LVCH nghien cuu he dong luc oto dien lang 10 7

LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

MỤC LỤC
Đề mục

Trang

LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................................4
TÓM TẮT LUẬN VĂN.........................................................................................................5
MỤC LỤC..............................................................................................................................7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIAO THÔNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ XU
HƯỚNG SỬ DỤNG XE BUÝT ĐIỆN
1.1 Thực trạng giao thông ở thành phố Hồ Chí Minh và mục tiêu phát triển đến năm 2020..........10

1.2 Xu hướng phát triển của nền công nghiệp ôtô thế giới.................................................11
1.3 Xu hướng sử dụng nhiên liệu sạch cho ôtô trên thế giới................................................12
1.4 Các nghiên cứu và ứng dụng của xe điện trên thế giới và ở Việt Nam .......................15
1.5 Khảo sát một số xe điện đã được triển khai ở Vệt Nam ................................................23
1.6 Khảo sát một số hệ thống xe buýt điện trong khu vực và trên thế giới........................ 24
1.7 So sánh đánh giá các hệ thống trên với điều kiện thực ở Việt Nam.............................. 32

1.8 Mục tiêu đề tài, đối tượng nghiên cứu………………………………………... 32
1.9

Phương

pháp

nghiên

cứu..................................................................................................33

1.10 Kết luận............................................................................................................34

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA XE ĐIỆN

2.1 Cấu tạo xe điện................................................................................................... 35
2.2 Nguyên lý hoạt động của xe điện .......................................................................36

7


LUN VN THC S LA CHN H NG LC ễTễ IN THEO IU
KIN GIAO THễNG VIấT NAM
Gii thiu cỏc b phn cn thit trờn ng c in. ...........................................................44

2.4 Nhn xột:.............................................................................................................47
CHNG 3: CC KIU TRUYN NG V IU KHIN NG C IN
3.1 Vic s dng nng lng in cho ụtụ 49
3.2 Cỏc phng ỏn truyn ng b trớ trờn tng loi ụtụ in nh sau................................50
3.2.1 ễtụ lai in Hybrid loi ng c t trong kt hp vi ng c in........................50
3.2.2 ễtụ in vi ng c in (Electric Vehicle - EV): ...................................................58
3.3 iu khin tớch hp ng c in mt chiu. ..............................................................64
CHNG 4: XY DNG CHU TRèNH VN CHUYN CA CC TUYN THEO
CHU TRèNH HOT NG
4.1
4.2

Khỏi quỏt v chu trỡnh vn chuyn ca xe buýt VTHKCC TP.HCM ..71
Phõn tớch chu trỡnh vn chuyn ca cỏc tuyn theo chu trỡnh hot ng ...................75

4.2.1 Tuyn ni thnh .........................................................................................................75
4.2.2 Tuyn ni - ngoi thnh ............................................................................................77
4.2.3 Tuyn ph cn ...........................................................................................................80
4.2.4 Tuyn ngoi thnh .....................................................................................................82
4.2.5 Tc l hnh trung bỡnh thc t cỏc tuyn kho sỏt. ..............................................84
4.3 Tc ủoọ lửừ haứnh trung bỡnh ca xe buyựt treõn 148 tuyn .........................................85
CHNG 5: LA CHN PHNG N THIT K XE BUíT IN
5.1 Mụ hỡnh t duy nghiờn cu xe buýt in. ......................................................................87
5.2 Cỏc yờu cu khi thit k mu xe buýt in phự hp vi thnh ph H Chớ
Minh. 87
5.3 Cỏc phng ỏn thit k xe buýt in............................................................................. 88
5.4

Gii thiu ụtụ hyundai county .89
8


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
5.5

KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”
Chọn, bố trí động cơ điện, ắc quy và hệ thống truyền lực....................................... 95

5.5.1 Chọn và bố trí động cơ điện....................................................................................... 95
5.5.2 Bố trí động cơ, hệ thống truyền lực:...........................................................................98
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CÁC TÍNH NĂNG KỸ THUẬT XE BUÝT ĐIỆN
6.1 Tính toán động lực học của xe mini buýt điện ……………………………….106
6.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế - xã hội của mạng lưới mini buýt điện .............................117
CHƯƠNG 7 : SO SÁNH XE ĐIỆN VÀ XE SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ NHIỆT. ................119

CHƯƠNG 8: Kết luận, kiến nghị và hướng phát triển của đề tài......... 127
Tài liệu tham khảo........................................................................................129

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIAO THÔNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH VÀ XU HƯỚNG SỬ DỤNG XE BUÝT ĐIỆN
1.1

