 10
2.1. Sơ lươc vê xe điên (BEV)........................................................................................ 10
2.2. Cấu tao va nguyên ly hoat đông cua BEV...............................................................14
2.3. Giơi thiêu chung vê đông lực hoc............................................................................17
Chương 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH XE ĐIỆN.............................................................. 20
3.1. Mô hinh xe điên mô phỏng bằng Matlab Simulink.................................................20
3.2. Trường hơp nghiên cưu cụ thể.................................................................................30
Chương: ASSIGMENT.....................................................................................................37
ASSIGNMENT 1............................................................................................................ 37
ASSIGNMENT 2............................................................................................................ 39
ASSIGNMENT 3............................................................................................................ 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ 54

3


DANH MUC CAC CHỮ VIÊT TẮT VÀ KY HIỆU
AC: Alternating Current
AMC: American Motors Corporation
BEV: Battery Electric Vehicle
DC: Direct Current

GEM: Global Electric Motorcars
NEDC: New European Driving Cycle
SOC: State of Charge

4


DANH MUC CAC HÌNH
Trang
Hinh 2.1 Mơ hinh xe điên thơ sơ đâu tiên trên thế giơi cua Robert Anderson.................. 10
Hinh 2.2 Đâu máy xe điên đơn gian cua Robert Davidson................................................ 11
Hinh 2.3 Chiếc ô tô điên đâu tiên sử dụng pin sac dung lương cao cua Thomas Parker...12
Hinh 2.4 Giá xăng dâu giam manh khiến xe điên rơi vao thời kỳ “thối trao”..................13
Hinh 2.5 Xe điên tốc đơ thấp NEV phổ biến trên toan câu................................................ 13
Hinh 2.6 Cấu tao cua xe điên.............................................................................................. 16
Hinh 2.7 BEV: Cấu truc va thanh phân chính.................................................................... 16
Hinh 2.8 Mơ ta chuyển đơng xe.......................................................................................... 18
Hinh 3.1 Sơ đồ khối mô phỏng xe điên.............................................................................. 20
Hinh 3.2 Mô hinh xe điên xây dựng trên Matlab................................................................20
Hinh 3.3 Khối mô phỏng xe................................................................................................ 20
Hinh 3.4 Mô phỏng bánh xe................................................................................................21
Hinh 3.5 Thông số bánh xe................................................................................................. 21
Hinh 3.6 Mô phỏng thân xe.................................................................................................21
Hinh 3.7 Thông số thân xe.................................................................................................. 22
Hinh 3.8 Khối mô phỏng hê thống đông cơ va hôp số....................................................... 23
Hinh 3.9 Mô phỏng đông cơ DC.........................................................................................23
Hinh 3.10 Thông số cua hôp số...........................................................................................23
Hinh 3.11 Thông số cua đông cơ DC..................................................................................23
Hinh 3.12 Mô phỏng khối qn tính................................................................................... 24
Hinh 3.13 Khối mơ phỏng điêu khiển năng lương............................................................. 24

Hinh 3.14 Mô phỏng ổ đông cơ H-Brigde.......................................................................... 25
Hinh 3.15 Thông số cua khối ổ đông cơ H-Brigde.............................................................25
Hinh 3.16 Mô phỏng bô điêu khiển áp PMW.....................................................................25
Hinh 3.17 Thông số cua bô điêu khiển áp PMW................................................................26
Hinh 3.18 Mô phỏng khối Pin.............................................................................................26
Hinh 3.19 Mô phỏng Pin..................................................................................................... 26
Hinh 3.20 Thông số Pin.......................................................................................................27
5


