Xây dựng và khảo sát cấu hình xe điện nội đô thành phố hà nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Xây dựng và khảo sát cấu hình xe điện nội
đơ Thành phố Hà Nội
TRẦN QUANG MINH


Ngành Kỹ thuật Ơ tơ

Giảng viên hướng dẫn:

PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan

Khoa:

Cơ khí Động lực

HÀ NỘI, 10/2022

Chữ ký của GVHD



Lời cảm ơn
Trong q trình học t ập và hồn thành luận văn cao học tại Trường. cùng với
nỗ lực c ủa bản thân là sự đồng hành và giúp đỡ tận tình của nhiểu thầy cơ giáo,
nghiên cứu sinh, học viên cao học, các thế hệ kỹ sư, sinh viên trong Trường.
Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành đến
PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan cũng như các thầy giáo tại NCM Ô tơ và Xe
chun dụng – Trường Cơ khí, Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giảng dạy, hướng

dẫn và chỉ bảo cho em những kiến thứ c chuyên sâu v ề lĩnh vực nghiên cứ u,
luôn tạo điều kiện cho em cùng các học viên theo học hoàn thành luận văn này.

i


Tóm tắt nội dung luận văn
Luận văn thạc sĩ trình bày về nội dung “Xây dựng và khảo sát cấu hình xe
điện nội đơ Thành phố Hà Nội”. Để thự c hiện nội dung này, tác giả nghiên cứu nhu
cầu di chuyển trong nội đô thành phố Hà nội và trên cơ sở đó đề xuất các thơng số
động lực học cơ bản cho xe điện. Để khả sát khả năng vận hành của xe điện, tác giả
nghiên cứu cơ sở lý thuyết chuyển động của xe và xây dựng hệ phương trình
vi phân mơ tả động lực học doc của một chiếc xe điện. Sau đó sử dụng phần mềm
mô phỏng tiến hành xây dựng các khối mô phỏng khả năng hoạt động của xe trong
điều kiện nội đô Thành phố Hà Nội và dựa vào đó tiến hành đánh giá các thông
số động lực học của xe. Các kết quả khảo sát và đánh giá phù hợp với các lý
thuyết cổ điển cũng như điều kiện vận hành thực tế. Các kết quả này có thể được
sử dụng làm tiền đề để tiếp tục phát triển các nghiên cứu nâng cao hơn về xe điện
hay kiểm thử trước khi đưa vào sản xuất mẫu xe điện mới.
Hướng phát triển tiếp theo của đề tài (nếu có) sẽ là xây dựng và khảo sát
mơ hình xe điện có sử dụng phanh tái tạo cũng như đề xuất các giải pháp làm mát
cho xe điện trong quá trình vận hành.
HỌC VIÊN

Trần Quang Minh

ii


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN ....................................................... 1
1.1

1.2

Giới thiệu về ô tô điện ................................................................................ 1
1.1.1

Sơ lược về lịch sử ơ tơ điện ......................................................... 1

1.1.2

Tình hình sản xuất và sử dụng ô tô điện ..................................... 2

1.1.3

Ưu, nhược điểm khi sử dụng ô tô điện ...................................... 11

Giới thiệu một số bộ phận chính của ơ tơ điện: ....................................... 12
1.2.1

Truyền động điện ...................................................................... 12

1.2.2

Động cơ điện ............................................................................. 16

1.2.3

Nguồn năng lượng trên xe điện ................................................. 17

1.3

Thực trạng sử dụng phương tiện giao thông chở khách ở Việt Nam ....... 19

1.4

Kết luận .................................................................................................... 23

CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG MƠ HÌNH KHẢO SÁT XE ĐIỆN ..................... 25
2.1

Mơ hình người lái ..................................................................................... 26

2.2

Mơ hình điều khiển động cơ điện ............................................................ 27

2.3

Mơ hình động cơ điện .............................................................................. 27

2.4

Mơ hình mơ phỏng ắc quy chì – axit ....................................................... 30
2.4.1

Điện áp nhánh chính Em ............................................................ 31