Thực trạng giao thông ở thành phố Hồ Chí Minh và mục tiêu phát triển đến

năm 2020.
Thành phố Hồ Chí Minh có diện tích khoảng 2095 km 2, có 3365 con đường với tổng
chiều dài đường các cấp hạng khoảng 3223km. Ngoài ra thành phố có 873km đường hẻm
với chiều rộng rất khác nhau. Mật độ đường trung bình của thành phố đạt 1.5km/km 2. Mật
độ diện tích đường trên đầu người là 1.48m2/người. [1]
Với mật độ dân số cao và tình hình phát triển kinh tế tăng nhanh nên giao thông thành
phố hiện nay rất phức tạp, đặt ra nhiều thách thức đối với các cấp lãnh đạo và các chuyên
gia về lĩnh vực giao thông, đặc biệt là sự bùng nổ của phương tiện giao thông cá nhân.
Bên cạnh việc phát triển giao thông cá nhân, vận tải hành khách công cộng tuy đã có
từng bước cải thiện nhưng so với tổng nhu cầu đi lại của người dân thành phố thì chỉ mới
đáp ứng khoảng 7% [4].
9


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”
Theo báo cáo của trung tâm quản lý và điều hành vận tải hành khách công cộng toàn
thành phố Hồ Chí Minh hiện có 148 tuyến xe buýt với khoảng 3.096 xe buýt các loại vận
chuyển trên 342 triệu lượt khách/năm, trung bình khoảng 937.600 hành khách/ngày đáp
ứng được 7,2% nhu cầu đi lại hàng ngày. Trong tương lai, nhu cầu đi lại của người dân

trong thành phố sẽ tăng: Số chuyến đi phát sinh (kể cả đi bộ) trong ngày ở thành phố tiếp
tục tăng nhanh: Tăng từ 19.281 chuyến/ngày trong năm 2010 lên 35.929 chuyến/ngày (1,9
lần) vào năm 2020 [3].
Trước nhu cầu đi lại của người dân, TPHCM đã đặt ra những mục tiêu, kế hoạch cụ
thể để phát triển giao thông công cộng.
 Tới năm 2020 đất dành cho xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông bao gồm giao thông
động và giao thông tĩnh phải đạt bình quân 20% - 25% đất đô thị (tính cho khu vực
nội thành).
 Phát triển vận tải hành khách công cộng là nhiệm vụ trọng tâm, đảm bảo tỷ lệ vận
tải hành khách công cộng đến năm 2020 là 50% nhu cầu đi lại.
1.2 Xu hướng phát triển của nền công nghiệp ôtô thế giới
Trong khi hiệu suất, sự tinh tế và độ tin cậy sẽ tiếp tục là mục tiêu kỹ thuật chính của
xe ôtô chở khách, thì vấn đề ô nhiễm bầu không khí chủ yếu do các phương tiện tham gia
giao thông gây ra ảnh hưởng đến môi trường sống trong khu vực thành thị mà còn tác
động đến môi trường toàn cầu và nó trở thành một vấn đề ngày càng cấp bách.
Bên cạnh đó vấn đề năng lượng cũng là một chủ đề đang được xem xét. Theo Phòng
Thống kê và Đánh giá Năng lượng Thế giới thuộc Tập đoàn dầu khí quốc gia Anh BP
ngày 13/6/2009 công bố báo cáo cho biết, trữ lượng dầu mỏ hiện nay còn đủ để đáp ứng
nhu cầu sử dụng thông thường của thế giới trong vòng 40 năm tới. Trữ lượng khí đốt tự
nhiên đã được thẩm định cũng tăng nhẹ và đủ để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ở mức độ
thông thường trong vòng 60 năm tới.
Riêng tại Việt Nam thì sản lượng dầu của Việt Nam giảm khoảng 3% trong giai đoạn
từ năm 2007-2018, sản lượng dầu khí khai thác được sẽ đạt đỉnh cao khoảng 400.000
thùng/ngày trong năm 2009-2010, sau đó sẽ giảm xuống chỉ còn khoảng 330.000
thùng/ngày vào năm 2018. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các nguồn năng lượng
thay thế cho ôtô nhưng cũng đồng thời góp phần bảo vệ môi trường sống là việc rất quan
trọng trong quá trình phát triển kinh tế, xã hội ở nước ta.
Để đáp ứng nhu cầu trên, xu hướng hiện nay là xem xét khả năng thay thế động cơ
khác nhau, sử dụng các nguồn năng lượng thay thế như nhiên liệu cồn, khí tự nhiên-NG,
khí hóa lỏng-LPG, khí thiên nhiên nén-CNG, ắc quy -Fuel Cell, hydro và điện. Tối ưu hóa