Hinh 3.21 Mô phỏng khối trang thái sac.............................................................................27
Hinh 3.22 Mô phỏng xử ly dữ liêu......................................................................................27
Hinh 3.23 Khối mô phỏng người điêu khiển xe doc...........................................................28
Hinh 3.24 Mơ phỏng tính tốn............................................................................................ 29
Hinh 3.25 Mơ phỏng tính tốn số KWh tiêu thụ trên 100km.............................................29
Hinh 3.26 Mơ phỏng tính tốn qng đường......................................................................29
Hinh 3.27 Drive Cylce Source FTP75................................................................................ 30
Hinh 3.28 Drive Cylce Source NEDC................................................................................ 30
Hinh 3.29 Bang chon thông số Kp, Ki................................................................................30
Hinh 3.30 Biểu đồ vân tốc vơi Kp = 10, Ki = 5..................................................................31
Hinh 3.31 Thông số Kp, Ki phù hơp...................................................................................31
Hinh 3.32 Biểu đồ vân tốc vơi Kp = 40, Ki = 3.72.............................................................32
Hinh 3.33 Đồ thị sac cua Pin khi chay từ 0-100 km/h........................................................32
Hinh 3.34 Đồ thi biểu diễn tốc đô cua xe trong 2474s....................................................... 32
Hinh 3.35 Quãng đường đi đươc (FTP75).......................................................................... 32
Hinh 3.36 Lương Pin tiêu hao trong 100km (FTP75)........................................................ 33
Hinh 3.37 Đồ thi biểu diễn trang thái sac cua xe trong 2474s............................................33
Hinh 3.38 VF e34 la mâu ô tô điên đâu tiên cua Viêt Nam đat tiêu chuẩn NEDC............34
Hinh 3.39 Thông số thân xe................................................................................................ 35
Hinh 3.40 Thông số motor.................................................................................................. 35

Hinh 3.41 Thông số bánh xe............................................................................................... 35
Hinh 3.42 Thông số Pin.......................................................................................................35
Hinh 3.43 Đồ thi biểu diễn tốc đô cua xe trong 1180s....................................................... 35
Hinh 3.44 Quãng đường đi đươc (NEDC).......................................................................... 36
Hinh 3.45 Đồ thi biểu diễn trang thái sac cua xe trong 1180s............................................36
Hinh 3.46 Lương Pin tiêu hao trong 100km (NEDC)........................................................ 36
Hinh Assignment 2.1 Mô hinh biểu diễn vân tốc............................................................... 39
Hinh Assignment 2.2 Mô hinh đồ thị vân tốc.....................................................................39
Hinh Assignment 2.3 Đồ thị biểu diễn tốc đô khi xe chay đươc 10s................................. 40
Hinh Assignment 2.4 Đồ thị biểu diễn tốc đô khi xe chay đươc 500s............................... 40
6


Hinh Assignment 2.5 Mô hinh thay đổi tham số biểu diễn vân tốc................................... 41
Hinh Assignment 2.6 Đồ thị biểu diễn sự khác nhau vê tốc đô giữa 2 đối tương............. 41
Hinh Assignment 2.7 Mô hinh đồ thị quãng đường........................................................... 42
Hinh Assignment 2.8 Đồ thị quãng đường đi đươc............................................................42
Hinh Assignment 2.9 Mô hinh tổng hơp các thông số....................................................... 43
Hinh Assignment 2.10 Đồ thị biểu diễn các thông số kết qua........................................... 43
Hinh Assignment 2.11 Đê bai 2.2....................................................................................... 44
Hinh Assignment 2.12 Đồ thị biểu diễn tín hiêu đâu vao...................................................45
Hinh Assignment 2.13 Mơ hinh hê thống MSD................................................................. 45
Hinh Assignment 2.14 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi cua quang đường, vân tốc, gia tốc lân
lươt từ trên xuống................................................................................................................ 46
Hinh Assignment 2.15 Đồ thị biểu diễn tác đông lực trong thời gian ngắn.......................46
Hinh Assignment 2.16 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi cua quang đường, vân tốc, gia tốc lân
lươt từ trên xuống sau khi thay đổi tác đông lực................................................................ 47
Hinh Assignment 2.17 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi cua quang đường, vân tốc, gia tốc lân
lươt từ trên xuống sau khi thay đổi khối lương...................................................................47
Hinh Assignment 2.18 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi cua quang đường, vân tốc, gia tốc lân