2.4.2

Điện trở đầu cực R0 ................................................................... 32

2.4.3

Điện trở nhánh chính R1 ............................................................ 33

2.4.4

Dịng điện ký sinh IP ................................................................. 33

2.4.5

Điện lượng và dung lượng ........................................................ 34

2.4.6

Mơ hình nhiệt ............................................................................ 37

2.4.7

Khối tính tốn mạch .................................................................. 37

2.5

Mơ hình động lực học dọc xe ................................................................... 39

2.6

Mơ hình hệ thống động lực xe điện ......................................................... 48

2.7

Kết luận .................................................................................................... 49

CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC XE ĐIỆN 50
3.1

Khảo sát vận tốc cực đại và khả năng tăng tốc của xe trên đường bằng . 51

3.2

Khảo sát vận tốc cực đại của xe trên đường có độ dốc 10% ................... 52

3.3

Khảo sát mức tiêu hao năng lượng và sự thay đổi nhiệt độ pin trong 10km

đường bằng với các vận tốc khác nhau khi xe đầy tải ......................................... 53

iii


3.4
Khảo sát mức tiêu hao năng lượng và sự thay đổi nhiệt độ pin trong 10km
đường bằng với các vận tốc khác nhau khi xe không đầy tải..............................55
3.5
Khảo sát mức tiêu hao năng lượng và sự thay đổi nhiệt độ pin trong 10km
đường dốc 5% với các vận tốc khác nhau khi xe đầy tải..................................... 55
3.6

Khảo sát mức tiêu hao năng lượng và sự thay đổi nhiệt độ pin trong 10km
đường dốc 5% với các vận tốc khác nhau khi xe không đầy tải..........................56
3.7

Khảo sát sự thay đổi của nhiệt độ pin khi vận hành trên dốc vào mùa hè 57

3.8
So sánh khảo sát vận hành trên một đoạn đường lên rồi xuống dốc và một
đoạn đường thẳng trong cùng điều kiện về nhiệt độ môi trường và tải trọng ở một
số dải vận tốc...................................................................................................... 58
3.9

Kết luận................................................................................................... 63

KẾT LUẬN ĐỀ TÀI......................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................ 65

iv


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Ơ tơ điện thời kỳ đầu..............................................................................1
Hình 1.2 Mức độ phát thải khí CO2 tương đương của các loại động cơ đốt trong và
điện....................................................................................................................... 3
Hình 1.3 Hiệu suất năng lượng tương đương của các loaị động cơ đốt trong và điện
3
Hình 1.4 Mức độ phát thải tương đương của các loại động cơ đốt trong và điện . 4
Hình 1.5 Phân bổ khoản đầu tư cho nghiên cứu ô tô điện tại Hoa Kỳ từ năm 2009
4
Hình 1.6 Cấu hình cơ bản hệ truyền động cho xe điện..........................................5

