Nghiên cứu kiến thức về ô tô điện, các loại trạm sạc, hệ thống trạm sạc của các hãng xe

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.09 MB, 41 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VĨNH LONG

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀXE Ô TÔ ĐIỆN

NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VỀ Ô TÔ ĐIỆN, CÁCLOẠI TRẠM SẠC, HỆ THỐNG TRẠM SẠC CỦA CÁC

HÃNG XE

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn: Võ Văn CàNhóm thực hiện: Nhóm 3

Lớp: 1OTO21A2Khóa: 46

Vĩnh Long, năm 2024

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, nhóm em xin cảm ơn thầy Võ Văn Cà khoa Cơ khí Động lực đã tạo điều kiện giúp nhóm em hoàn thành tốt nhất bài báo cáo này. Cảm ơn thầy đã tận tình chỉ bảo và hỗ trợ nhóm em cũng như lớp có được kiến thức cần thiết để hoàn thành bài báo cáo một cách tốt nhất.

Trong suốt các buổi học, nhóm em đã vận dụng kiến thức đã học được song song đó nghiên cứu kiến thức mới từ thầy và các nguồn tham khảo chính thống. Vì thế, nhóm em đã có thể hồn thành bài báo cáo của mình một cách tốt nhất. Tuy nhiên, vì bản thân cịn hạn chế về kiến thức chun mơn cũng như ngồi thực tế nên nhóm em mong nhận được sự góp ý từ thầy để hồn thiện những phần kiến thức cịn thiếu của mình, để nhóm em có thể dùng làm hành trang cho những đề tài trong tương lai, trong cuộc sống và làm việc sau này.

Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

MỤC LỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU...1

1. Lí do chọn đề tài...1

2. Mục đích nghiên cứu...1

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...1

4. Phương pháp nghiên cứu...1

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...1

6. Giới hạn đề tài...2

7. Nội dung đề tài...2

PHẦN 2: NỘI DUNG...3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN THỨC VỀ Ô TÔ ĐIỆN...3

1. Sơ lược về lịch sử phát triển của ô tô điện...3

2. Khái niệm về ô tô điện...3

3. Ưu điểm về ô tô điện...3

4. Nhược điểm về ô tô điện...3

5. Các thiết bị lưu trữ điện năng...4

5.1 Khái niệm về ắc quy...4

5.2 Khái niệm về pin xe điện...4

5.3 Pin lithium – ion...4

5.4 Nguyên lý hoạt động của pin Lithium – ion...5

6. Công nghệ sạc trên ô tô điện...6

6.1 Công nghệ sạc nhanh...6

6.2 Công nghệ sạc siêu nhanh...6

6.3 Công nghệ sạc không dây “Đường sạc hộ”...7

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

1.2.2 Trạm sạc điện của BYD...11

1.4.2 Trạm sạc điện của General Motors...13

1.5 Hyundai Motor Group...13

1.5.1 Hãng xe Hyundai...13

1.5.2 Trạm sạc điện của Hyundai...14

2. Các loại trạm sạc cho xe điện...15

2.1 Sạc AC...15

2.2 Sạc DC...15

2.3 Trạm sạc ô tô điện được triển khai tại Việt Nam...16

2.3.1 Bộ sạc di động 2,2kW...16

2.3.2 Bộ sạc di động theo xe công suất 3,5 kW...17

2.3.3 Bộ sạc treo tường VinFast tại nhà AC công suất 7,4 kW...17

2. Cấu tạo trạm sạc xe điện phổ biến...22

2.1 Không gian đậu xe...22

2.2 Cảnh quan trạm sạc...23

2.3 Lối đậu xe...23

2.4 Khu vực cho người đi bộ...24

2.5 Khu sạc xe điện...24

2.6 Hạ tầng điện...25

2.7 Hệ thống liên lạc...25

2.8 Ánh sáng...25

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

3. Phát triển trạm sạc xe điện VinFast...26

3.1 Đầu tư trạm sạc chỉ với 0 đồng, gia tăng giá trị bền vững...26

3.2 VinFast hỗ trợ xây dựng trạm sạc chất lượng...26

3.3 Tiêu chí lựa chọn mặt bằng trạm sạc xe điện VinFast...27

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. Pin lithium-ion là loại pin có thể sạc được...5

