Tiểu luận xe ô tô điện

BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
--------

TIỂU LUẬN GIỮA KỲ

Mơn: Năng lượng mới trên ơ tơ
Chủ đề: XE ĐIỆN
GVHD: Phạm Sơn Tùng
Nhóm thực hiện: Nhóm 9
Lớp học phần: DHOT16E - 420300332904

TP.HCM, tháng 10 năm 2023


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

TIỂU LUẬN GIỮA KỲ

Mơn: Năng lượng mới trên ơ tơ
Lớp học phần: DHOT16E - 420300332904
Nhóm thực hiện : Nhóm 9

STT

Họ và tên

MSSV

Vai trị

1

Lê Văn Hượng

20081681

Nhóm trưởng

2

Nguyễn Huỳnh Quốc Quang

20000545

Thư ký

3

Nguyễn Quang Thứ

20077671

Thành viên

4

Phan Tấn Thành

20082061

Thành viên

5

Đoàn Quang Thái

20077321

Thành viên

6

Trần Trường Giang

20080391

Thành viên

7

Trần Văn Chi

20079731

Thành viên

TP.HCM, tháng 10 năm 2023

Bảng phân công công việc
STT Thành Viên
1

2

3

4
5
6
7

Lê Văn Hượng

Nội dung công việc

- Phân chia công việc cho các
thành viên trong nhóm.
- Tìm hiểu tổng quan về xe
điện.
- Tổng hợp word và ppt.
Nguyễn Huỳnh Quốc - Tìm hiểu lịch sử phát triển
Quang
và nguyên nhân suy thoái
về xe điện
- So sánh động cơ điện và
động cơ đốt trong

Nguyễn Quang Thứ
- Tìm hiểu cấu tạo của xe điện
- So sánh động cơ điện và
động cơ đốt trong
Phan Tấn Thành
- Tìm hiểu ngun lí hoạt
động của xe điện
Đồn Quang Thái
- Tìm hiểu ngun lí hoạt
động của xe điện
Trần Trường Giang
- Tìm hiểu ưu nhược điểm
của xe điện
Trần Văn Chi
- Tìm hiểu tình hình xe điện
trong nước và thế giới.
- Tổng kết, kết luận và kiến
nghị.

Mức độ hoàn
thành
100%

100%

100%

100%
100%
100%

100%


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Mục Lục
1 Tổng quan về oto điện ............................................................................................. 1
1.1 Khái niệm ......................................................................................................... 1
1.2 Phân loại ........................................................................................................... 1
2 Lịch sử về ô tô điện ................................................................................................. 2
2.1 Những năm đầu tiên của xe hơi điện: ............................................................... 2
2.2 Sự cải tiến của ô tô điện sau những năm tiếp theo ........................................... 2
2.3 Sự phát triễn của xe hơi điện vào những năm 1900 ......................................... 4
2.3 Nguyên nhân suy thoái ô tô điện trên giới: ...................................................... 4
3 Cấu tạo xe điện ........................................................................................................ 5
3.1 Cấu tạo .............................................................................................................. 5
3.2 Chức năng ......................................................................................................... 6
3 Ngun lí hoạt động của xe ơ tơ điện ...................................................................... 7
3.1 Động cơ điện một chiều.................................................................................... 7
3.1.1 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều .................................................................... 7
3.1.2Nguyên lí hoạt động động cơ điện 1 chiều ................................................. 8
3.2 Động cơ điện xoay chiều .................................................................................. 9
3.2.1Cấu tạo động cơ điện xoay chiều ................................................................ 9
3.2.2 Nguyên lí hoạt động động cơ điện xoay chiều .......................................... 9
3.2.3 Cách thức hoạt động của bộ biến tần ( inverter ) trên ô tô điện .............. 10
3.2.4 Cách thức hoạt động của bộ chuyển đổi điện áp DC/DC trên ô tô điện . 11
3.2.5 Cách thức hoạt động của bộ chỉnh lưu AC/DC trên ô tô điện ................. 12
3.3 Các loại cổng sạc ô tô điện ............................................................................. 14