Hình 1.7 Minh họa hệ thống năng lượng phân phối trong xe điện........................5
Hình 1.8 Cấu hình xe plug-in hybrid....................................................................6
Hình 1.9 Lộ trình hơn 40 năm nghiên cứu ơ tơ điện của Mitsubishi Motors.........7
Hình 1.10 Xe ơ tơ điện i-MiEV được đưa ra thị trường........................................7
Hình 1.11 Xe điện OLEV nạp điện khơng dây online tại KAIST.........................8
Hình 1.12 Xe bus điện sử dụng siêu tụ tại Thượng Hải........................................8
Hình 1.13 Chỉ số sử dụng năng lượng của xe ô tô động cơ xăng và điện..............9
Hình 1.14 Xe điện mui hở................................................................................... 10
Hình 1.15 Xe điện chạy trong thành phố ở Nga.................................................. 10
Hình 1.16 Xe-M.GO ra mắt tại triển lãm ô tô Paris 2008.................................... 11
Hình 1.17 Xe Zap................................................................................................ 11
Hình 1.18 Cấu hình hệ thống truyền lực cho ơ tơ điện........................................ 13
Hình 1.19 Đặc tính làm việc lý tưởng của xe...................................................... 13
Hình 1.20 Đặc tính động cơ điện (a) và đặc tính kéo của xe khi sử dụng động cơ
điện (b)................................................................................................................ 14
Hình 1.21 Hình ảnh thực tế hệ thống truyền lực................................................. 15
Hình 1.22 Hình vẽ cầu sau của xe....................................................................... 15
Hình 1.23 Các loại động cơ điện chính............................................................... 16
Hình 1.24 Đường đặc tính cơ của 3 loại động cơ điện........................................16
Hình 1.25 Ngun lý hóa học của tế bào nhiên liệu Fuel Cell (nguồn: Wikipedia)
18
Hình 1.26 Minh họa hệ thống tế bào nhiên liệu Fuel Cell trên xe ơ tơ điện........19
Hình 1.27 Đồ thị tốc độ di chuyển...................................................................... 20
Hình 1.28 Đồ thị khối lượng hành lý.................................................................. 21
Hình 1.29 Đồ thị số lượng khách mỗi lượt xe Taxi............................................. 21
Hình 1.30 Đồ thị sửa chữa bảo dưỡng xe máy.................................................... 22
Hình 2.1 Sơ đồ truyền động xe điện.................................................................... 25
Hình 2.2 Mơ hình người lái................................................................................. 26
v

Hình 2.3 Các thơng số khối điều khiển PID........................................................ 26
Hình 2.4 Mơ hình điều khiển động cơ điện......................................................... 27
Hình 2.5 Đồ thị đặc tính động cơ điện................................................................ 28
Hình 2.6 Sơ đồ thuật tốn xây dựng đường đặc tính động cơ điện......................29
Hình 2.7 Sơ đồ thuật tốn lựa chọn mơ men đầu ra............................................ 30
Hình 2.8 Mơ hình động cơ điện một chiều khơng chổi than...............................30
Hình 2.9 Mạch tương đương ắc quy.................................................................... 31
Hình 2.10 Mơ hình điện áp nhánh chính............................................................. 32
Hình 2.11 Mơ hình điện trở đầu cực................................................................... 32
Hình 2.12 Mơ hình điện trở nhánh chính khi phóng........................................... 33
Hình 2.13 Mơ hình dịng điện ký sinh................................................................. 34
Hình 2.14 Mơ hình dung lượng ắc quy............................................................... 36
Hình 2.15 Mơ hình nhiệt ắc quy.......................................................................... 37
Hình 2.16 Mơ hình khối tính tốn mạch............................................................. 38
Hình 2.17 Mơ hình mơ phỏng ắc quy chì – axit.................................................. 38
Hình 2.18 Mơ hình động lực học dọc của xe....................................................... 39
Hình 2.19 Mơ hình các lực theo phương dọc...................................................... 40
Hình 2.20 Mơ hình khối lượng qn tính quay tương đương..............................41
Hình 2.21 Mơ hình tải trọng cầu trước................................................................ 42
Hình 2.22 Mơ hình tải trọng cầu sau................................................................... 42
Hình 2.23 Mơ hình lực cản mặt đường............................................................... 43
Hình 2.24 Mơ hình lực cản khơng khí................................................................. 44
Hình 2.25 Đồ thị độ trượt – hệ số bám................................................................ 44
Hình 2.26 Mơ hình lực dọc bánh trước............................................................... 45
Hình 2.27 Mơ hình lực dọc bánh sau.................................................................. 45
Hình 2.28 Mơ hình gia tốc góc bánh trước.......................................................... 46
Hình 2.29 Mơ hình gia tốc góc bánh sau............................................................. 47
Hình 2.30 Mơ hình mơ men sau truyền lực chính............................................... 47
Hình 2.31 Mơ hình động lực học dọc xe............................................................. 48

Hình 2.32 Khối “Input signal”............................................................................ 48
Hình 2.33 Mơ hình mơ phỏng hệ thống truyền động xe điện.............................. 49
Hình 3.1 Đồ thị vận tốc khi tăng tốc trên đường bằng........................................ 51
Hình 3.2 Đồ thị gia tốc xe trên đường bằng ở 100% ga......................................51
Hình 3.3 Đồ thị vận tốc khi xe chạy trên đường dốc 10%................................... 52
0

