Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH Ô TÔ ĐIỆN
SỬ DỤNG KHUNG VỎ COMPOSITE

Sinh viên thực hiện: Trần Minh Sang

Đà Nẵng – Năm 2019


TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.
Nhóm sinh viên thực hiện:
Họ và tên sinh viên

Mã số sinh viên

Lớp

Huỳnh Hoài Phương

103140040

14C4A

Trần Minh Sang

103140045

14C4A

Cấu trúc đồ án tốt nghiệp gồm 9 chương sau:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế
Chương 3: Tính toán thiết kế khung composite cho ô tô điện 4 bánh
Chương 4: Tính toán thiết kế vỏ composite cho ô tô điện 4 bánh
Chương 5: Thiết kế hệ thống truyền động cho ô tô điện 4 bánh
Chương 6: Hệ thống điều khiển động cơ BLDC
Chương 7: Tính toán thiết kế tổng thể cho ô tô điện 4 bánh
Chương 8: Thiết kế hệ thống lái, hệ thống phanh cho ô tô điện 4 bánh
Chương 9: Quy trình gia công và lắp ráp


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên
Huỳnh Hoài Phương
Trần Minh Sang
Khoa: Cơ Khí Giao Thông

Số thẻ sinh viên
103140040
103140045

Lớp
14C4A
14C4A

Ngành: Kỹ thuật cơ khí

1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Theo tài liệu từ nhà chế tạo động cơ điện, thiết bị điện tử.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế
Chương 3: Tính toán thiết kế khung composite cho ô tô điện 4 bánh
Chương 4: Tính toán thiết kế vỏ composite cho ô tô điện 4 bánh
Chương 5: Thiết kế hệ thống truyền động cho ô tô điện 4 bánh
Chương 6: Hệ thống điều khiển động cơ BLDC
Chương 7: Tính toán thiết kế tổng thể cho ô tô điện 4 bánh
Chương 8: Thiết kế hệ thống lái, hệ thống phanh cho ô tô điện 4 bánh
Chương 9: Quy trình gia công và lắp ráp
5. Các bản vẽ, đồ thị
Tổng thể xe điện 4 bánh (A3)
Khung xe (A3)
Bích trục sau (A3)
Moay ơ đĩa xích (A3)

Moay ơ khớp một chiều (A3)
Bảng vẽ kết cấu hệ thống treo (A3)
Bảng vẽ kết cấu hệ thống truyền động (A3)
Bảng vẽ tấm gia cường (A3)
Bảng vẽ moay ơ bánh xe (A3)
Bảng vẽ kết cấu xe điện 4 bánh (A3)


6. Họ tên người hướng dẫn:

TS. Lê Văn Tụy

7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

25/02/2019

8. Ngày hoàn thành:

09/06/2019

Trưởng Bộ môn

Đà Nẵng, ngày tháng 6 năm 2019
Người hướng dẫn

Kỹ thuật Ô tô và Máy động lực

PGS.TS. Dương Việt Dũng

TS. Lê Văn Tụy

Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.

LỜI NÓI ĐẦU
Trong suốt khoảng thời gian làm đề tài tốt nghiệp, chúng em đã gặt hái được rất nhiều
kiến thức chuyên ngành cũng như sự kết hợp làm việc nhóm.
Lời đầu tiên chúng em xin cảm ơn đến Thầy TS. Lê Văn Tụy, thầy đã tận tình hướng
dẫn, giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp và xin gửi lời cảm ơn gửi đến các
Thầy Cô trong Khoa Cơ khí Giao thông. Cảm ơn sự động viên và giúp đỡ tận tình từ
gia đình và bạn bè.
Chúng em đã phấn đấu và nỗ lực hết mình để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, song
thời gian và kiến thức còn hạn chế nên còn nhiều thiếu sót mong quý thầy cô và bạn
đọc đóng góp để đồ án này được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hoài Phương
Trần Minh Sang

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

i


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.