3.4 Quá trình khởi động và chạy .......................................................................... 15
3.5 Quá trình tái tạo năng lượng ........................................................................... 17
3.7 Ưu và nhược điểm của phanh tái tạo năng lượng........................................... 18
4 Ưu điểm và nhược điểm của xe điện..................................................................... 19
GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

i


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

4.1 Ưu điểm .......................................................................................................... 19
4.2 NHƯỢC ĐIỂM: ............................................................................................. 21
5 Một số mẫu xe điện đang được sử dụng ở Việt Nam ........................................... 24
5.1 Giới thiệu tổng quan về xe KIA EV6 ............................................................. 24
5.2 Ngoại thất Kia EV6 ........................................................................................ 25
5.3 Nội thất, tiện nghi Kia EV6 ............................................................................ 27
5.1.3 Động cơ, vận hành Kia EV6........................................................................ 28
5.5 Đánh giá an toàn Kia EV6 .............................................................................. 29
5.5 Các kiểu xe và giá bán của KIA EV6 trên thị trường: ................................... 31
6 Sự khác biệt của động cơ điện và động cơ đốt trong: ........................................... 32
7 Tình hình xe điện trong điện và thế giới: .............................................................. 33
7.1 Trong nước ..................................................................................................... 34
7.2 Trên thế giới ................................................................................................... 35
7.3 Kết luận........................................................................................................... 37
7.4 Kiến nghị ........................................................................................................ 38
Tài liệu tham khảo .................................................................................................... 40

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

ii


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Danh mục hình ảnh
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

1 Các nhà phát minh ................................................................................................... 2
2 Ơng Camille Al
Hình 3 Ơng Gaston lanté ............................... 3
4 Xe điện chạy ở London 1884 .................................................................................. 3
5 Ông Walter C. Baker ............................................................................................... 4
6 Những xe điện đầu tiên được bán ............................................................................ 4
7 Câu tạo xe điện ........................................................................................................ 5
8 Động cơ điện một chiều có chổi than ...................................................................... 7
9 Nguyên lí hoạt động động cơ điện 1 chiều có chổi than ......................................... 8
10 động cơ điện xoay chiều ........................................................................................ 9
11 Mơ tả ngun lí động cơ xoay chiều ..................................................................... 9
12 Nguyên lí vận hành của Inverter ......................................................................... 10
13 Nguyên lí hoạt động của DC/DC......................................................................... 11

14 Bộ chỉnh lưu ........................................................................................................ 12
15 Biểu đồ hoạt động của bộ chỉnh lưu .................................................................... 12
16 Mơ tả q trình sạc pin ........................................................................................ 13
17 Các loại cổng sạc xe điện .................................................................................... 15
18 Sơ đồ tổng quan các chi tiết trên xe điện............................................................. 15
19 Hình ảnh từ trường quay...................................................................................... 16
20 Sự thay đổi tần số cảu inverter ............................................................................ 16
21 Cell pin trên xe điện ............................................................................................ 17
22 Mô tả hoạt động của phanh tái sinh ..................................................................... 18
23 Bảo vệ môi trường ............................................................................................... 19
24 Không cần đổ xăng / dầu ..................................................................................... 19
25 Phạm vi di chuyển và trạm sạc ............................................................................ 21
26 Peugeot E-208 ..................................................................................................... 22
27 Peugeot 208 ......................................................................................................... 22
28 Xe ô tô điện KIA EV6 ......................................................................................... 24
29 Xe ô tô điện Audi E-tron ..................................................................................... 24
30 Xe ô tô điện Hyundai Ioniq 5 .............................................................................. 24
31 Xe ô tô điện Wuling Hongguang Mini EV.......................................................... 24
32 Kia EV6 ra mắt .................................................................................................... 25
33 Tổng thể ngoại thất của Kia EV6 ........................................................................ 25
34 Kia EV6 sử dụng logo Kia mới ........................................................................... 26
35 Phần thân xe Kia EV6 ......................................................................................... 26
36 Nội thất khoang lái .............................................................................................. 27
37 Thiết kế ghế ngồi ................................................................................................. 27

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

iii

Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Hình 38 Động cơ EV6 ....................................................................................................... 28
Hình 39 Cấu tạo xe Kia EV5 ............................................................................................. 28
Hình 40 KIA EV6 .............................................................................................................. 29
Hình 41 Ngành cơng nghiệp ơ tơ đang thay đổi ................................................................ 33
Hình 42VinFast VF 8 là một mẫu xe điện được nhiều người Việt quan tâm ................... 35
Hình 43 Wuling HongGuang MiniEV mẫu ơ tơ điện mini mới đóng góp tới sự phát triển
và phổ biến của xe năng lượng sạch tại Việt Nam ............................................................. 35
Hình 44 Xu hướng xe năng lượng sạch trên thế giới ngày càng phổ biến ........................ 37