Hình 3.4 Đồ thị thời gian pin đạt 100 C ở một số dải vận tốc khi lên dốc 5% vào
mùa hè................................................................................................................. 58
Hình 3.5 Hình dạng đoạn đường khảo sát........................................................... 59
vi


Hình 3.6 Thơng số khối Step1............................................................................. 59
Hình 3.7 Mơ hình lực cản mặt đường trong khảo sát lên rồi xuống dốc.............60
Hình 3.8 Đồ thị so sánh mức tiêu hao năng lượng trên 2 đoạn đường khác nhau 61
Hình 3.9 Đồ thị so sánh mức tăng nhiệt độ pin trên 2 đoạn đường khác nhau....62

vii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Thống kê phiếu khảo sát...................................................................... 19
Bảng 1.2 Quãng đường xe đi trong ngày............................................................. 20
Bảng 1.3 Cấu hình đề xuất cho xe điện nội đơ.................................................... 23
Bảng 2.1 Bảng số liệu xây dựng đặc tính động cơ điện...................................... 28
Bảng 2.2 Bảng tra cứu (LUT) biến số Kt............................................................ 35
Bảng 3.1 Tham số mô phỏng chuyển động xe.................................................... 50
Bảng 3.2 Bảng sai số giữa kết quả mô phỏng và công thức cổ điển....................53
Bảng 3.3 Mức tiêu hao năng lượng và sự thay đổi nhiệt độ pin ở một số dải vận

tốc trên đường bằng trong trạng thái đầy tải........................................................ 54
Bảng 3.4 Mức tiêu hao năng lượng và sự thay đổi nhiệt độ pin ở một số dải vận
tốc trên đường bằng trong trạng thái không tải................................................... 55
Bảng 3.5 Mức tiêu hao năng lượng và sự thay đổi nhiệt độ pin ở một số dải vận
tốc trên đường dốc 5% trong trạng thái đầy tải................................................... 56
Bảng 3.6 Mức tiêu hao năng lượng và sự thay đổi nhiệt độ pin ở một số dải vận
tốc trên đường dốc 5% trong trạng thái không đầy tải........................................57
0

Bảng 3.7 Bảng thời gian pin đạt đến 100 C khi vận hành trên dốc 5% vào mùa hè
58
Bảng 3.8 Bảng kết quả khảo sát 1....................................................................... 60
Bảng 3.9 Bảng kết quả khảo sát 2....................................................................... 61
Bảng 3.10 Bảng chênh lệch các thông số về SOC và nhiệt độ pin của đường bằng
so với đường lên rồi xuống dốc........................................................................... 62

viii


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN
1.1 Giới thiệu về ô tô điện
1.1.1 Sơ lược về lịch sử ô tô điện
a. Thời kỳ đầu
Ơ tơ điện khơng phải một khái niệm mới mà trên thực tế đã có lịch sử lâu
đời. Từ đầu thế kỷ 19, xe chạy bằng nguồn năng lượng điện đã có vị thế cạnh
tranh tương đương với xe chạy bằng động cơ hơi nước.
Vào khoảng những năm 1832 và 1839, Robert Anderson người Scotland
đã phát minh ra loại xe điện chuyên chở đầu tiên. Năm 1842, hai nhà phát minh
người Mỹ là Thomas Davenport và Scotsmen Robert Davidson trở thành những
người đầu tiên đưa ắc quy vào sử dụng cho ô tô điện. Đến những năm 1865,

Camille Faure đã thành công trong việc nâng cao khả năng lưu trữ điện trong ắc
quy, giúp cho xe điện có thể di chuyển một quãng đường dài hơn. Pháp và Anh là
hai quốc gia đầu tiên đưa ô tô điện vào phát triển trong hệ thống giao thông vào
cuối thế kỷ 18.
Khoảng năm 1890, một chuyên gia hóa học sống tại Des Moines, Iowa
(Mỹ) tên là William Morrison đã thành công chế tạo chiếc ô tô điện đầu tiên tại
Mỹ. Chiếc xe có thể chở 6 hành khách v ới tốc độ 14 dặm/giờ, mặc dù tốc độ
không nhanh hơn xe ngựa nhưng phát minh này đã khiến con người hứng thú
hơn với xe điện [1].