10


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”
các thông số thiết kế động cơ để đáp ứng tính kinh tế nhiên liệu, khí thải và sàng lọc sẽ
được xem xét, và các công nghệ đốt sạch bên trong động cơ tương lai.
1.3 Xu hướng sử dụng nhiên liệu sạch cho ôtô trên thế giới
Ôtô sạch không gây ô nhiễm (Zero emission) là mục tiêu hướng tới của các nhà nghiên
cứu và chế tạo ôtô ngày nay. Có nhiều giải pháp đã được công bố trong những năm gần
đây, tập trung vào việc hoàn thiện quá trình cháy động cơ Diesel, sử dụng các loại nhiên
liệu không truyền thống cho ôtô như LPG, khí thiên nhiên, methanol, ethanol, biodiesel,
điện, pin nhiên liệu, năng lượng mặt trời, ôtô lai (hybrid). Xu hướng phát triển ôtô sạch có
thể tổng hợp như sau:
a) Hoàn thiện động cơ diesel
Các kỹ thuật mới để hoàn thiện động cơ diesel đã cho phép nâng cao rõ rệt tính năng
của nó bao gồm áp dụng hệ thống phun ray chung (common rail) điều khiển điện tử, lọc
bồ hóng và xử lý khí trên đường xả bằng bộ xúc tác ba chức năng, hoặc nâng cao chất
lượng nhiên liệu, sử dụng nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp. Việc dùng
động cơ diesel sử dụng đồng thời nhiên liệu khí và nhiên liệu lỏng (dual fuel) cũng là một
giải pháp nâng cao tính năng của động cơ diesel.
b) Ôtô chạy bằng các loại nhiên liệu lỏng thay thế
Các loại nhiên liệu lỏng thay thế quan tâm hiện nay là cồn, colza,... có nguồn từ thực
vật. Do thành phần C trong nhiên liệu thấp nên quá trình cháy sinh ra ít chất ô nhiễm có
gốc carbon, đặc biệt là giảm CO2, chất khí gây hiệu ứng nhà kính. Ngày nay việc ứng dụng
các loại nhiên liệu lỏng thay thế trên phương tiện vận tải nói chung và trên xe buýt nói
riêng vẫn còn rất hạn chế do giá thành của nhiên liệu còn cao. Tuy nhiên giải pháp này có
lợi ở những nơi mà nguồn nhiên liệu này dồi dào hoặc các loại nhiên liệu trên được chiết
xuất từ các chất thải của quá trình sản xuất công nghiệp.
Một loại nhiên liệu lỏng thay thế khác mới đây được công bố là Dimethyl ether (DME)

được chế tạo từ khí thiên nhiên. Đây là loại nhiên liệu thay thế cực sạch có thể dùng cho
động cơ diesel giống như LPG. Thử nghiệm trên ôtô cho thấy, ôtô dùng DME có mức độ
phát ô nhiễm thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn ôtô phát ô nhiễm cực thấp California
ULEV. Nếu việc sản xuất DME trên qui mô công nghiệp thành hiện thực thì trong tương
lai nó sẽ là nhiên liệu lỏng lý tưởng nhất vì khí thiên nhiên phân bố đều khắp trên trái đất
và có trữ lượng tương đương dầu mỏ.
11


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”
c) Ôtô chạy bằng khí thiên nhiên
Sử dụng ôtô chạy bằng khí thiên nhiên là một chính sách rất hữu ích về năng lượng
thay thế trong tương lai, đặc biệt về phương diện giảm ô nhiễm môi trường trong thành
phố. Cho tới nay có hai giải pháp sử dụng khí thiên nhiên trên xe buýt, đó là khí thiên
nhiên dưới dạng khí và khí thiên nhiên dưới dạng lỏng. Một trong những khó khăn khiến
cho nguồn năng lượng này chưa được áp dụng rộng rãi trên phương tiện vận tải là vấn đề
lưu trữ khí thiên nhiên (dạng khí hay dạng lỏng) trên ôtô. Ngày nay việc chế tạo bình chứa
khí thiên nhiên đã được cải thiện nhiều cả về công nghệ lẫn vật liệu, chẳng hạn sử dụng
bình chứa composite gia cố bằng sợi carbon.
d) Ôtô chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG
Việc chuyển đổi ôtô chạy bằng nhiên liệu lỏng sang dùng LPG có thể được thực hiện
theo ba hướng: sử dụng duy nhất nhiên liệu LPG, sử dụng hoặc xăng hoặc LPG, sử dụng
đồng thời diesel và LPG (dual fuel). Việc tạo hỗn hợp LPG không khí có thể thực hiện
bằng bộ chế hoà khí kiểu Venturie thông thường hay phun LPG trên đường nạp. Những hệ
thống phun mới đang được nghiên cứu phát triển là phun LPG dạng lỏng trong buồng
cháy để tăng tính năng công tác của loại động cơ này.
e) Ôtô chạy bằng ắc quy
Ôtô chạy bằng ắc quy về nguyên tắc là ôtô sạch tuyệt đối (zero emission) đối với môi
trường không khí trong thành phố. Nguồn điện dùng để chạy ôtô được nạp vào ắc quy do