CAM ĐOAN
Chúng em xin cam đoan đây là đề tài riêng của nhóm, đề tài không trùng lặp với bất
kỳ đề tài đồ án tốt nghiệp nào trước đây. Các thông tin, số liệu được sử dụng và tính
toán đều từ các tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, theo quy định.

Sinh viên thực hiện
Nhóm SV Xe điện 4 bánh

Huỳnh Hoài Phương

Trần Minh Sang

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hoài Phương
Trần Minh Sang

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

ii


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.

MỤC LỤC

TÓM TẮT .................................................................................................................................. i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ......................................................................................iii
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................................ i
CAM ĐOAN .............................................................................................................................. ii
MỤC LỤC .................................................................................................................................iii
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ..............................................................viii
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1
I. MỤC ĐÍCH LỰA CHỌN ĐỀ TÀI ...................................................................................... 1
II. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ............................................................................................................ 1
III. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................. 1
1. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................................... 1

2. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................................ 2
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................................... 2
1. Về lý thuyết ........................................................................................................................ 2
2. Về thực nghiệm .................................................................................................................. 2
1.1. Mục đích ý nghĩa khoa học của đề tài.......................................................................... 3
1.2. Nguồn năng lượng tương lai ......................................................................................... 3
1.2.1. Năng lượng gió ........................................................................................................... 3
1.2.2. Biomass - nhiên liệu sinh khối. .................................................................................. 4
1.2.3. Thủy điện ..................................................................................................................... 5
1.2.4. Năng lượng hạt nhân. ................................................................................................ 6
1.2.5. Năng lượng mặt trời ................................................................................................... 7
1.3. Tổng quan về sự phát triển của phương tiện giao thông sử dụng nhiên liệu sạch
trên thế giới và Việt Nam. ........................................................................................................ 8
1.3.1. Hoàn thiện động cơ diesel ........................................................................................... 9
1.3.2. Ôtô chạy bằng các loại nhiên liệu lỏng thay thế ......................................................... 9
1.3.3. Ôtô chạy bằng khí thiên nhiên ................................................................................... 10
1.3.4. Ôtô chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG ................................................................. 10
1.3.5. Ôtô chạy bằng điện .................................................................................................... 10
1.3.6. Ô tô chạy bằng pin nhiên liệu .................................................................................... 11
1.3.7. Ôtô hybrid .................................................................................................................. 12
1.3 Tổng quan về xe điện cá nhân ............................................................................................ 12
1.3.1. Giới thiệu chung ........................................................................................................ 12
1.3.2. Cấu hình của một số loại xe điện cá nhân ................................................................. 13
1.3.2.1.
Cấu hình của ô tô điện ........................................................................................... 13
1.3.2.2.
Cấu hình một số xe điện cỡ nhỏ ............................................................................. 15
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ............................... 16
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHO Ô TÔ ĐIỆN 4 BÁNH .. 20
3.1. Tính chọn motor điện .................................................................................................... 20

3.1.1. Tính và xây dựng đặc tính cho Động Cơ Điện. ...................................................... 20
3.1.2. Tính công suất nguồn động lực .............................................................................. 20
3.1.3. Chọn công suất cho nguồn động lực ...................................................................... 20
3.1.4. Tính tỉ số truyền giảm tốc ....................................................................................... 21
3.1.5. Tính lực kéo cho nguồn điện .................................................................................. 21
3.1.6. Tính đặc tính lực cản .............................................................................................. 23
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hoài Phương
Trần Minh Sang

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

iii


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.

3.1.7. Tính thời gian tăng tốc của ô tô ............................................................................. 24
3.2. Tính chọn ắc quy ........................................................................................................... 27
3.3. Tính toán các thông số động học của xe........................................................................ 30
3.3.1. Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực........................................................... 30
3.4. Truyền động xích ........................................................................................................... 31
3.5. Thiết kế các hệ thống truyền động................................................................................. 34
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG COMPOSITE CHO Ô TÔ ĐIỆN 4
BÁNH....................................................................................................................................... 35
4.1. Khái niệm ..................................................................................................................... 35
4.2. Ưu nhược điểm. ........................................................................................................... 35
4.3. Phân loại và lựa chọn vật liệu ..................................................................................... 36
4.3.1. Phân loại vật liệu composite ..................................................................................... 36
4.3.2. Phân tích và lựa chọn vật liệu. ................................................................................. 36
4.3.2.1.