Chiếc xe đua sử dụng động cơ điện
La Jamais Contente (1899)

Edison và chiếc xe Detroit (1914)

Hình 1.1 Ơ tơ điện thời kỳ đầu

b. Suy yếu và biến mất
Đến đầu thế kỷ 20, ô tô điện trở nên yếu thế so với ô tô sử dụng động cơ
đốt trong do những nguyên nhân chính sau:
1


- Vào thời điểm này, người ta đã tìm ra những mỏ dầu lớn trên thế giới dẫn
đến việc hạ giá thành của dầu và các sản phẩm dẫn xuất trên toàn cầu. Vấn đề
nhiên liệu cho xe chạy động cơ đốt trong trở nên đơn giản.
- Về giá thành, năm 1928, một chiếc xe chạy điện có giá khoảng
1750USD, trong khi đó một chiếc xe chạy xăng chỉ có giá khoảng 650USD.
- Về mặt kỹ thuật, công nghệ chế tạo động cơ đốt trong và cơng nghiệp ơ tơ
có những tiến bộ vượt bậc: Charlé Kettering đã phát minh ra bộ khởi động cho xe

chạy xăng, Henry Ford đã phát minh ra các động cơ đốt trong có giá thành hạ,…
Kết quả là đến năm 1935, ô tô điện đã gần như biến mất do không thể
cạnh tranh được với xe chạy động cơ đốt trong [1].
c. Sự trở lại và phát triển

Bắt đầu từ thập niên 60, 70 của thế kỷ trước, thế giới phải đối mặt với vấn
đề lớn mang tính tồn cầu:
- Vấn đề năng lượng: các nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá
khơng phải là vơ tận, chúng có khả năng bị cạn kiệt và không thể tái tạo được. Các
phương tiện giao thông sử dụng trực tiếp nguồn năng lượng này (xăng, dầu) chắc
chắn sẽ không tồn tại trong tương lai. Trong khi đó, điện năng là loại năng lượng rất
linh hoạt, nó có thể được chuyển hóa từ nhiều nguồn năng lượng khác, trong
đó có các nguồn năng lượng tái tạo vơ tận như năng lượng gió, mặt trời, sóng
biển, …Do vậy, các phương tiện sử dụng điện là phương tiện của tương lai.
- Vấn đề mơi trường: khơng khó để nhận ra rằng môi trường hiện nay đang bị
ô nhiễm nghiêm trọng, mà một trong những nguyên nhân chính là khí thải từ các
phương tiện giao thơng, đặc biệt là ơ tơ. Ơ tơ điện là lời giải triệt để cho vấn
đề này do nó hồn tồn khơng có khí thải, thân thiện với mơi trường hơn xe sử
dụng động cơ đốt trong.
Như vậy, có thể thấy rằng ơ tô điện là giải pháp tối ưu cho cả hai vấn đề
lớn, đó là lý do khiến nó trở thành mối quan tâm đặc biệt từ nửa sau thế kỷ 20 trở
lại đây và càng ngày càng trở thành mối quan tâm lớn của ngành công nghiệp ô
tô và các nhà khoa học trên tồn thế giới [1].
1.1.2 Tình hình sản xuất và sử dụng ơ tơ điện
a. Tình hình sản xuất và sử dụng ô tô điện trên thế giới
* Hoa Kỳ
Ngay từ những năm 60 của thế kỷ trước, Hoa Kỳ đã quan tâm đến vấn đề
ô nhiễm môi trường do ô tô gây ra, Bang California đã khuyến khích các nhà sản
xuất xe máy và ơ tơ sản xuất các xe ơ tơ điện bằng chương trình xe ít ơ nhiễm
(Low Emission Vehicle Program). Những quy định pháp lý (tiêu chuẩn khí

thải…) cùng hàng loạt ưu đãi với người sử dụng các loại xe ít ơ nhiễm tại Bang
California (ưu đãi thuế, vay vốn, đường ưu tiên tránh tắc đường…) đã khiến cho
các nhà sản xuất xe tập trung phát triển các xe ô tô điện.
2