đó quãng đường hoạt động độc lập của ôtô phụ thuộc vào khả năng tích điện của ắc quy.
f) Ôtô chạy bằng pin nhiên liệu
Một trong những giải pháp của nguồn năng lượng sạch cung cấp cho ôtô trong tương
lai là pin nhiên liệu. Pin nhiên liệu là hệ thống điện hóa biến đổi trực tiếp hóa năng trong
nhiên liệu thành điện năng. Do không có quá trình cháy xảy ra nên sản phẩm hoạt động
của pin nhiên liệu là điện, nhiệt và hơi nước. Vì vậy có thể nói ôtô hoạt động bằng pin
nhiên liệu là ôtô sạch tuyệt đối theo nghĩa phát thải chất ô nhiễm trong khí xả.
g) Ôtô lai (hybrid)
Ô tô lai là loại ôtô sử dụng ít nhất hai nguồn sức kéo bổ sung cho nhau. Ôtô lai dạng
này sử dụng động cơ điện một chiều chạy bằng accu được nạp điện bằng điện lưới khi ôtô
dừng và nạp điện bổ sung từ cụm động cơ nhiệt-mát phát điện một chiều bố trí trên xe.

12


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.1: Xu hướng phát triển ôtô sạch
1.4 Các nghiên cứu và ứng dụng của xe điện trên thế giới và ở Việt Nam
1.4.1 Trên thế giới:
a) Nghiên cứu phát triển ôtô buýt điện Orion VII Hybrid Electric Bus – hãng Orion
Bus Industries, a DaimlerChrysler Company

Hình 1.2: Xe Hybrid điện Orion VII

Bố trí chung hệ thống điều khiển của ôtô buýt điện Orion VII Hybrid Electric

13

LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.3: Bố trí tổng quát ôtô điện Orion
• Giải thích nguyên lý hoạt động:
1. Ở tốc độ thấp:

Ly hợp tự động ngắt truyền động từ động cơ đố trong đến hộp số, lúc bây giờ các môtơ điện trong các bánh xe sẽ duy trì tốc độ để xe hoạt động, ưu điểm của mô-tơ điện là đáp
ứng được momen thấp, khi nguồn điện từ ắc quy giảm tới mức cho phép, động cơ đốt
trong sẽ hoạt động trở lại và nạp lại điện cho ắc quy qua máy phát.
2. Ở tốc độ cao:

14


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Động cơ đốt trong hoạt động trong phạm vi tối ưu để duy trì tốc độ cho xe. Lúc này
máy phát nạp lại điện cho ắc quy, các mô-tơ điện tại các bánh xe sẽ bị ngắt.
3. Khi giảm tốc (khi phanh):

Năng lượng tái sinh trong quá trình phanh từ các mô-tơ điện tích hợp trong các bánh
xe nạp điện trở lại ắc quy, trong trường hợp ắc quy nạp đầy các mô-tơ điện tại các bánh xe
sẽ trở về trạng thái trung hòa.
4. Khả năng tăng tốc:

15

LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Để có công suất lớn hơn đảm bảo tăng tốc nhanh thì một phần năng lượng tích trữ từ
ắc quy sử dụng để chạy bộ tăng áp turbocharger để cải thiện đặc tính hoạt động cho động
cơ đốt trong.
• Các đặc điểm của hệ thống ắc quy của ôtô buýt điện Orion VII Hybrid Electric
Hệ thống ắc quy là ắc quy Lithium-ion, có 46 ngăn ắc quy 12V, dung lượng 65A.h
tạo thành bộ ắc quy có điện áp 550VDC – 200 kW, trọng lượng tổng cộng của bộ ắc quy
là 3500lb, được thiết kế bởi hãng năng lượng Hawker, mô tơ điện có công suất 175 kW.

b) Nghiên cứu phát triển ôtô điện thế hệ mới “i-MiEV” của Kazunori HANDA và
Hiroaki YOSHIDA (03/2006) của hãng xe Mitsubishi.
Hai tác giả đã nghiên cứu để phát triển ôtô điện “i- MiEV” dựa trên xe bốn chỗ.