PVC form. .............................................................................................................. 36
4.3.2.2.
Sợi thủy tinh. ......................................................................................................... 37
4.3.2.3.
Sợi carbon. ............................................................................................................. 38
4.3.2.4.
Lựa chọn vật liệu ................................................................................................... 39
4.4. Tính toán thiết kế khung ............................................................................................. 39
4.5. Thiết kế khung ............................................................................................................. 42
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VỎ CHO XE Ô TÔ ĐIỆN 4 BÁNH .................. 43
5.1. Phân tích lựa chọn vật liệu.......................................................................................... 43
5.1.1. Phân loại vật liệu composite. .................................................................................... 43
5.1.2. Phân tích và lựa chọn vật liệu. ................................................................................. 43
5.1.2.1.
PVC form. .............................................................................................................. 43
5.1.2.2.
Sợi thủy tinh. ......................................................................................................... 44
5.1.2.3.
Sợi cacbon.............................................................................................................. 45
5.1.2.4.
Lựa chọn vật liệu ................................................................................................... 46
5.2. Thiết kế vỏ .................................................................................................................... 47
CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BLDC................................................. 48
6.1. Sơ đồ điều khiển động cơ BLDC ................................................................................ 48
6.2. Nguyên lý điều khiển động cơ BLDC ........................................................................ 48
6.3. Cảm biến vị trí Hall sensor ......................................................................................... 50
6.4. Nguyên lí hoạt động của động cơ BLDC. .................................................................. 52
6.5. Ưu-nhược điểm chung của động cơ một chiều không chổi than ............................. 53
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN TỔNG THỂ CHO XE ĐIỆN 4 BÁNH .............. 54
7.1. Thiết kế chung .............................................................................................................. 54

7.2. Tính toán động lực học tổng thể của xe ..................................................................... 55
7.2.1. Các thông số đầu vào ................................................................................................ 55
7.2.2. Tính lật ...................................................................................................................... 55
7.2.2.1.
Tính lật ngang ....................................................................................................... 56
7.2.2.2.
Tính lật dọc ............................................................................................................ 58
7.2.2.3.
Biểu đồ ................................................................................................................... 59
7.2.2.3.1.
Vận tốc giới hạn theo bán kính cua.................................................................. 59
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI VÀ HỆ THỐNG PHANH CHO Ô TÔ ĐIỆN
4 BÁNH.................................................................................................................................... 60
8.1. Thiết kế hệ thống lái .................................................................................................... 60
8.2. Lựa chọn hệ thống phanh ........................................................................................... 60
8.3. Công dụng .................................................................................................................... 60
8.2.1. Yêu cầu...................................................................................................................... 61
8.2.2. Phân loại ................................................................................................................... 61
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hoài Phương
Trần Minh Sang

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

iv


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.

CHƯƠNG 9: QUY TRÌNH GIA CÔNG VÀ LẮP RÁP ..................................................... 63
9.1. Quy trình gia công khung ........................................................................................... 63

9.2. Phương án gia công vỏ ................................................................................................ 63
9.3. Gia công và lắp ráp các hệ thống trên xe .................................................................. 63
9.3.1. Gia công hệ thống truyền động ............................................................................... 63
9.3.2. Hệ thống treo ............................................................................................................ 63
9.3.3. Hệ thống phanh ........................................................................................................ 64
KẾT LUẬN ............................................................................................................................. 65
D.
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 66