Tất nhiên các xe ô tô điện sẽ được nạp điện từ hệ thống mạng lưới điện quốc
gia được sản xuất phần lớn là từ các nhà máy nhiệt điện. Các nhà máy nhiệt điện này
cũng sử dụng nhiên liệu hóa thạch (khí, than đá, dầu mỏ) để sản xuất điện. Như vậy
là về bản chất năng lượng điện để nạp cho xe điện cũng không phải là sạch, vẫn ảnh
hưởng đến mơi trường. Đã có rất nhiều nghiên cứu được tiến hành để so sánh tương
đương độ phát thải và hiệu suất sử dụng năng lượng giữa các động cơ với nhau. Điển
hình là nghiên cứu của Bauen and Hart in Hoogers đã sử dụng khái niệm hiệu suất
“từ giếng dầu tới bánh xe” (well to wheel) để so sánh năng lượng giữa các xe được
trang bị động cơ với nhau. Một số kết quả và phân tích của tác giả được trình bày
trong Hình 1.2, Hình 1.3, Hình 1.4.

Hình 1.2 Mức độ phát thải khí CO2 tương đương của các loại động cơ đốt trong và điện

Hình 1.3 Hiệu suất năng lượng tương đương của các loaị động cơ đốt trong và điện

3


Hình 1.4 Mức độ phát thải tương đương của các loại động cơ đốt trong và điện

Từ các k ết quả thể hiệ n trên các Hình 1.2, Hình 1.3, Hình 1.4, dễ dàng
nhận thấy: tất cả các dạng xe điện đều cho hiệu quả nhiên liệu cũng như sự phát
thải tốt hơn nhiều sơ với tất cả các dòng xe được trang bị động cơ đốt trong.
Trong chuyến thăm Trung tâm Nghiên cứu Cơng nghệ Ơ tơ điện Edison

tại California năm 2009, tổng thống Hoa Kỳ Barack Obama đã công bố một
khoản đầu tư 2,4 tỷ Đô-la Mỹ cho việc thúc đẩy nghiên cứu ô tô điện. Khoản đầu
tư này được phân bố như Hình 1.5 [2].
2,4 tỷ đơ-la
cho ô tô điện

500 triệu đôa
cho việc nghiên cứu các
hệ truyền động động
cơ điện, .v.v.

1,5 tỷ đô-la
cho việc nghiên cứu
hệ thống nguồn
năng lượng hiệu
suất cao

400 triệu đô-la cho việc
nghiên cứu các vấn đề về
cơ sở hạ tầng như các
trạm nạp ắc quy, .v.v.

Hình 1.5 Phân bổ khoản đầu tư cho nghiên cứu ô tô điện tại Hoa Kỳ từ năm 2009

Cấu hình cơ bản hệ truyền động bộ biến đổi - động cơ và hệ thống năng
lượng phân phối cho xe điện được diễn tả trong các Hình 1.6 và Hình 1.7.
4


Hình 1.6 Cấu hình cơ bản hệ truyền động cho xe điện

Hình 1.7 Minh họa hệ thống năng lượng phân phối trong xe điện

Đây là nhữ ng chìa khóa cơng nghệ chính của xe điện trong tương lai. Tuy
nhiên, một vấn đề vô cùng quan trọng khác là mô phỏng hoạt động của xe . Từ
đó đưa ra hệ thống chuẩn đốn và báo lỗi trên ơ tơ điện, giúp xe hoạt động an
toàn và ổn định như xe động cơ đốt trong. Ngoài ra, xe sẽ được tiết kiệm tối đa
năng lượng trong các quá trình tăng tốc, giảm tốc,…
* Châu Âu
Tại Châu Âu, xe plug-in hybrid và các bộ biến đổi điện tử công suất là
những vấn đề chính được quan tâm nghiên cứu. Ơ tơ điện lai (plug-in hybrid
electric vehicle) là loại xe sử dụng hỗn hợp cả năng lượng xăng và điện như tên
gọi “hybrid”. Thuật ngữ “plug-in” cho biết rằng xe có bộ nạp tích hợp sẵn, người
dùng chỉ cần cắm điện vào nguồn lưới dân dụng mà không cần một bộ nạp bên
5


ngồi. Một s ố dịng xe hybrid đã được lưu hành tại Việt Nam như Toyota Prius,
Ford Escape Hybrid, Honda Civic Hybrid, … [2]