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

iv


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

1 Tổng quan về oto điện
1.1 Khái niệm
Xe ô tô điện là loại phương tiện được cung cấp năng lượng bởi động cơ điện. Thay
vì sử dụng các động cơ đốt trong với các nhiên liệu như xăng hoặc dầu diesel, ô tô
điện sử dụng năng lượng được cung cấp từ một bộ pin sạc.
Ơ tơ chạy hoàn toàn bằng năng lượng điện gọi là xe điện thuần túy (EV). Ngồi ra,
loại xe ơ tơ vừa có thể chạy bằng điện, vừa có thể chạy bằng các nhiên liệu khác được
gọi là xe điện lai - xe hybrid (HEV).

1.2 Phân loại
Ơ tơ điện có ba loại chính với hệ thống điện khác nhau được thiết kế để đáp ứng các
nhu cầu lái xe khác nhau. Đó là: ô tô chạy bằng pin nhiên liệu, ô tô chạy bằng pinđiện, ơ tơ điện plug-in hybrid.
Ơtơ chạy pin điện
Ơ tơ chạy bằng pin đều chạy bằng điện và khơng sử dụng xăng mà thay vào đó có
một cục pin lớn cung cấp năng lượng cho một hoặc nhiều động cơ điện. Hiện tại, xe
chạy bằng pin có phạm vi hoạt động từ 130 đến hơn 480km, với phạm vi ngày càng
tăng khi các mẫu xe mới được giới thiệu. Ngoài việc lái xe qua trạm xăng, xe chạy
bằng pin không cần bảo dưỡng nhiều (chẳng hạn như thay dầu, kiểm tra khói bụi,
thay bugi và thay thế bộ chuyển đổi xúc tác hoặc nhiều bộ phận khác bị mòn và hỏng)
so với xe chạy xăng. .
Việc sạc pin cho ơ tơ điện có thể được thực hiện tại nhà bằng cách sử dụng phích
cắm điện 120 volt hoặc 240 volt tiêu chuẩn hoặc ở xa nhà tại các trạm sạc cơng cộng
hoặc nơi làm việc. Một lợi ích của ô tô chạy bằng pin so với xe plug-in hybrid là khả
năng sử dụng bộ sạc nhanh DC, cung cấp phạm vi hoạt động hơn 160 dặm trong 30
phút.
Xe điện hybrid cắm điện
Xe điện plug-in hybrid cung cấp cả chế độ lái chỉ dùng xăng và chỉ dùng điện ngay
cả ở tốc độ tương đối cao. Với pin nhỏ hơn pin điện, xe plug-in hybrid đạt được phạm
vi hoạt động chỉ dùng điện từ 32 – 88km mà trong thời gian đó chúng khơng tạo ra
khí thải từ ống xả. Khi ô tô sử dụng hết phạm vi sử dụng điện, nó sẽ chuyển sang ga
và lái giống như ô tô thông thường.

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

1


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Xe điện chạy pin nhiên liệu
Ơ tô điện chạy bằng pin nhiên liệu chạy bằng điện nhưng hoạt động khác với ô tô
chạy bằng pin hoặc xe hybrid. Hệ thống điện của nó bao gồm nhiều tế bào được kết
hợp thành một khối kết hợp hóa học khí hydro từ bình chứa của ơ tơ và oxy từ khơng
khí để tạo ra điện.
Pin nhiên liệu có phạm vi hoạt động từ 480-640km trên một bình chứa duy nhất và
có thể được tiếp nhiên liệu trong khoảng năm phút tại các trạm tiếp nhiên liệu hydro.

2 Lịch sử về ô tô điện
2.1 Những năm đầu tiên của xe hơi điện:
Từ 1832-1839 :Anderson đã phát minh ra loại xe chuyên chở hàng chạy bằng điện
đầu tiên.
Thomas dauvenport và Robert dauvidson đã đưa pin vào sửa dụng cho ô tơ điện.