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hoài Phương
Trần Minh Sang

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

v


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

BẢNG 3.1 Đặc tính lực kéo của động cơ điện theo vận tốc.
BẢNG 3.2 Lực cản
BẢNG 3.3 Gía trị gia tốc
BẢNG 3.4 Thời gian tăng tốc của ô tô
BẢNG 4.1 Thông số đầu vào
BẢNG 4.2 thông số tính toán
BẢNG 4.3 Giá trị nội lực tại các mặt cắt ngang của khung
BẢNG 7.1 Thông số thiết kế kỹ thuật của xe điện
BẢNG 7.2 Thông số đầu vào

BẢNG 7.3 Xác định vận tốc lớn nhất theo bán kính cua
HÌNH 1.1 Máy phát điện sử dụng năng lượng gió
HÌNH 1.2 Nhiên liệu sinh học
HÌNH 1.3 Thủy điện đang là một phần quan trọng của nguồn năng lượng
HÌNH 1.4 Nhà máy nhiệt điện hạt nhân
HÌNH 1.5 Nhà máy điện năng lượng mặt trời
HÌNH 1.6 Ô tô chạy bằng nhiên liệu sinh học
HÌNH 1.7 Ô tô chạy bằng điện
HÌNH 1.8 Ô tô Hybrid
HÌNH 1.9 Ô tô điện cổ điển
HÌNH 1.10 Ô tô hiện đại
HÌNH 2.1 Phương án thiết kế xe điện 4 bánh có hộp giảm tốc và visai
HÌNH 2.2 Phương án thiết kế xe điện 4 bánh dẫn động trực tiếp
HÌNH 2.3 Phương án thiết kế xe điện 4 bánh dẫn động qua nhông, xích
HÌNH 3.1 Sơ đồ bộ truyền động xích.
HÌNH 3.2 Đồ thị đặc tính lực kéo của động cơ điện theo vận tốc.
HÌNH 3.3 Đặc tính lực kéo và lực cản theo vận tốc.
HÌNH 3.4 Đồ thị gia tốc khi chuyển động của ô tô.
HÌNH 3.5 Đồ thị thời gian tăng tốc ứng với tốc độ.
HÌNH 3.6 Acquy Globe 12V-15Ah
HÌNH 3.7 Bộ truyền động xích
HÌNH 3.8 Hệ thống truyền động xích
HÌNH 3.9 Xích ống con lăn
HÌNH 3.10 Xích răng
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hoài Phương
Trần Minh Sang

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

vi

Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.

HÌNH 3.11 Bộ truyền động trên xe
HÌNH 4.1 Sơ đồ phân loại composite
HÌNH 4.2 Tấm PVC foam
HÌNH 4.3 Sợi thủy tinh
HÌNH 4.4 Sợi carbon
HÌNH 4.5 Biểu đồ nội lực trên khung xe
HÌNH 4.6 Khung xe
HÌNH 5.1 Tấm PVC foam
HÌNH 5.2 Sợi thủy tinh
HÌNH 5.3 Sợi cacbon
HÌNH 5.4 Vỏ xe
HÌNH 6.1 Sơ đồ điều khiển động cơ BLDC
HÌNH 6.2: Động cơ BLDC
HÌNH 6.3 Roto của động cơ BLDC
HÌNH 6.4 Các dạng Rotor của động cơ một chiều không chổi than
HÌNH 6.5 Động cơ BLDC cấu trúc nằm ngang
HÌNH 6.6 Sơ đồ cấp điện cho các cuộn dây stato
HÌNH 7.1 các hình chiếu của xe điện 4 bánh
HÌNH 7.2 Sơ đồ minh họa bán kính vòng quay
HÌNH 7.3 Sơ đồ lực tác dụng ngang lên thân xe
HÌNH 7.4 Sơ đồ lực tác dụng dọc lên thân xe
HÌNH 7.5 Đồ thị xác định vận tốc lớn nhất theo bán kính cua
HÌNH 8.1 Hệ thống lái trên xe

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hoài Phương
Trần Minh Sang

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

vii


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite.

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU:
G
[KG]

Trọng lượng toàn bộ của xe

Fk
Gk

[N]
[KG]

Lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động
Trọng lượng khung xương

Gct
Gcs
Gm

[KG]
[KG]

[KG]

Trọng lượng trục trước và bánh xe
Trọng lượng bánh xe sau
Trọng lượng động cơ

Ga

[KG]

Trọng lượng acquy trước

Gl

[KG]

Trọng lượng tay lái.