Hình 2. Chiều của dịng electron và Li+ khi pin đang nạp...5

Hình 3. Chiều của dịng electron và Li+ khi pin đang xả...6

Hình 4. Cơng nghệ sạc siêu nhanh...7

Hình 5. Xây dựng đường sạc khơng dây...8

Hình 6 . Model S phiên bản Long Range Plus...9

Hình 7. Trạm sạc điện của Tesla

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Hình 29. Tiêu chuẩn về kích thước vị trí đỗ xe và trụ sạc tại trạm sạc điện

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

- Ơ tơ điện có lịch sử lâu đời, nhưng từ khoảng 2 thập kỷ trở lại đây mới phát triển trở lại mạnh mẽ nhằm giải quyết 2 vấn đề lớn của nhân loại: sự cạn kiệt dần dần của nguồn nhiên liệu hóa thạch và sự ơ nhiễm môi trường gây ra bởi ô tô chạy xăng dầu.

- Ơ tơ điện nổi lên như một giải pháp để giảm thiểu những ảnh hưởng của việc sử dụng nhiên liệu hố thạch mang lại, khi có thể giảm một nửa lượng khí thải nhà kính vào năm 2030 so với ơ tơ chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, bù đắp tới 540 Megaton CO2 tương đương, theo The World Counts.

- Cơ bản, nhu cầu xe điện đang gia tăng là một ví dụ điển hình của việc ứng dụng cơng nghệ sạch (cleantech) và ảnh hưởng tích cực của nó tới mơi trường sống của chúng ta.

- Việc triển khai các nghiên cứu về ô tô điện tại Việt Nam là một hướng đi đúng nhằm nắm bắt các công nghệ tiên tiến, với hy vọng đưa công nghiệp ơ tơ của nước nhà có thể bắt kịp với sự phát triển trên thế giới. Tuy nhiên, với thực trạng một nước có nền cơng nghiệp nói chung và công nghiệp ô tô chưa phát triển, việc phát triển ơ tơ điện tại Việt Nam cần có một chiến lược dài hạn và sách lược đúng đắn.

2. Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu, tổng hợp kiến thức, làm rõ về các loại trạm sạc xe ô tô điện. Từ đó khai thác về ưu – nhược điểm của các loại trạm sạc và các trạm sạc cho thuê.

- Làm cơ sở nghiên cứu cho các cơng trình nghiên cứu sau này có liên quan đến vấn đề: Các loại trạm sạc xe điện và các trạm sạc cho thuê.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu các trạm sạc điện. - Phạm vi nghiên cứu: Các trạm sạc điện

4. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tài liệu: Để thực hiện đề tài, cần nghiên cứu tài liệu do giáo viên hướng dẫn cung cấp. Ngồi ra tìm hiểu thêm các tài liệu chính thống trên mạng và nghiên cứu các giáo trình ở trường, tài liệu từ hãng, tài liệu tham khảo từ internet.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Đóng góp vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật: Nghiên cứu ô tô điện thúc đẩy sự phát triển của nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật như vật liệu, hóa học, điện tử, cơ khí...

- Tạo ra những kiến thức mới: Nghiên cứu ô tô điện giúp giải đáp các vấn đề khoa học liên quan đến hiệu suất, tầm hoạt động, an toàn, độ tin cậy...

- Giải quyết các vấn đề mơi trường: Ơ tơ điện góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe con người và ứng phó với biến đổi khí hậu.

- Tiết kiệm năng lượng: Ơ tơ điện sử dụng năng lượng hiệu quả hơn so với xe chạy xăng, góp phần giảm thiểu tiêu hao năng lượng và bảo vệ nguồn tài nguyên quốc gia.

- Phát triển ngành công nghiệp mới: Ngành cơng nghiệp ơ tơ điện có thể tạo ra nhiều cơ hội việc làm mới và thúc đẩy sự phát triển kinh tế của đất nước.