lươt từ trên xuống sau khi thay đổi hê số k.........................................................................48
Hinh Assignment 3.1 Đê bai 3............................................................................................ 49
Hinh Assignment 3.2 Đồ thị biểu diễn đâu vao Impulse....................................................49
Hinh Assignment 3.3 Mô hinh hê thống hoa Impulse........................................................ 50
Hinh Assignment 3.4 Đồ thị biểu diễn tác đông cua ham Impulse.................................... 50
Hinh Assignment 3.5 Đồ thị biểu diễn sự dân ổn định cua hê........................................... 51
Hinh Assignment 3.6 Đồ thị biểu diễn sự mất ổn định cua hê........................................... 51
Hinh Assignment 3.7 Đồ thị biểu diễn sự dao đông va mất ổn định cua hê...................... 53

7


DANH MUC CAC BẢNG
Trang
Bang 2.1 Bang so sánh Ưu/Nhươc điểm cua BEV............................................................. 14
Bang Assignment 1.1: So sánh giữa điêu khiển mở va điêu khiển kín.............................. 37
Bang Assignment 1.2: Ưu điểm va nhươc điểm cua các bô điêu khiển.............................38
Bang Assignment 2.1: Số liêu tham số cua các model....................................................... 39

8


Chương 1: TỔNG QUAN.
1.1. Lý do chọn đề tài.
Hiên nay, rất nhiêu ưng dụng xe điên đã đươc phát triển để giai quyết vê vấn đê năng
lương va vấn đê ô nhiễm môi trường gây ra bởi sử dụng những phương tiên giao thông sử
dụng đông cơ đốt trong. Đặc biêt, ưu điểm vươt trôi cua xe điên co thể kể đến như hiêu
suất cao va thân thiên vơi môi trường.
Trên thế giơi, môt số mâu xe điên đã đươc nghiên cưu va phát triển nhằm đáp ưng các
nhu câu cũng như giai quyết các vấn đê còn mắc phai trong thực tế cũng như bắt đâu đưa

vao san xuất thương mai thi nên công nghiêp nươc ta mơi chi dừng lai ở kha năng lắp ráp
va sửa chữa những ô tô sử dụng đông cơ đốt trong binh thường. Nắm bắt đươc xu thế
ngay cang sử dụng nhiêu hơn những phương tiên thân thiên vơi môi trường va tiết kiêm
năng lương, chính phu ta đã co những quan tâm đến những ưng dụng xe điên đâu tiên, đặt
nên mong cho nên công nghiêp ô tô trong tương lai tai Viêt Nam. Vơi mong muốn tiếp
cân cũng như nghiên cưu sâu hơn vê vấn đê nay, nhom sinh viên chung em đã lựa chon
đê tai: “Battery Electric Vehicle Modelling and Control” lam đê tai nghiên cưu tiểu luân
lân nay cua minh.
1.2. Muc tiêu nghiên cứu.
Tim hiểu vê ô tô điên (BEV), lam rõ cấu tao va nguyên ly hoat đông cua ô tô điên
Ứng dụng mô phỏng va điêu khiển bằng Matlab Simulink
1.3. Phương phap nghiên cứu.
Tim hiểu các tai liêu va bai giang đã đươc giáo viên chi dân va giơi thiêu.
Tim hiểu từ các đâu sách tin cây từ các nha xuất ban uy tín.
So sánh, phân tích, tổng hơp, trừu tương va khái quát lai va viết ra bằng ngôn ngữ hiểu
vê vấn đê đo.
Suy tư vê những gi đã, đang, sẽ diễn ra trong cuôc sống.
Ứng dụng trong thực tế.