Hình 1.8 Cấu hình xe plug-in hybrid

* Nhật Bản
Tại Nhật Bản, các hãng ô tô lớn đang lần lượt đưa các mẫu xe thuần điện
(pure Evs) ra thị trường. Nissan “trống dong cờ mở” với Nissan Leaf, tuy vậy
6


Mitsubishi mới là hãng đầu tiên tung ra xe điện thương phẩm với i-MiEV. Xe iMiEV đã được giới thiệu ở Việt Nam tại triển lãm Ơ tơ Vietnam Motor Show
2010.

Để có thể đưa ra thị trường mẫu xe ơ tô điện i-MiEV, hãng Mitsubishi
Motors đã mất hơn 40 năm nghiên cứu. Từ khi ấp ủ những ý tưởng đầu tiên về xe
ơ tơ điện, chính thức bắt đầu nghiên cứu từ năm 1966, cho đến nay, hãng
Mitsubishi Motors đã chế tạo ra 10 mẫu xe concept với hơn 500.000km chạy thử
nghiệm trên tồn cầu. Lộ trình nghiên cứu được cho trong hình sau [2]:

Hình 1.9 Lộ trình hơn 40 năm nghiên cứu ơ tơ điện của Mitsubishi Motors

Hình 1.10 Xe ô tô điện i-MiEV được đưa ra thị trường

Trong giới nghiên cứu, các trường đạ i học lớn ở Nhật Bản đều có những
phịng thí nghiệm, trung tâm nghiên cứu về ô tô điện.
* Hàn Quốc và Trung Quốc
Công nghệ truyền tải điện không dây ứng dụng trong xe điện được khai
thác mạnh mẽ bởi các nhà nghiên cứu thuộ c Viện Khoa học và Công ngh ẹ tiên
tiến Hàn Quốc (KAIST) với dự án chế tạo xe điện nạp năng lượng từ dưới đất
trong suốt quá trình hoạt độ ng (OnLine Electric Vehicle-OLEV). Các sản phẩm
xe bus điện thuộc dự án này đang chạy thử nghiệm rất tốt trong khuôn viên của
KAIST và Công viên Grand Seoul.
7


Hình 1.11 Xe điện OLEV nạp điện khơng dây online tại KAIST

Trung Quốc không chỉ đầu tư sản xuất ô tô mà cả xe điện và họ đã thành
công. Rất nhiều tỉnh thành của quốc gia này đã sử dụng xe điện làm phương tiện
vận tải công cộng mang lại hiệu quả kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường. Đồng
thời xe điện cũng được sử dụng làm phương tiện vận tải trong các công viên, khu
du lịch, khu thể thao. Ngồi ra xe điện cịn được xuất khẩu sang các nước trong
khu vực.

Tại thành phố Thượng Hải, xe bus điện sử dụng siêu tụ của hãng
SINAUTEC đang gây tiếng vang mạnh mẽ. Siêu tụ được nạp nhanh chóng tại
mỗi điểm dừng của xe bus [2].

Hình 1.12 Xe bus điện sử dụng siêu tụ tại Thượng Hải

b. Tình hình ở Việt Nam
Ở Việt Nam, do tình trạng kỹ thuật kém của các phương tiện giao thông,
ngành giao thông đường bộ đang là một trong những ngành tiêu thụ nhiều năng
lượng và gây ô nhiễm lớn hiện nay. Do trữ lượng dầu thơ của Việt Nam có hạn, sản
lượng khai thác giảm dần từ mức cao nhất là 20 triệu tấn năm 2005 xuống còn 13-15
triệu tấn những năm gần đây. Theo tính tốn của Viện Năng lượng, Bộ Cơng
thương, từ năm 2015 trở đi Việt Nam sẽ phải nhập khẩu dầu thô (IE2007). Điều
8


này tạo ra áp lực ngày càng cao lên an ninh cung cấp năng lượng cho giao thơng
vận tải.