6. Giới hạn đề tài

- Đề tài nghiên cứu về các loại trạm sạc xe điện, các trạm sạc xe điện cho thuê

7. Nội dung đề tài

Nội dung đề tài gồm 3 chương:

- Chương 1: Tổng quan kiến thức về ô tô điện, pin và công nghệ sạc - Chương 2: Các hãng sản xuất xe điện và các loại trạm sạc cho xe điện - Chương 3: Hệ thống trạm sạc xe điện tại Việt Nam

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

PHẦN 2: NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN THỨC VỀ Ô TÔ ĐIỆN

1. Sơ lược về lịch sử phát triển của ô tô điện

- Ơ tơ điện được ra đời lần đầu tiên vào năm 1834. Trong suốt những thập kỷ nửa sau thế kỷ 19, nhiều công ty đã sản xuất ô tô điện ở Hoa Kỳ, Anh, và Pháp. Những xe ô tô đầu tiên mà con người sử dụng là ô tô điện. Tuy nhiên, do những hạn chế về công nghệ ắc quy và đặc biệt là do sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ động cơ đốt trong, ô tô điện đã dần bị thay thế và hầu như khơng cịn tồn tại từ sau những năm 1930.

- Tới những năm đầu của thập kỷ 70 thế kỷ trước, hai vấn đề lớn của nhân loại là ô nhiễm môi trường do khí thải và an ninh năng lượng do sự hữu hạn của các nguồn năng lượng hóa thạch (than đá, dầu mỏ, và khí đốt) đã dần trở nên bức thiết. Người ta bắt đầu quan tâm trở lại đến ô tô điện như một giải pháp hiệu quả cho các vấn đề này. Thời gian đầu, ô tô điện vẫn chỉ là một đối tượng nghiên cứu; các mẫu xe điện đều là sự chuyển đổi từ xe ô tô thông thường dùng động cơ đốt trong. Ngày nay, các nhà sản xuất ô tô lớn đều đã và đang cho ra đời các sản phẩm ô tô điện được thiết kế và chế tạo với những công nghệ đặc thù cho xe điện, chứ khơng phải là một sản phẩm hốn cải như trước.

2. Khái niệm về ơ tơ điện

- Ơ tơ điện là phương tiện di chuyển sử dụng động cơ điện thay vì động cơ đốt trong truyền thống. Năng lượng cho động cơ điện được cung cấp bởi pin lithium-ion được tích hợp trong xe.

3. Ưu điểm về ơ tơ điện

- Thân thiện với mơi trường: Lợi ích lớn nhất của dịng xe ơ tơ điện chính là khả năng bảo vệ mơi trường của mình. Xe ơ tơ điện sẽ không cần phải sử dụng động cơ đốt trong nên sẽ khơng thải ra khí C02 như các loại động cơ xăng/dầu thông thường.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

- Tiết kiệm chi phí: Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp hơn so với xe chạy xăng hoặc dầu diesel.

- Vận hành êm ái: Hoạt động êm ái hơn nhiều so với xe sử dụng động cơ đốt trong, mang đến trải nghiệm lái xe thoải mái và thư giãn.

- Công nghệ tiên tiến: Thường được trang bị các công nghệ tiên tiến nhất, mang đến trải nghiệm lái xe hiện đại và tiện nghi.

4. Nhược điểm về ô tô điện

- Giá thành cao: Giá thành hiện nay vẫn cao hơn so với xe chạy xăng hoặc dầu diesel.

- Hạ tầng trạm sạc: Hạ tầng trạm sạc còn hạn chế, đặc biệt là ở các khu vực ngoại thành.

- Quãng đường di chuyển: Quãng đường di chuyển sau mỗi lần sạc còn thấp hơn so với xe chạy xăng hoặc dầu diesel.

5. Các thiết bị lưu trữ điện năng5.1 Khái niệm về ắc quy

- Đây là một nguồn điện thứ cấp, được dùng để tích trữ năng lượng và cấp điện cho các thiết bị điện nhờ q trình chuyển đổi hóa năng thành điện năng. Khi bình ắc quy hết điện, có thể sử dụng máy sạc ắc quy để nạp điện và tái sử dụng như bình thường.

5.2 Khái niệm về pin xe điện

- Pin trên điện là loại pin sạc, pin có dung lượng lớn, thường được sử dụng để cung cấp năng lượng điện cho các phương tiện giao thông chạy bằng điện như ô tô điện, xe máy điện, xe đạp điện. Pin có thể lặp đi chu trình sạc bằng cách cắm pin và bộ sạc vào nguồn điện. Loại pin phổ biến nhất cho xe điện hiện nay là pin lithium-ion (Li-ion).

5.3 Pin lithium – ion

- Pin Lithium ion hay còn gọi là pin li-on, viết tắt là LIB. Đây là cơng nghệ pin tiên tiến có ion lithium là thành phần chính, điều đặc biệt là loại pin này có thể sạc được.