Hình 1 Các nhà phát minh

2.2 Sự cải tiến của ô tô điện sau những năm tiếp theo
1859: Gaston lanté thành cơng chết tạo ra pin chì axit.
1860: Camille Alphone đã thử nghiệm thành công khả năng lưu trữ điện trong
pin giúp xe di chuyển dc trong khoản đường dài.

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

2


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Hình 2 Ơng Camille Al

Hình 3 Ông Gaston lanté

1884: Thomas Park thiết kế chế tạo ra được loại xe điện chạy thực tế ở London
sử dụng pin sạc cơng suất cao.

Hình 4 Xe điện chạy ở London 1884

1899 : Hãng ô tô đầu tiên ra đời của ,Walter C. Baker mở công ty Baker
Motor

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

3


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Hình 5 Ơng Walter C. Baker

2.3 Sự phát triễn của xe hơi điện vào những năm 1900
Chiếc xe đầu tiên được bán ra thị trường mang tên Inperial

Hình 6 Những xe điện đầu tiên được bán

1900 : ô tô điện chiếm 1/3 trên thị trường ở Mỹ

2.3 Ngun nhân suy thối ơ tơ điện trên giới:
Vào những 1912 động cơ đốt trong ra đời các nhiên liệu dầu mỏ được tìm thấy so
với xe điện thì xe chạy bằng xăng được điều khiển khá phức tạp nhưng lúc bấy giời
thì nhiên liệu điện khi đi đường xa hoặc ra các ngoại ô của các thành phố lớn thì các
trạm sạc điện sẽ ko có nên sẽ ảnh hưởng đến việc đi xa và hơn nữa giá thành của ô
tô điện lúc này cao hơn rất nhiều so với động cơ xăng nên từ đó ơ tiện đã ko còn tồn
tại trên thị trường

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

4


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

3 Cấu tạo xe điện
3.1 Cấu tạo

Hình 7 Câu tạo xe điện

1.Ắc quy phụ: Trong một chiếc xe truyền động điện, nguồn pin phụ cung cấp năng
lượng cho các thiết bị trên xe hoạt động.
2. Cổng sạc: Cổng sạc cho phép phương tiện kết nối với nguồn điện bên ngoài để
sạc ắc-quy
3. Bộ chuyển đổi DC/DC: Thiết bị này chuyển đổi nguồn DC áp cao từ ắc quy thành

nguồn DC áp thấp cần thiết để các thiết bị trên xe hoạt động & sạc lại cho ắc quy
phụ.
4. Động cơ điện/Motor điện: Sử dụng năng lượng từ bộ nguồn ắc qui, motor này dẫn
động các bánh xe. Vài phương tiện còn sử dụng tổ hợp động cơ – máy phát (motor
generators) thực hiện cả 2 chức năng truyền động và tái sinh/hồi phục năng lượng.
5. Onboard charger: Lấy nguồn điện AC được cung cấp qua cổng sạc và biến đổi
chúng thành nguồn DC để sạc cho ắc quy. Bộ phận này theo dõi các thông số của ắc
quy như điện áp, dòng, nhiệt độ và trạng thái sạc.
6. Bộ điều khiển điện tử công suất (Power electronics controller): Bộ phận này
quản lý dòng năng lượng điện được cung cấp bởi ắc quy, điều khiển tốc độ của motor
điện và momen xoắn mà nó tạo.
7. Hệ thống làm mát (Thermat System): Hệ thống này duy trì một phạm vi nhiệt độ
hoạt động thích hợp của động cơ/motor điện & các bộ phận khác.
8. Bộ ắc quy kéo: Lưu trữ điện để cung cấp cho motor.

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

5


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

3.2 Chức năng
Tên bộ
phận

Cấu tạo và chức năng

Là bộ phận có vai trị cung cấp năng lượng cho xe để các bánh xe
Động cơ
chuyển động. Có 2 loại động cơ: DC (một chiều) hoặc AC (xoay
điện
chiều), nhưng AC được dùng phổ biến hơn.

Là một thiết bị dùng để chuyển đổi nguồn điện một chiều thành
nguồn điện xoay chiều. Nhờ bộ phận này, động cơ có thể thay
đổi tốc độ quay thông qua cách điều chỉnh tần số của dòng điện
Biến tần
xoay chiều hoặc điều chỉnh biên độ của tín hiệu biến tần. Từ đó,
giúp tùy chỉnh công suất hoặc mô-men xoắn của động cơ cho
phù hợp.