16


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.4: Ôtô điện “i- MiEV”
+ Bảng thông số kỹ thuật của xe điện iMIEV:
Tên xe: Xe điện iMIEV
Thông số
Kích thước

Giá trị

Thông số

(3.395 x 1.475

Động cơ

x 1.600) mm

Chiều dài cơ sở

2.550 mm

Trọng lượng không tải

1.080 Kg

Giá trị
Động cơ điện đồng bộNam châm vĩnh cửu

Nguồn năng

Ắc quy Lithium-ion

lượng

Công suất max: 63 Hp
(47kw)/3000-6000rpm

Motor
Số chỗ ngồi

4

Tốc độ tối đa

130 km/h

Quãng đường/ Nạp đầy

160 km

Truyền động

Cầu sau

Mô-men max: 180 N.m
(18kg.m)/0-2000rpm
Hiệu suất
tiêu thụ điện

125 Wh/km

Bình ắc-quy

330 v
16 kwh

+ Lợi ích từ xe điện:
a. Ngăn chặn sự ấm lên toàn cầu:

17
Pin Lithium-ion

Môtơ điện

Xạc


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”
So sánh lượng khí xả CO2 của ôtô điện “i- MiEV” với động cơ đốt trong đã cải tiến sử
dụng nhiên liệu xăng

Hình 1.5: Nồng độ khí thải CO2/km
b. Giảm chi chí nhiên liệu so với nhiên liệu xăng:
So sánh chi phí tiêu hao nhiên liệu của ôtô điện “i- MiEV” với động cơ đốt trong đã cải
tiến sử dụng nhiên liệu xăng

Hình 1.6: So sánh chi phí nhiên liệu/100 km
c. Động cơ điện nhỏ gọn, hiệu quả cao:
So sánh công suất của của ôtô điện “i- MiEV” với động cơ đốt trong đã cải tiến sử
dụng nhiên liệu xăng

18


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.7: Đường đặc tính momen của xe điện

Kết quả thử nghiệm về khả năng tăng tốc sau khi khởi động, khả năng qua mặt xe khác
và tốc độ tối đa của của ôtô điện “i- MiEV” với động cơ đốt trong đã cải tiến sử dụng
nhiên liệu xăng.

d. Khả năng gia tốc nhanh ở số vòng quay thấp:

Hình 1.8: Khả năng tăng tốc của xe điện
e. Êm dịu của động cơ:
So sánh về tiếng ồn khi làm việc của của ôtô điện “i- MiEV” với động cơ đốt trong đã
cải tiến sử dụng nhiên liệu xăng
19


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.9: Tính êm dịu của động cơ điện
1.4.2 Tại Việt Nam
Hướng nghiên cứu thiết kế và sản xuất ôtô điện là hoàn toàn mới tại Việt Nam. Hiện
nay chỉ có một số trường đại học, viện nghiên cứu có quan tâm đến lĩnh vực này, có thể kể
ra các công trình nghiên cứu như:
-

Nguyễn Duy Đỉnh và các cộng sự - Trường ĐH Bách khoa HN,với đề tài “Đề

xuất thuật toán điều khiển truyền động và thuật toán điều kiện đường ảo phát động ôtô
điện”.
-

Tạ Ngọc Minh và các cộng sự, (4/1999 - 3/2001) với đề tài nghiên cứu “ Điều

khiển động cơ không đồng bộ ứng dụng cho ôtô điện”.
1.5 Khảo sát một số xe điện đã được triển khai ở Vệt Nam
a) Xe điện và mini buýt điện của hãng Mai Linh ở Nha Trang

Hình 1.10: Xe điện Mai Linh phục vụ trong bệnh viện

20


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.11: Xe mini buýt điện Mai Linh phục vụ du lịch

21


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”
b) Xe mini buýt điện ở Hà Nội

Hình 1.12: Xe mini buýt điện của Công ty Cổ Phần Đồng Xuân
Mỗi ôtô điện có khả năng chở được 7 người với giá vé là 15.000 đồng/người/lượt và
đi trong khoảng thời gian 45 phút/chuyến. Thời gian hoạt động ban ngày từ 8h30 - 16h30,
buổi tối từ 19h - 23h; thời gian xe dừng đỗ tại các điểm là 20 giây.
1.6 Khảo sát một số hệ thống xe buýt điện trong khu vực và trên thế giới
1.6.1 Xe jeepney - Philippines