- Pin Lithium thường dùng cho các thiết bị như: Điện thoại, máy tính, máy chụp hình… Hiện nay, pin lithium cịn được chú trọng phát triển trên những ứng dụng phương tiện di chuyển chạy bằng điện như:

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Xe đạp điện, xe máy điện, ô tô điện... hoặc kỹ thuật ở các ngành qn đội, hàng khơng...

Hình 1. Pin lithium-ion là loại pin có thể sạc được

5.4 Nguyên lý hoạt động của pin Lithium – ion

- Pin Lithium – ion với cực dương là LiCoO2, cực âm là graphite C6, chính là than. Khi nạp, dưới điện áp nạp, electron bị buộc chạy từ điện cực dương LiCoO2, ion Li+

tách khỏi cực dương di chuyển trở về điện cực âm graphite C6.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Hình 2. Chiều của dịng electron và Li+ khi pin đang nạp

C6 + LiCoO2 = LiC6 + CoO2

- Khi xả, diễn ra quá trình ngược lại, ion Li +

di chuyển từ cực âm LiC6, qua chất điện phân, sang cực dương và phản ứng với CoO2

Hình 3. Chiều của dịng electron và Li+ khi pin đang xả

- Phương trình phản ứng tại cực dương: CoO2 + Li+ + e- = LiCoO2

- Phương trình phản ứng tại cực âm: LiC6 = C6 + Li+ + e

-- Phản ứng của cả pin: LiC6 + CoO2 = C6 + LiCoO2

6. Công nghệ sạc trên ô tô điện6.1 Công nghệ sạc nhanh

- Công nghệ sạc nhanh ô tô điện là kỹ thuật làm tăng cường độ dòng điện hoặc điện áp, từ đó đẩy nhanh tốc độ nạp năng lượng cho các khối pin của ô tô. Điều này đồng nghĩa với việc thời gian sạc cho ô tô điện sẽ được rút ngắn lại.

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

- Sạc nhanh thông thường tốn 3 - 4 giờ mới có thể sạc đầy một chiếc xe điện loại nhỏ thì sạc nhanh DC 50 KW có thể sạc điện từ 10% lên 80% cho pin 40kWh chỉ trong vòng 30 phút.

6.2 Công nghệ sạc siêu nhanh

- Sạc siêu nhanh khơng chỉ tiết kiệm thời gian sạc mà cịn cả số lần sạc cho khách hàng. Với những xe ô tô điện hiện đại ngày nay có khả năng chạy hơn 300 km trong một lần sạc thì khách hàng chỉ cần sạc điện một hoặc hai lần mỗi tuần nếu chỉ di chuyển trong thành phố.

- Để có thể sạc đầy một chiếc xe điện loại nhỏ thì sạc siêu nhanh DC 250 kW có thể sạc điện từ 10% lên 80% cho pin 40kWh chỉ trong vòng 15 phút hoặc ngắn hơn.

- Bên cạnh đó, với cơng nghệ sạc siêu nhanh, quãng đường đi được của xe cũng dài hơn. Cùng một thời gian sạc, năng lượng được nạp vào pin của sạc siêu nhanh gần như gấp 3 lần so với sạc nhanh, điều này

đồng nghĩa quãng đường đi được của xe cũng sẽ dài hơn gấp 3 lần.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Hình 4. Cơng nghệ sạc siêu nhanh

6.3 Công nghệ sạc không dây “Đường sạc hộ”

- Cuối năm 2019, công ty Electreon bắt đầu xây dựng dự án thí điểm đầu tiên trên đường cơng cộng ở Gotland, Thụy Điển. Giai đoạn đầu tiên được hoàn thành vào tháng 11, bao gồm 1/4 dặm đường được thiết lập để sạc không dây cho một chiếc xe buýt điện.

- Đối với một chiếc xe điện chỉ có một bộ thu, khả năng sạc khơng dây có thể so sánh với bộ sạc cắm cấp 2. Nó có thể sạc pin từ lúc hết pin lên đến 80% trong vòng 4 đến 10 giờ.

- Một chiếc xe lớn hơn với nhiều bộ thu hơn có thể có tốc độ tương tự như bộ sạc nhanh cấp 3, có thể sạc đầy pin tới 80% trong 15 phút đến một giờ.