Là bộ phận quan trọng, không thể thiếu của xe ô tô điện. Bởi ô tô
điện dùng pin để lưu trữ năng lượng cần thiết giúp xe có thể di
chuyển một quãng đường nhất định. Người dùng nên nạp pin
đầy, giúp động cơ xe có thể sẵn sàng vận hành.
Pin
Phạm vi di chuyển của xe phụ thuộc vào công suất của pin trên ô
tô, công suất càng cao, phạm vi di chuyển càng lớn. Loại pin phổ
biến là pin lithium - với ưu thế tỷ lệ xả thải thấp, không gây hại,
thân thiện với môi trường.
Bộ sạc pin được lưu trữ sẵn trong pin. Bộ phận này có vai trị
chính là kiểm sốt mức điện áp của pin. Ngồi ra, bộ sạc pin cịn
Bộ sạc pin
có thể theo dõi nhiệt độ của pin để duy trì tuổi thọ của pin lâu
dài.

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

6


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Đây là bộ phận đầu não giúp quản lý tất cả các thông số từ pin.
Nhờ cách xử lý thông tin từ pin mà bộ điều khiển có thể kiểm
Bộ điều
sốt tốc độ sạc phù hợp. Bên cạnh đó, bộ điều khiển cũng có vai
khiển
trị điều chỉnh tốc độ trong biến tần của động cơ xe thông qua hệ
thống bàn đạp.
Cáp sạc thường được đặt bên trong xe, giúp sạc pin cho ô tô tại
Cáp sạc nhà hoặc tại các điểm sạc công cộng thuận tiện. Mỗi điểm sạc
đều sẽ có loại cáp sạc riêng cho từng loại xe.

3 Ngun lí hoạt động của xe ơ tô điện
3.1 Động cơ điện một chiều
3.1.1 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều
Stato: Phần đứng yên với 1 hoặc nhiều cặp nam châm vĩnh cửu/ nam châm
điện.
Rotor - Phần lõi chuyển động quay được làm từ các cuộn dây, quấn tạo thành
nam châm điện.
Chổi than (brushes) - Phần tiếp xúc và tiếp điện cho cổ góp.
Cổ góp (commutator) - Bộ phận làm nhiệm vụ tiếp xúc và chia nhỏ nguồn điện
cho các cuộn dây trên rotor. Mỗi một điểm tiếp xúc sẽ tương ứng với một cuộn
dây trên rotor.

Bộ chỉnh lưu: biến đổi dòng điện trong khi rotor quay liên tục

Hình 8 Động cơ điện một chiều có chổi than

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

7


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

3.1.2Ngun lí hoạt động động cơ điện 1 chiều
Stato của động cơ DC sẽ là 1 hoặc nhiều cặp nam châm đứng yên, trong khi
rotor là cuộn dây được nối với nguồn điện 1 chiều. Rotor khi được cấp điện sẽ
tạo ra từ tường tương tác với từ trường của nam châm vĩnh cửu , đồng thời tạo
ra momen quay.
Lúc này, hướng chuyển động của rotor sẽ được xác định bằng quy tắc bàn tay
trái. Tại đó, quy tắc bàn tay trái: Ngón tay cái, ngón trỏ và ngón giữa sẽ biểu
hiện trục quay của các đại lượng vật lý, lần lượt là: lực tác dụng bởi vật dẫn
dòng điện, chiều dòng điện.
Khi dòng điện chạy trong rotor, phần ứng đặt trên rotor và cổ góp đứng yên
sẽ chuyển dòng điện từ cuộn dây này sang cuộn dây kia. Động cơ DC sẽ hoạt
động với tốc độ cố định khi dòng điện cố định, đồng thời khơng có hiện tượng
trượt.