Ff1
Ff2
Fw
Fi
Fj
Z1, Z2

[N]
[N]
[N]
[N]
[N]

[N]

Lực cản lăn ở bánh xe chủ động
Lực cản lăn ở bánh xe bị động
Lực cản không khí
Lực cản lên dốc
Lực quán tính của ô tô khi chuyển động
Phản lực tiếp tuyến của mặt đường tác dụng lên các

L
a, b

[m]
[m]

Chiều dài cơ sở
Khoảng cách từ tâm đến trục bánh xe trước và bánh xe sau

hg

[m]

Tọa độ trọng tâm của xe theo chiều cao

inner [v/ph]

Tốc độ quay bánh xe phía trong

outter [v/ph]

Tốc độ quay bánh xe phía ngoài



[v/ph]

Độ chênh lệch tốc độ quay vòng của hai bánh xe

0

[v/ph]

Độ chênh lệch tốc độ quay vòng ban đầu của bánh xe

0

[v/ph]

Tốc độ ban đầu của bánh xe

K0
Kps
d

[-]
[-]
[m]

Hệ số góc quay ban đầu
Hệ só góc quay khi có hệ thống hỗ trợ lái

Quãng đường di chuyển của sóng âm

v
t
VH
kH
Ic

[m/s]
[s]
[V]
[m3/c]
[A]

Vận tốc sóng âm trong không khí
Quãng thời gian truyền sóng
Điện áp Hall
Hằng số Hall
Dòng cấp vào

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hoài Phương
Trần Minh Sang

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

viii


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

MỞ ĐẦU

I. MỤC ĐÍCH LỰA CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của nghành công nghiệp ô tô đã mang lại
nhiều thuận tiện trong đời sống, tuy nhiên số lượng ô tô ngày càng tăng kéo theo nhiều
vấn đề về môi trường, nhiên liệu ngày càng cạn kiệt.
Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu tìm nguồn năng lượng thay thế. Nguồn năng
lượng điện sử dụng trên phương tiện giao thông là một trong những giải pháp hiệu quả
nhất. Ở các thành phố lớn đã bắt đầu xu hướng sử dụng xe điện cá nhân. Với những ưu
điểm, thân thiện, nhỏ gọn thuận tiện, người lớn tuổi dể sử dụng.
Thêm vào đó việc sử dụng vật liệu composite nhờ những ưu điểm vượt trội với
tính chất nổi bật là nhẹ, độ bền cao,cứng vững, chịu va đập, uốn kéo tốt. Sẽ là vật liệu
được sử dụng rộng rãi trong tương lai đặc biệt là ngành công nghiệp ô tô.
Đề tài ‘‘Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite’’ là
một đề tài nhằm mục đích khảo sát thiết kế một phương tiện giao thông chạy hoàn toàn
bằng năng lượng điện, điều khiển bằng điện, đặt nền tảng cho việc thiết kế và sản xuất
một xe điện mang thương hiệu Việt Nam phù hợp với điều kiện giao thông trong nước,
giá thành vừa phải, có hiệu suất sử dụng năng lượng cao và mức độ phát ô nhiễm thấp,
gần như bằng không, góp phần thực hiện nhiệm vụ cấp bách nói trên nhằm đẩy nhanh
tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và tạo ra một nét mới để khẳng định
nguồn nhân lực của con người Việt Nam.
II. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• Tính toán thiết kế tính ổn định trên xe điện.
• Nghiên cứu thiết kế chế tạo kết cấu cơ khí trên xe điện.
• Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển trên xe.
III. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1. Phạm vi nghiên cứu
• Xe điện thiết kế chạy trên các địa hình bằng phẳng như sân bay, khu công nghiệp
hay các cơ sở sản xuất.
• Xe điện chạy với vận tốc tối đa khoảng 70 [Km/h].