Hình 1.13: Xe jeepney sử dụng điện

Hiện nay, Philippin đang thử nghiệm xe jeepney chạy điện nhằm mục đích giảm ô
nhiễm môi trường.
Xe jeepney điện này được công nhận chất lượng bởi tổ chức Greenpeace. Một chiếc xe
E-jeep có thể nạp điện từ nguồn điện 220 V dân dụng và mất khoảng 8 giờ để sạc đầy
điện. Sau đó xe có thể chạy tổng cộng 120 km ( 4 vòng quanh các đường phố ở thành phố
Makati ).
Thông số

Đặc điểm
22


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”
Khả năng chuyên chở
14 – 18 người
Bố trí chung

Động cơ đặt trước, cầu sau dẫn động

Thời gian nạp điện

8h

Quãng đường hoạt động

120 km

Sau các xe jeepney điện, chính quyền thành phố Makati đã để mắt đến các xe 3
bánh để đẩy mạnh các chương trình chống ô nhiễm và chiến dịch chống lại sự nóng dần

lên của trái đất.

Hình 1.14: Xe 3 bánh sử dụng điện
Loại xe 3 bánh chạy điện này được đưa vào hoạt động trên các đường phố đông đúc
ở thành phố Davao, do tập đoàn DC electric vehicle chế tạo. Để nạp đầy điện, chỉ mất 3 –
5 giờ và cho phép xe hoạt động hằng ngày trong thành phố. Xe điện này có thể chở được 8
hành khách. Do được chính phủ trợ giá nên giá vé của loại xe này còn rẻ hơn cả xe
jeepney thông thường.
Thông số

Đặc điểm

Khả năng chuyên chở

08 người

Bố trí chung

Động cơ đặt trước, cầu sau dẫn động

Thời gian nạp điện

3-5h

Quãng đường hoạt động

Nguyên ngày ở thành phố Davao

1.6.2 Xe mini buýt điện ở Hồng Kông
Xe buýt nhẹ công cộng chạy suốt chiều dài và chiều rộng của Hồng Kông, qua những

khu vực nơi các tuyến xe buýt tiêu chuẩn không thể đến hoặc không thể chạy thường
23


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”
xuyên, nhanh chóng hoặc trực tiếp. Mini bus là giải pháp giao thông nhanh và hiệu quả vì
công suất nhỏ, tần suất cao, đi lại trên các tuyến trực tiếp. Dịch vụ mini bus phổ biến ở
Hồng Kông là vì mật độ dân số ở thành phố này rất đông, sống tập trung. Có 2 loại xe
mini bus ở Hồng Kông. Một loại có số lượng tuyến lớn, có bến đỗ cố định, một loại có ít
tuyến hơn và không có bến đỗ cố định.
Những năm gần đây, với yêu cầu giảm lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường nên
xuất hiện loại hình mini bus điện được sử dụng trên các đường phố Hồng Kông.

Hình 1.15: Xe mini bus điện ở Hồng Kông.
Thông số
Giá trị
Dài x rộng x cao ( mm)

5980 x 2050 x 2640

Chiều dài cơ sở (mm)

3300

Tải trọng ( người )

10 – 17

Nemax ( KW )

90

Phanh

Đĩa / Bố

Loại động cơ điện

AC

Ắc quy

Lithium

Vmax ( Km/h )

100

1.6.3 Xe mini buýt điện ở Rome

24


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.16: Tuyến xe mini buýt điện ở Rome
Trên xe buýt điện được trang bị bộ ắc quy Lithium – Ion, xe di chuyển được tối đa
từ 150 – 250 km, thời gian nạp ắc quy của xe từ 4 – 6 giờ (tương ứng từ 4 – 6 giờ nạp).

Trên xe sử dụng động cơ điện xoay chiều 3 pha được làm mát bằng nước.