Hình 9 Ngun lí hoạt động động cơ điện 1 chiều có chổi than

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

8


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

3.2 Động cơ điện xoay chiều
3.2.1Cấu tạo động cơ điện xoay chiều

Hình 10 động cơ điện xoay chiều

3.2.2 Nguyên lí hoạt động động cơ điện xoay chiều
Stator gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên các lõi sắt bố trí trên một
vành trịn để tạo ra từ trường quay. Rotor hình trụ có tác dụng như một cuộn
dây quấn trên lõi thép. Khi nối động cơ vào mạng điện xoay chiều, từ trường
quay do stator gây ra làm cho rotor quay. Chuyển động quay của rotor được
truyền ra ngoài và được sử dụng để vận hành các máy công tác hoặc các cơ
cấu chuyển động khác.[1]

Hình 11 Mơ tả ngun lí động cơ xoay chiều

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

9


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

3.2.3 Cách thức hoạt động của bộ biến tần ( inverter ) trên ô tô điện
Bộ biến tần là một thiết bị điện chuyển đổi điện từ nguồn DC (Dòng điện một chiều)
sang AC (Dòng điện xoay chiều). Nguồn điện một chiều từ Pin, được cấp cho cuộn
dây sơ cấp trong một máy biến áp bên trong vỏ biến tần.

Hình 12 Ngun lí vận hành của Inverter

Thông qua một công tắc điện tử (Transistor hoặc FETs) giúp đóng ngắt liên tục theo
một tần số nhất định, hướng của dịng điện tích đảo pha liên tục (điện tích đi vào
cuộn sơ cấp, khi bị ngắt đột ngột nhờ hiện tượng cảm ứng điện đột ngột đảo chiều và
phóng ngược ra ngồi). Dịng điện vào/ra của cuộn thứ cấp tạo ra dòng điện xoay của
máy biến áp. Cuối cùng, dòng điện xoay chiều cảm ứng này cung cấp năng lượng
cho tải xoay chiều như động cơ điện AC của ô tô điện (EV).

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

10


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

3.2.4 Cách thức hoạt động của bộ chuyển đổi điện áp DC/DC trên ô
tô điện
Trong kỹ thuật điện, bộ chuyển đổi DC/DC là một loại bộ chuyển đổi điện và nó là
một mạch điện chuyển đổi nguồn dòng điện một chiều (DC) từ mức điện áp này sang
mức điện áp khác, bằng cách lưu trữ tạm thời năng lượng đầu vào và sau đó giải

phóng năng lượng đó sang đầu ra ở một mức điện áp cao hơn hay thấp hơn.

Hình 13 Ngun lí hoạt động của DC/DC

Bộ lưu trữ năng lượng của hệ thống có thể nằm trong thành phần lưu trữ từ trường
(cuộn cảm, máy biến áp) hoặc thành phần lưu trữ điện trường. Bộ chuyển đổi DC/DC
có thể được thiết kế để truyền điện chỉ theo một hướng, từ đầu vào đến đầu ra. Tuy
nhiên, hầu hết tất cả các cấu trúc liên kết của bộ chuyển đổi DC/DC đều có thể được
tạo hai hướng.
Bộ chuyển đổi hai chiều này có thể di chuyển công suất theo một trong hai hướng,
điều này rất hữu ích trong các ứng dụng yêu cầu phanh tái sinh. Lượng dịng điện
giữa đầu vào và đầu ra có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh chu kỳ hoạt động
xung điện áp. Thông thường, điều này được thực hiện để kiểm sốt: điện áp đầu ra,
dịng điện đầu ra, dịng điện đầu vào hoặc để duy trì cơng suất không đổi.

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

11


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

3.2.5 Cách thức hoạt động của bộ chỉnh lưu AC/DC trên ô tô điện
Chuyển đổi nguồn AC thành nguồn DC bằng cách sử dụng hàng loạt các Diode
hoặc tụ điện giúp điều chỉnh và dập tắt dao động của dịng điện AC.

Hình 14 Bộ chỉnh lưu

Ngun lí làm việc của bộ chỉnh lưu

Hình 15 Biểu đồ hoạt động của bộ chỉnh lưu

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

12


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Khi rotor quay một vịng, trong các cuộn dây Stator dòng điện được sinh ra trong mỗi
cuộn dây này được chỉ ra từ (a) tới (f) trong Hình C. Ở vị trí (a), dịng điện có chiều
dương được tạo ra ở cuộn dây III và dòng điện có chiều âm được tạo ra ở cuộn dây II. Vì
vậy dịng điện chạy theo hướng từ cuộn dây II tới cuộn dây III. Dòng điện này chạy vào
tải qua diode 3 và sau đó trở về cuộn dây II qua diode 5. Ở thời điểm này cường độ dịng
điện ở cuộn dây I bằng 0. Vì vậy khơng có dịng điện chạy trong cuộn dây I. Bằng cách
giải thích tương tự từ các vị trí (b) tới (f) dòng điện xoay chiều được chỉnh lưu bằng cách
cho qua 2 diode và dòng điện tới các phụ tải được duy trì ở một giá trị khơng đổi. [2]