9


Chương 2: CƠ SƠ LY THUYÊT.
2.1. Sơ lươc về xe điện (BEV).
Lịch sử phát triển xe điên va môt số thuât ngữ thường dùng:
+ Bắt đâu từ những y tưởng, mô hinh thô sơ cho tơi sự xuất hiên phổ biến như hiên
nay, lịch sử phát triển xe điên đã trai qua gân 200 năm phát triển vơi nhiêu thăng trâm.
+ Từ đâu thế kỷ XIX - khi chi la mô hinh, cho tơi nay, cuôc cách mang xe điên đang
diễn ra vơi tốc đô nhanh, trên quy mô lơn va sự canh tranh khốc liêt hơn bao giờ hết. Trai
qua nhiêu thăng trâm trong suốt 200 năm, lịch sử phát triển xe điên đang co những “bươc

chuyển minh” đáng kể va hưa hẹn bùng nổ trên thị trường trong tương lai.
2.1.1. Lịch sử phát triển xe điên
- Mô hinh xe điên sơ khai:
+ Lịch sử phát triển xe điên bắt đâu vao năm 1828, khi Ányos Jedlik – nha vât ly va
linh mục người Hungary phát minh ra đông cơ điên sơ khai gồm môt đông cơ môt chiêu,
stato (phân đưng yên cua đông cơ), roto (phân chuyển đông cua đông cơ) va cổ gop điên.
Mô hinh thô sơ nay chính la nên mong cho hê thống đơng cơ điên ngay nay.
+ Bốn năm sau, vao năm 1832, mô hinh xe điên co kích thươc đây đu đâu tiên trên
thế giơi ra đời, la sáng tao cua môt nha phát minh người Scotland - Robert Anderson. Vê
mặt ky thuât, mâu xe không co pin sac cua Robert Anderson hoan toan không thể đáp
ưng đươc tiêu chuẩn xe điên khắt khe ngay nay, nhưng co môt điêu chắc chắn rằng, cỗ xe

Hinh 2.1 Mô hinh xe điện thô sơ đầu tiên trên thê
giới của Robert Anderson.
điên thô sơ nay đã tao ra môt sự thay đổi manh mẽ so vơi những chiếc xe ngựa cùng thời.
10


+ Năm 1835, Giáo sư người Ha Lan - Sibrandus Stratingh ở Groningen va trơ ly cũng
tao ra môt chiếc ô tô điên nhỏ, chay bằng đông cơ điên sơ khai nhưng không co pin sac.
- Đâu máy xe điên đơn gian
+ Đâu máy điên đâu tiên trên thế giơi ra đời vao năm 1837 tai Scotland, la phát minh
cua nha hoa hoc Robert Davidsonn. Bô phân nay chay bằng loai pin tự phát (Galvanic
Cell), co kha năng tao ra năng lương điên từ các phan ưng oxy hoa tự nhiên diễn ra bên
trong các cục pin.
+ Sau thanh công bươc đâu, Davidson đã chế tao môt đâu máy xe lửa co kích thươc
lơn hơn tên la Galvani, trưng bay tai Triển lãm Hiêp hôi Nghê thuât Hoang gia Scotland
năm 1841. Chiếc xe co kích thươc lên tơi 7 tấn, gồm hai đông cơ điên truyên đông trực

Hinh 2.2 Đầu may xe điện đơn gian của Robert Davidson.

tiếp, các nam châm điên cố định trên thanh sắt va các cổ gop điên đơn gian.
- Sự xuất hiên cua những chiếc xe điên đâu tiên
+ Thất bai cua những mô hinh xe điên sơ khai nằm ở vấn đê pin không thể sac lai,
khiến cho giấc mơ vê môt chiếc xe điên thay thế hoan toan xe keo bằng sưc ngựa trở nên
xa vời. Lịch sử phát triển xe điên chi đươc viết tiếp khi nha vât ly người Pháp Gaston
Plante phát minh ra pin axit-chi – loai pin co thể sac lai vao năm 1859.
+ Vao năm 1884, nha phát minh người Anh Thomas Parker đã chế tao chiếc ô tô điên
san xuất đâu tiên ở Wolverhampton, sử dụng pin sac dung lương cao. Bên canh đo,
không thể không nhắc đến sự kiên William Morrison ra mắt môt chiếc ô tô điên đơn gian
đâu tiên tai My vao năm 1889-1891 gây đươc sự chu y va đat đươc thanh công vang dôi.
11


Đây đươc xem la hai sự kiên quan trong đã đặt nên mong cho xu hương va sự bùng nổ
cua xe điên ở những giai đoan tiếp theo.