- Nó có hai “cuộn dây”, tương tự như cách sạc cảm ứng khác. Đặt cuộn dây bên dưới mặt đường, liên kết với “cabinet” có kết nối điện toán lưới và đám mây. Dưới xe của bạn cũng có một cuộn dây thứ cấp. Hệ thống sẽ phát hiện ra phương tiện và sạc cho xe. Điều đó có thể xảy ra khi bạn đang đứng yên trên cuộn dây đó hoặc nó có thể xảy ra khi bạn đang lái xe và có chạm lên cuộn dây.

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Hình 5. Xây dựng đường sạc khơng dây

7. Kết luận chung

- Nhìn chung, dịng xe ơ tô điện mang đến cho người dùng khá nhiều lợi ích khi sử dụng, ngồi tiết kiệm chi phí ni xe cịn giúp bảo vệ mơi trường sống. Vấn đề phạm vi di chuyển và trạm sạc chỉ là vấn đề về thời gian, tất cả vấn đề này sẽ được giải quyết trong vịng vài năm sắp tới.

- Ơ tơ điện đang dần khẳng định vị thế của mình trong ngành công nghiệp ô tô. Với sự phát triển nhanh chóng của cơng nghệ và hạ tầng,

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

ô tô điện hứa hẹn sẽ trở thành phương tiện di chuyển chủ đạo trong tương lai.

CHƯƠNG 2: CÁC HÃNG SẢN XUẤT XE ĐIỆN VÀ CÁCLOẠI TRẠM SẠC CHO XE ĐIỆN

1. Các hãng sản xuất và trạm sạc xe điện trên thế giới 1.1 Tesla

1.1.1 Hãng xe Tesla

- Tesla là nhà sản xuất ô tô điện tiên phong và nổi tiếng nhất thế giới. Hãng có trụ sở tại California, Hoa Kỳ và được thành lập vào năm 2003. Tesla nổi tiếng với các dòng xe Model S, Model X, Model 3 và Model Y với thiết kế sang trọng, hiệu suất cao và cơng nghệ tự lái tiên

Hình 6 . Model S phiên bản Long Range Plus

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

1.1.2 Trạm sạc của Tesla

Hình 7. Trạm sạc điện của Tesla

1.2 BYD

1.2.1 Hãng xe BYD

- BYD là một tập đoàn đa quốc gia của Trung Quốc hoạt động trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả sản xuất ô tô điện. BYD có trụ sở tại Thâm Quyến, Quảng Đông và được thành lập vào năm 1995. BYD cung cấp đa dạng các dòng xe điện từ xe phổ thông đến xe cao cấp, và đang dần

trở thành đối thủ cạnh tranh mạnh mẽ với Tesla.

Hình 8. BYD Seal

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

1.2.2 Trạm sạc điện của BYD

Hình 9. Trạm sạc điện của BYD

1.3 BMW

1.3.1 Hãng xe BMW

- BMW đang đầu tư mạnh mẽ vào xe điện và đặt mục tiêu trở thành nhà sản xuất xe điện hạng sang hàng đầu thế giới. BMW cũng đang phát triển công nghệ pin mới cho xe điện với mục tiêu tăng phạm vi hoạt động và giảm thời gian sạc. Hãng cũng đang đầu tư vào mạng

lưới trạm sạc xe điện để tạo điều kiện thuận lợi cho người sử dụng xe

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

- General Motors là một trong những nhà sản xuất ô tô lớn nhất Hoa Kỳ và thế giới. Hãng có trụ sở tại Detroit, Michigan và được thành lập vào năm 1908. General Motors đang đầu tư mạnh mẽ vào xe điện và đã ra mắt nhiều mẫu xe điện mới như Chevrolet Bolt EV và Bolt EUV. - General Motors đang hợp tác với EVgo nhằm thúc đẩy việc áp dụng xe điện và thuận tiện cho người tiêu dùng bằng cách thêm 2700 trạm sạc nhanh mới trên khắp Hoa Kỳ vào cuối năm 2025.

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Hình 12. Bolt EUV

1.4.2 Trạm sạc điện của General Motors

Hình 13. Trạm sạc điện của General Motors

1.5 Hyundai Motor Group

1.5.1 Hãng xe Hyundai

- Hyundai Motor Group là tập đồn ơ tơ lớn thứ 5 thế giới với hai thương hiệu chính là Hyundai và Kia. Tập đồn có trụ sở tại Seoul, Hàn

</div>