Q trình hoạt động của xe điện bao gồm 3 quá trình: sạc pin, khởi động và
chạy, tái tạo năng lượng
Quá trình sạc pin

Hình 16 Mơ tả q trình sạc pin

Sạc xe ô tô điện là quá trình đưa năng lượng điện vào pin của xe ô tô điện.
Để sạc pin xe ô tô điện , chủ xe có thể tiến hành sạc tại nhà hoặc tại các trạm sạc

công cộng. Cụ thể:
•

Cách sạc pin tại nhà: Thơng thường khi mua xe điện, nhà sản xuất sẽ cung cấp
cho người dùng bộ adapter để thuận tiện khi sạc. Nguồn điện để sạc là điện
dân dụng 220V, thời gian sạc đầy sẽ giao động từ 10h đến 12h.

•

Cách sạc pin tại trạm sạc cơng cộng: Có một số hãng ơ tơ điện sẽ lắp đặt hệ
thống trạm sạc công cộng để phục vụ việc sạc pin. Tại các trạm sạc, khách
hàng có thể lựa chọn chế độ sạc thông thường và chế độ sạc nhanh. Mỗi hình

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

13


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

thức sạc này sẽ có những ưu điểm, nhược điểm khác nhau, khách hàng có thể
cân nhắc tuỳ vào nhu cầu.[3]
Thời gian sạc điện
Thời gian sạc pin nhanh hay chậm tùy thuộc vào loại xe điện và nguồn điện mà
người dùng kết nối.
Ví dụ Đối với xe ô tô điện VinFast VF e34, được trang bị pin lithinium-ion cao cấp,
dung lượng 42kW, công suất sạc là 3,3kW. Với chế độ sạc thường, VF e34 có thể di
chuyển với quãng đường khoảng 285km chỉ sau 1 lần sạc.

3.3 Các loại cổng sạc ô tô điện
Một trong những chi tiết của bộ sạc ô tô điện là cổng sạc. Cổng sạc giúp người dùng
kết nối xe với nguồn điện bên ngoài để sạc ắc quy. Dựa trên tốc độ và công suất,
cổng sạc ô tô điện được chia thành nhiều loại. Mỗi cấp độ đều có ưu và nhược điểm
riêng và phụ thuộc vào thời gian sạc của từng loại xe:
•

Cổng sạc Type 1 J1772: Sử dụng nguồn điện trên 200V (thường là 220V 240V) cho tốc độ sạc cấp độ 2.

•

Cổng sạc Type 2 Mennekes: Là cổng sạc ơ tơ điện thuộc cấp độ sạc 3 có tốc
độ nhanh với nguồn điện 600V- 800V. Loại sạc này có cơ chế khóa sẵn để
đảm bảo an tồn khi sử dụng tại các trạm sạc công cộng. Sở hữu nguồn điện
áp cao, xe điện có thể vận hành 80 - 150km/h với tốc độ sạc từ 0 - 80% chỉ
trong vịng 23 phút.

•

Cổng sạc kết hợp CCS: Hỗ trợ cả sạc AC (Alternating Current) và DC (Direct
Current) với mức cơng suất dao động 50kW - 350kW.

•

Cổng sạc Chademo: sử dụng điện áp 600V - 800V từ nguồn điện một chiều
(DC) với tốc độ sạc rất nhanh, cung cấp năng lượng để xe đi được quãng đường
lên đến 150km sau một giờ sạc. [4]

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

14


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Hình 17 Các loại cổng sạc xe điện

3.4 Quá trình khởi động và chạy
Đầu tiên khi khởi động hệ thống sẽ sử dụng nguồn điện phụ từ acquy 12V để kích
hoạt các hệ thống điện tử cũng như các hệ thống điều khiển trên xe. Sau đó, pin sẽ
được xả vào inverter để biến đổi dịng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều (
DC → AC ) ba pha cao thế phục vụ cho chạy động cơ cảm ứng.