Hinh 2.3 Chiêc ô tô điện đầu tiên sử dụng pin sac dung lương
cao của Thomas Parker.
- Thời “hoang kim” cua xe điên
+ Vao cuối thế kỷ XIX, lịch sử phát triển xe điên rẽ sang môt trang mơi khi các xe
taxi chay bằng pin điên trở nên phổ biến. Tai London, Walter Bersey đã thanh lâp môt
đôi xe taxi điên chay trên đường phố vao năm 1897. Cùng vơi đo ở New York, Công ty
Xe điên va Xe chở hang cua Samuel bắt đâu sử dụng 12 xe taxi chở hang chay bằng điên.
+ Năm 1912, nhiêu ngôi nha đươc nối dây điên, tao điêu kiên cho sự phát triển cua ô
tô điên, khắc phục trở ngai vê cơ sở ha tâng. Theo thống kê, My la quốc gia sử dụng xe
điên nhiêu nhất trên thế giơi khi co đến 33.842 chiếc xe đươc đăng ky lưu hanh. Hâu hết
các loai phương tiên thời kỳ nay đêu mô phỏng theo những toa tau đồ sô,thiết kế công
phu vơi nôi thất xa hoa, vât liêu cao cấp nhằm phục vụ tâng lơp thương lưu. Sự bùng nổ
cua ô tô điên lên cao trao nhất vao năm 1910.
- Sự “thối trao” cua ơ tơ điên

+ Sau thanh công vang dôi vao đâu thế kỷ XX, xe điên bắt đâu mất dân vị thế trên thị
trường ơ tơ va chính thưc bươc vao giai đoan “thối trao”. Khi đo, ha tâng đường bơ
đươc cai tiến đòi hỏi xe phai co kha năng vân hanh cao hơn.

12


+ Cũng vao thời điểm nay, các mỏ xăng dâu lơn đã đươc phát hiên, tao đa phát triển
cho nganh công nghiêp khai thác dâu khiến giá xăng dâu giam manh. Năm 1912, giá cua
môt chiếc ô tô điên đươc bán cao gấp đôi môt chiếc xe xăng. Chưa kể, viêc sử dụng nhiên

Hinh 2.4 Gia xăng dầu giam manh khiên xe điện rơi vao thời kỳ “thoai trao”.
liêu xăng sẽ tiết kiêm chi phí hơn nguồn điên rất nhiêu khi chay đường dai thời bấy giờ.
- Sự “hồi sinh” cua ô tô điên
+ Niêm hy vong vê ô tô điên nhen nhom trở lai khi tâp đoan American Motors
Corporation (AMC) va Sonotone Corporation công bố nghiên cưu san xuất môt chiếc ô
tô điên chay bằng pin tự sac vao năm 1959. Loai pin nay co thể sac lai nhanh chong,

Hinh 2.5 Xe điện tốc đô thâp NEV phổ biên trên toan cầu.
13


trong lương nhẹ hơn so vơi pin axit – chi truyên thống.
+ Tính đến tháng 7 năm 2006, co khoang 60.000 - 76.000 chiếc xe NEV đươc sử
dụng ở Hoa Kỳ, tăng 56.000 chiếc so vơi năm 2004. Mâu xe điên tốc đô thấp đươc bán
chay nhất la Global Electric Motorcars (GEM) vơi hơn 50.000 chiếc đươc bán ra toan câu
vao năm 2014. Hai thị trường xe điên NEV lơn nhất thế giơi trong năm 2011 la My vơi
14.737 chiếc va Pháp vơi 2.231 chiếc.
2.1.2. Ưu điểm va nhươc điểm cua BEV.
Ưu điêm

Xe chay điên khơng san sinh ra khí thai
đơc hai như các dịng xe sử dụng đơng cơ
đốt trong thông thường.