• Tính toán lựa chọn động cơ điện, ắc quy, nguồn sạc cho xe điện.
• Tính toán, thiết kế khung vỏ, bộ truyền động cho xe điện.
• Thiết kế hệ thống điều khiển trên xe điện.

1


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

2. Đối tượng nghiên cứu
Xe điện 4 bánh.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Về lý thuyết
• Sử dụng các giáo trình, tài liệu nước ngoài, các bài báo, các trang web về xe điện,
xe điện 4 bánh.
• Sử dụng Excel để tính toán, xây dựng biểu đồ.
• Sử dụng các phần phềm thiết kế Catia, CAD để thiết kế xe.
2. Về thực nghiệm
• Sau khi chế tạo xong phần khung vỏ của xe điện thì tiến hành lắp đặt hệ thống
điện lên xe.
• Sử dụng hệ thống điều khiển động cơ BLDC.
• Chạy thử nghiệm sau khi lắp đặt.
• Kiểm tra độ ổn định của hệ thống cơ khí để tiến hành điều chỉnh cho hợp lí.
• Đo đạc các thông số và tiến hành điều chỉnh để xe hoạt động ổn định.

2


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1.

Mục đích ý nghĩa khoa học của đề tài

Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của nghành công nghiệp ô tô đã mang lại
nhiều thuận tiện trong đời sống, tuy nhiên số lượng ô tô ngày càng tăng kéo theo nhiều
vấn đề về môi trường, nhiên liệu ngày càng cạn kiệt.
Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu tìm nguồn năng lượng thay thế. Nguồn năng
lượng điện sử dụng trên phương tiện giao thông là một trong những giải pháp hiệu quả
nhất. Ở các thành phố lớn đã bắt đầu xu hướng sử dụng xe điện cá nhân. Với những ưu
điểm, thân thiện, nhỏ gọn thuận tiện, người lớn tuổi dể sử dụng.
Trên cơ sở đó, đã có rất nhiều giải pháp được đưa ra nhưng giải pháp áp dụng công
nghệ vẫn là giải pháp được đánh giá cao. Điều này được minh chứng bởi những chiếc
ôtô điện thông minh của các hãng xe lớn như TESLA, BMW, … Cũng chính nhờ vậy
mà các hãng xe này có thể duy trì được hoạt động sản xuất kinh doanh các dòng xe của
mình trong nền kinh tế cạnh tranh cao.
Thêm vào đó việc sử dụng vật liệu composite nhờ những ưu điểm vượt trội với
tính chất nổi bật là nhẹ, độ bền cao,cứng vững, chịu va đập, uốn kéo tốt. Sẽ là vật liệu
được sử dụng rộng rãi trong tương lai đặc biệt là ngành công nghiệp ô tô.
Đề tài ‘‘Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite’’ là
một đề tài nhằm mục đích khảo sát thiết kế một phương tiện giao thông chạy hoàn toàn
bằng năng lượng điện, điều khiển bằng điện, đặt nền tảng cho việc thiết kế và sản xuất
một xe điện mang thương hiệu Việt Nam phù hợp với điều kiện giao thông trong nước,
giá thành vừa phải, có hiệu suất sử dụng năng lượng cao và mức độ phát ô nhiễm thấp,
gần như bằng không, góp phần thực hiện nhiệm vụ cấp bách nói trên nhằm đẩy nhanh
tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và tạo ra một nét mới để khẳng định
nguồn nhân lực của con người Việt Nam.
1.2. Nguồn năng lượng tương lai

1.2.1. Năng lượng gió
Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời. Sử dụng năng
lượng gió là một trong những phương thức thu thập năng lượng được biết đến từ thời
cổ đại. Khái niệm sử dụng cối xay gió đang có bước tiến xa hơn khi các nhà khoa học
đang muốn tạo ra máy điện trên bầu trời bằng cách thả nổi cối xay gió ở độ cao 4,5 km
trong bầu khí quyển. Hệ thống này trang bị 4 cánh quạt và 2 tua-bin giúp tạo ra nguồn
điện từ gió. Năng lượng gió hiện nay chỉ chiếm 0,1% nhu cầu điện của thế giới, nhưng
3