Hình 1.17: Xe mini buýt điện ở Rome

25


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.18 Mô hình trạm nạp điện cho ắc quy xe điện

1.6.4 Ở Namsan – Hàn Quốc

Hình 1.19: Xe buýt điện ở Namsan - HQ
Xe buýt điện có chiều dài 11.05 m, xe di chuyển tối đa 83 km khi được nạp đầy và xe
có vận tốc tối đa là 100 km/h. trên xe trang bị bộ ắc quy Lithium – Ion.
26


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”
Tuyến hành trính của xe bắt đầu từ: Tháp N Seoul - Trường cao đẳng nữ Soong Eui rạp Daehan - Trung tâm nghệ thuật quốc gia Hàn Quốc - Itaewon - Chi nhánh trạm chữa
cháy - Trường đại học Dongguk - Nhà ga Jangchung – Yaksu dong – bắc Namsan.
1.6.5 Xe buýt điện Solo ở vương quốc Anh.
Trang bị bộ đôi ắc quy Lithium – Ion Phosphate cung cấp điện thế khoảng 307V, dung
lượng của bộ đôi ắc quy là 80 kWh. Sử dụng động cơ điện xoay chiều của hãng Enova
P120 với công suất 120 kW. Các pin được đặt trong hai thùng thép đặt ở hai bên phía sau
xe.

Hình 1.20 Xe buýt điện SOLO
Xe đạt tốc độ cực đại 90 km/h, hoạt động trong khu vực thành phố, năng lượng điện
được tái sing va nạp lại cho ắc quy trong quá trình phanh ôtô. Thời gian nạp bình thường
đề đầy pin mất 8 tiếng để sạc, năng lượng cung cấp cho pin đủ để hoạt động cả ngày hoặc
có thể nạp điện cho pin tại các trạm nạp nhanh trong thành phố.
1.6.6

Xe buýt điện Tindo ở Úc.
Hiện đang được sử dụng ở thành phố Adelaide – Úc, xe có tên gọi là Tindo sử dụng

hệ thống năng lượng mặt trời gồm bộ ắc quy Zebra (sử dụng loại pin Sodium - Nickel
chloride) có 17 ngăn pin với những ưu điểm sau:
Xe điện Tindo tầm hoạt động 200 km giữa 2 lần nạp trong đường thành phố, khả
năng tăng tốc và leo dốc tương đương với xe buýt sử dụng nhiên liệu diesel, tiết kiệm chi
phí nhiên liệu hơn 50% so với xe buýt chạy nhiên liệu diesel, hệ thống nạp năng lượng
mặt trời được đặt trên mui xe loại PV Uni-Solar PVL-68 W.

27


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.21: Xe buýt Tindo
Stt.
Thông số
Giá trị
1
Dài x Rộng x Cao (mm)
10.420×2.480×3.060

2
Tổng tải trọng (Kg)
11.480
3
Số chỗ ngồi (Người)
25
4
Số cửa lên xuống
3
5
Thông số pin
11 ngăn Zebra: Z36-371-ML3C-64
6
Năng lượng nạp
261,8 kWh
7
Năng lượng tiêu thụ
235,6 kWh
8
Công suất danh nghĩa
36
9
Công suất max (kW)
160
(KW)
10
Công suất nạp (kW)
36
10
Vmax (Km/h)

76
11
Khả năng leo dốc
≤12,5%
- Chế độ nạp nhanh tại các trạm nạp bố trí trên đường hay tại các trạm xe buýt:
Thông số trạm nạp điện: Thời gian nạp 01 phút ~ 01 km.
Stt.
1
2
3

Thông số
Công suất nạp (kW)
Điện áp vào xoay chiều
Điện áp ra một chiều

Giá trị
70
400 V- 3 pha AC
386V -DC- 70 kW
28


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

Hình 1.22 Hệ thống nạp ắc quy
1.7 So sánh đánh giá các hệ thống trên với điều kiện thực ở Việt Nam.
Qua khảo sát trên chúng ta nhận thấy rằng, ở những thành phố có mật độ giao thông
cao, hệ thống mini buýt rất được ưa chuộng do sự linh hoạt mà mini buýt đạt được. Bên

cạnh đó các chính quyền thành phố cũng rất chú trọng đến vấn đề môi trường khi ưu tiên
phát triển xe điện.
Ở nước ta điều kiện cơ sở hạ tầng phục vụ cho giao thông chưa được phát triển, đường
phố chật hẹp, hệ thống giao thông thông minh mới chỉ được thử nghiệm, chưa sử dụng
rộng rãi. Đặc biệt, với số lượng lớn xe máy lưu thông hiện nay thì việc sử dụng các loại
ôtô buýt cỡ lớn sẽ không phù hợp. Do đó, chúng ta không nên phát triển các loại xe buýt
lớn mà nên chú trọng vào phát triển các loại hình mini buýt trong các thành phố lớn như
Hà Nội, TP Hồ Chí Minh …
TPHCM hiện có khoảng hơn 3.000 xe buýt với hơn 1000 xe buýt loại lớn. Trong đó
hầu hết các xe buýt đã gần hết hoặc hết thời hạn sử dụng. Các xe buýt này, thường tạo ra
các hình ảnh “xả khói đen”, tai nạn giao thông … làm mất hình ảnh của xe buýt trong lòng
người dân. Trong tương lai gần, TPHCM chắc chắn sẽ phải thay thế toàn bộ số xe buýt
này để giảm ô nhiễm môi trường và tai nạn giao thông theo xu hướng chung của thế giới.
Đây sẽ là một cơ hội để TPHCM đổi mới kiểu xe buýt, cơ hội để sử dụng xe buýt nhiên
liệu sạch, thân thiện môi trường.
29