Hình 1.13 Chỉ số sử dụng năng lượng của xe ô tô động cơ xăng và điện

Bên cạnh đó, như trên Hình 1.13 vấn đề sử dụng động cơ đốt trong sẽ đặc
biệt nghiêm trọng khi xe chuyển động ở vận tốc thấp, lượng nhiên liệu tiêu thụ sẽ
tăng mạnh dẫn đến lượ ng khí thải cũng tăng theo và lãng phí nhiên liệu. Do vậy
ở các thành phố lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, khi t ốc độ trung bình trong
giờ cao điểm thường dưới 20km/h, vấn đề mơi trường và tiêu thụ nhiên liệu do
các phương tiện giao thông gây ra đã trở nên đặc biệt nghiêm trọng.
Như vậy ô tô điện là giải pháp tối ưu để bảo vệ môi trường và đảm bảo an
ninh năng lượng quốc gia. Trên thế giới đã có những bước tiến lớn trong nghiên
cứu chế tạo ô tô điện - loại “phương tiện sạch của tương lai”. Do vậy để thu hẹp

khoảng cách công nghệ và bảo vệ môi trường cũng như đảm bảo an ninh năng
lượng cho Việt Nam, cần phải tiến hành nghiên cứu các công nghệ tiên tiến của ơ
tơ điện và nhanh chóng có được sản phẩm ban đầu phù hợp v ới điều kiện giao
thông Việt Nam. Việc nghiên cứu sản xuất ô tô điện t ạo cơ hội tiếp cận trực tiếp
với xu thế mới, cũng như góp phần bảo vệ mơi trường của thế giới.
Hiện nay, nhu cầu về xe điện là nhu cầu có thật tại Việt Nam. Các nhà sản
xuất ơ tơ điện nước ngồi cũng đang xây dựng lộ trình để đưa sản phẩm của họ vào
Việt Nam. Một trong những ví dụ là hãng Mitsubishi-Nhật Bản. Nhà sản xuất này đã
giới thiệu xe chạy điện nổi tiếng của mình có tên i-MiEV tại triển lãm Việt Nam
Motor Show 2010. Xe i-MiEV sử dụng ắc quy lithium-ion và động cơ điện đồng bộ
nam châm vĩnh cử u công suất 47kW. Xe có thể chở 4 người, tốc độ tối da 130km/h.
Theo cơng bố thì giá bán xe trước thuế tại Nhật Bản là 47.544 USD.
c. Một số loại ô tô điện đang được sử dụng
* Tại Việt Nam

9


Ô tô điện đang được sử dụng ở các khu du lịch, các khu vui chơi giải trí,
các bệnh viện.

Hình 1.14 Xe điện mui hở

* Tại Liên Bang Nga

Hình 1.15 Xe điện chạy trong thành phố ở Nga

* Những mẫu ô tô điện mới
Đây là một xe chạy hoàn toàn bằng điện, về kích thước thì nằm cùng phân
khúc với Toyota iQ và Smart ForTwo. Chỉ mất chưa đến 4 tiếng để sạc đầy điện

cho xe. Trong quá trình phát triển xe M.GO, hãng Microcar của Pháp t ập trung
vào trọng lượng nhẹ và kích thước nhỏ nhằm tăng quãng đường xe chạy sau mỗi
lần sạc đầy điện mất chưa đầy 4 tiếng.
Tùy theo tốc độ và cách sử dụng, xe M.GO có thể chạy quãng đường 80140km sau mỗi l ần sạc đầy điện. Tốc độ tối đa 45km/h chỉ phù hợp với nhu cầu
di chuyển trong đô thị
10