Nhươc điêm
Giá xe điên thường mắc hơn các dịng xe
trun thống. Người lái phai tốn phí ban
đâu nhiêu hơn trươc khi nhân thấy lơi ích
từ viêc khơng tốn tiên xăng.

Người lái loai bỏ đươc nhu câu đổ xăng,
tiết kiêm phân lơn chi phí nhiên liêu do
chuyển sang sử dụng điên năng.

Xe điên kho co thể đi xa vi co mưc năng
lương han chế.

Xe điên thường co chi phí bao tri định
kỳ thấp hơn xe truyên thống hoặc xe
hybrid (không cân thay dâu, vê sinh ống

Thời gian sac, nap điên cho xe cũng la
môt điểm bất lơi đáng chu y.

xa...).
Chu xe co thể nhân đươc giá ưu đãi do
giam thuế, khuyến mãi nhằm khuyến
khích người dùng chuyển sang các dịng
xe thân thiên vơi mơi trường.

Xe điên vân chưa co mang lươi sac mở
rông, số lương các tram sac đang phát
triển nhưng vân còn han chế.

Bang 2.1 Bang so sanh Ưu/Nhươc điểm của BEV
2.2. Cấu tao và nguyên lý hoat đông cua BEV.
2.2.1. Cấu tao BEV.
Cấu tao BEV:
+ Ắc quy phụ: Trong môt chiếc xe truyên đông điên, nguồn pin phụ cung cấp năng
lương cho các thiết bị trên xe hoat đông.

14


+ Cổng sac: Cổng sac cho phep phương tiên kết nối vơi nguồn điên bên ngoai để sac
ắc-quy
+ Bô chuyển đổi DC/DC: Thiết bị nay chuyển đổi nguồn DC áp cao từ ắc quy thanh
nguồn DC áp thấp cân thiết để các thiết bị trên xe hoat đông & sac lai cho ắc quy phụ.
+ Đông cơ điên/Motor điên: Sử dụng năng lương từ bô nguồn ắc qui, motor nay dân
đơng các bánh xe. Vai phương tiên cịn sử dụng tổ hơp đông cơ – máy phát (motor
generators) thực hiên ca 2 chưc năng truyên đông va tái sinh/hồi phục năng lương.
+ Onboard charger: Lấy nguồn điên AC đươc cung cấp qua cổng sac va biến đổi
chung thanh nguồn DC để sac cho ắc quy. Bô phân nay theo dõi các thơng số cua ắc quy
như điên áp, dịng, nhiêt đô va trang thái sac.
+ Bô điêu khiển điên tử cơng suất (Power electronics controller): Bơ phân nay quan
ly dịng năng lương điên đươc cung cấp bởi ắc quy, điêu khiển tốc đô cua motor điên va
momen xoắn ma no tao.
+ Hê thống lam mát (Thermat System): Hê thống nay duy tri mơt pham vi nhiêt đơ
hoat đơng thích hơp cua đông cơ/motor điên & các bô phân khác.
+ Bô ắc quy keo: Lưu trữ điên để cung cấp cho motor.

+ Truyên đông (điên) – Transmission (electric).
- Pin: 3 loai pin cua ô tô điện phô biên hiện nay:
+ Pin axit chi: Chung đã đươc sử dụng trong tất ca các loai ô tô kể ca ô tô điên từ
thế kỷ 19.
+ Pin niken: pin Ni-MH đươc sử dụng trong môt số xe hybrid va xe điên cũ như
những thế hê đâu tiên cua Toyota Prius va Honda Insight. Mặc dù loai pin nay đã cũ,
nhưng chính xác vân chưa lỗi thời vi môt số xe ô tô điên mơi trên thị trường hiên nay vân
sử dụng chung.
+ Pin Lithium ion: Pin lithium ion (Li-ion) hiên đươc coi la tiêu chuẩn cho xe điên
chay pin hiên đai.

15