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

1.8

Mục tiêu đề tài, đối tượng nghiên cứu:
1.8.1 Mục tiêu đề tài.
Nghiên cứu xây dựng đặc tính vận tốc giao thông của tuyến buýt điện Tp.HCM, lựa

chọn kết cấu hệ động lực xe bus điện phù hợp, nghiên cứu nguyên lý hoạt động và cấu tạo
của xe điện, nghiên cứu tổng thể xe buýt điện trên cơ sở xe Huyndai county và tính toán
các tính năng kỹ thuật xe buýt điện.

1.8.2 Đối tượng nghiên cứu.
Dựa vào chu trình xe buýt chạy thực tế xây dựng đường đặc tính vận tốc của tuyến,
Lựa chọn kết cấu và đưa ra một phương án thiết kế xe mini buýt điện phù hợp với
thành phố.
Nghiên cứu tổng thể xe buýt điện trên cơ sở xe Huyndai county.
Nghiên cứu thiết kế bố trí chung giàn gầm xe buýt điện.
Tính toán các tính năng kỹ thuật xe buýt điện và bố trí tối ưu các cụm chính trên xe
buýt điện.
So sánh xe điện và xe sử dụng động cơ nhiệt để làm cơ sở so sánh đánh giá tính kinh tế
Điều khiển tích hợp động cơ điện và các bộ phận cần thiết trên một xe điện.
1.9

Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp thống kê, phân tích: bao gồm thu thập, phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu

từ tài liệu quản lý sưu tầm được và các kết quả nghiên cứu liên quan.
Phương pháp tiếp cận bằng lý thuyết: Dựa trên lý thuyết cấu tạo, vận hành và đặc tính
của hệ thống ắc quy, động cơ điện, hộp số AMT và điều khiển ly hợp, tham khảo thêm các
tài liệu về ôtô điện, xe buýt điện của các hãng nước ngoài, trên Internet, sách báo, luận văn
trước đây, từ đó đề xuất phương án thiết kế và tính toán đi đến lựa chọn hệ động lực xe
buýt điện trong điều kiện giao thông thành phố.
Phương pháp nghiên cứu tính toán thiết kế: tính toán thiết kế mô hình và từ đó tìm ra
các thông số cần thiết cho xe buýt điện.
30


LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ÔTÔ ĐIỆN THEO ĐIỀU
KIỆN GIAO THÔNG VIÊT NAM”

1.10 Kết luận:

Việc nghiên cứu có thể ứng dụng năng lượng điện trên ôtô ở Việt Nam, có tính năng
tương đương với ôtô điện của các hãng nước ngoài.
Lần đầu nghiên cứu ôtô điện nhằm chủ động nguồn nhiên liệu trong tương lai và phục
vụ cho mục đích giao thông công cộng tại thành phố Hồ Chi Minh.
Định hướng nghiên cứu ứng dụng năng lượng điện sử dụng trên các xe ôtô du lịch, xe
buýt và ôtô tải góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và đảm bảo an ninh năng
lượng.
Kết quả nghiên cứu của đề tài cho phép triển khai vào thực tế để chuyển đổi buýt
Diesel thành xe buýt chạy điện hoặc chế tạo mới xe buýt điện tại TPHCM, góp phần giải
quyết vấn đề ô nhiễm môi trường hiện nay.

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA XE
ĐIỆN
2.1 Cấu tạo xe điện:
-

Động cơ điện ( AC / DC ) đồng bộ - nâm châm vĩnh cửu.

-

Bộ điều khiển động cơ điện

-

Một khay ắc quy công suất cao Lithium-ion lắp vào xe được cấu thành từ 22
module, mỗi module gồm 4 nhân để tạo ra dòng DC 330V.

-

Các động cơ điện được thêm vào để dẫn động những thiết bị như bơm nước,

bơm trợ lực lái, điều hoà nhiệt độ, nâng hạ kính.
Cáp nạp tại nhà

Bộ chuyển đổi
Bảng nạp

Motor
Ắc quy –Lithium ion

Cáp nạp
nhanh

31