Hình 18 Sơ đồ tổng quan các chi tiết trên xe điện

Động cơ cảm ứng sẽ có 2 phần: rotor và stator
Dòng điện xoay chiều ba pha sẽ được đưa tới stator. Những dòng điện xoay chiều
trong cuộn dây sẽ tạo ra từ trường quay. Từ trường quay RMF ( Rotating Magnetic

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

15


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Field ) do dịng điện cảm ứng trong rotor tạo ra. Chính vì vậy tốc độ quay của rotor
sẽ chậm hơn tốc độ của từ trường RMF ( Rotor speed < RMF ).

Hình 19 Hình ảnh từ trường quay

Inverter sẽ thay đổi tần số và biên độ của dòng điện ba pha để thay đổi tốc độ và sức
mạnh của động cơ ( tần số cao tốc độ quay nhanh hơn , Biên độ lớn thì lực kéo lớn
hơn ).

Hình 20 Sự thay đổi tần số cảu inverter

➔ Với sự hoạt động đơn giản này, giúp cho động cơ cảm ứng có thể hoạt động ở
mức tốc độ 0-18000 RPM.

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

16


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Hình 21 Cell pin trên xe điện

Các cell pin được kết nối với nhau tạo thành một chuỗi và đặt song song để tạo ra
năng lượng cho xe. Trong bộ pin sẽ co một bộ làm lạnh glycol và những ống kim
loại ở giữa các cell ( đây là sự cái tiến của tesla ). Việc làm mát này sẽ đảm bảo được
nhiệt độ ở những vị trí có nhiệt độ cao và cả sự truyền nhiệt. Khi glycol nóng lên nó

sẽ được làm mát bởi hệ thống tản nhiệt đặt trước xe.
Phần năng lượng được tạo ra sẽ được truyền tới bánh xe thông bộ dẫn động giúp
bánh xe quay. Việc này được sử dụng thông qua một cơ cấu truyền động đơn giản
bởi xe điện luôn cho ra năng suất cao ở tất cả các điều kiện vận hành.

3.5 Quá trình tái tạo năng lượng
Quá trình này xảy ra khi ta nhả chân ga, chạy trớn và sử dụng phanh
Khi bánh xe quay kết nối trực tiếp khiến cho rotor quay và việc của inverter ( bộ biến
tần ) là đảm bảo cho từ trường quay thấp hơn tốc độ quay của rotor ( RMF < ROTOR
SPEED ) khi đó nó sẽ sinh ra điện ở cuộn stator. Điện sinh ra sẽ được inverter chuyển
đổi và dự trữ lại trong pin. Tuy nhiên, quá trình này sẽ khơng phục hồi hồn tồn
năng lượng tiêu hao khi xe vận hành.

GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

17


Tiểu luận giữa kỳ

Nhóm 9

Phanh tái tạo năng lượng

Hình 22 Mô tả hoạt động của phanh tái sinh

Khi lái xe bình thường, động cơ điện (Electric motor/Generator) lấy năng lượng từ
khối pin giúp bánh xe chuyển động (đường màu đỏ). Khi nhấn chân phanh, động cơ
điện sử dụng bộ chuyển đổi điện để đảo chiều từ trường, động cơ lúc này trở thành
máy phát điện. và có nhiệm vụ ngược lại với động cơ. Máy phát điện biến đổi động

năng, nhiệt năng, sinh ra khi phanh thành năng lượng điện, thu hồi và lưu trữ năng
lượng điện sinh ra trong khối pin (đường màu xanh lá cây). Khi đảo chiều từ trường,
động cơ điện cũng sẽ sinh ra mô-men hãm (có chiều ngược lại với mơ-men xoắn) và
điện trở, giúp giảm tốc độ của xe.

3.7 Ưu và nhược điểm của phanh tái tạo năng lượng
Ưu điểm
✓
✓
✓
✓
✓

Tiết kiệm nhiên liệu xe ơ tơ
Bảo tồn năng lượng
Giảm bào mịn
Tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu
Phanh tái sinh khơng lãng phí nhiên liệu nhiều

Nhược điểm
✓ Phanh tái tạo năng lượng chỉ hiệu quả khi giảm tốc ở tốc độ thấp
✓ Đồng thời do tốc độ sạc lại tối đa của mạch và dung lượng của pin, lực hãm từ
kiểu điện từ RBS luôn bị giới hạn, do đó người ta thường kết hợp cả 2 loại
phanh để tối ưu hóa hiệu quả cho hệ thống phanh trên xe.
GVHD: PHẠM SƠN TÙNG

18