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

con số này dự kiến sẽ tăng nhanh và là một trong những hình thức của năng lượng
sạch trong tương lai. Việc mở rộng khai thác năng lượng gió cũng gặp những khó khăn
không nhỏ bởi hệ thống này phụ thuộc vào vị trí của nơi có gió mạnh. Nhiều lo ngại
chỉ ra rằng các trang trại gió có thể ảnh hưởng đến thời tiết địa phương, nhưng điều
này vẫn chưa được nghiên cứu một cách triệt để. Các nhà khoa học hy vọng rằng việc
dùng cối xay gió trên bầu trời sẽ góp phần giải quyết những vấn đề hạn chế kể trên.

Hình 1.1: Máy phát điện sử dụng năng lượng gió
1.2.2. Biomass - nhiên liệu sinh khối.
Năng lượng sinh khối, hay nhiên liệu sinh học, bao gồm các vật chất chứa năng
lượng hóa học dự trữ trong chất hữu cơ. Sinh khối là các phế phẩm từ nông nghiệp
(rơm rạ, bã mía, vỏ, xơ bắp, ...) và phế phẩm lâm nghiệp (lá khô, vụn gỗ, ...). Nhiên
liệu sinh khối có thể ở dạng rắn, lỏng hay khí... được đốt để phóng thích năng lượng
như ethanol hay thành dạng khí sinh học (biogas).

4

Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

Hình 1.2: Nhiên liệu sinh học
Nhưng không giống như một số nguồn năng lượng tái tạo khác, năng lượng sinh
khối không thực sự sạch vì khi đốt chất hữu cơ sẽ tạo ra một lượng lớn cacbon đioxide.
Ngoài ra, để sử dụng rộng rãi thì người ta phải tìm cách bù đắp bằng việc trồng các
loại cây phát triển nhanh và cỏ để dùng làm nguồn cung cấp nhiên liệu. Các nhà khoa
học cũng đang thử nghiệm với việc sử dụng vi khuẩn để tác động vào sinh khối và sản
xuất hydro để làm nhiên liệu. Đây là một nguồn nhiên liêu sinh học thay thế khá thú vị
nhưng gây tranh cãi ở quy trình biến đổi nhiệt (TCP). Không giống như các nhiên liệu
tự nhiên thông thường, TCP có thể chuyển đổi hầu như bất kỳ loại chất hữu cơ thành
dầu lửa và nước nhưng lượng chất thải gây hiệu ứng nhà kính cũng không giảm được
bao nhiêu.
1.2.3. Thủy điện
Thủy điện hiện tại chiếm 20% nguồn điện năng của thế giới. Tính đến gần đây,
nhiều nhận định cho rằng thủy điện từ năng lượng nước là một nguồn tài nguyên thiên
nhiên phong phú mà không đòi hỏi thêm nhiên liệu và không gây ô nhiễm. Tuy nhiên,
nhiều nghiên cứu mới đây chỉ ra một số thách thức của các đập thủy điện có thể tạo ra
một lượng đáng kể cacbon dioxide và methane qua sự phân rã của các nguyên liệu
thực vật ngập nước.

5


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

Hình 1.3: Thủy điện đang là một phần quan trọng của nguồn năng lượng
Bên cạnh đó, một nhược điểm của đập nước nữa là mọi người dân sống xung
quanh thường phải di dời để đảm bảo tính an toàn. Điển hình như trường hợp của Dự
án đập Tam Hiệp ở Trung Quốc - đập lớn nhất trên thế giới khi hoàn thành trong năm

2009 thì 1,9 triệu người đã phải di chuyển cùng vô số các di tích lịch sử đã bị nhấn
chìm và biến mất. Ngoài ra, một vấn đề lớn của thủy điện nữa là việc ngăn sông, đắp
đập không phù hợp sẽ làm thay đổi hệ sinh thái trong khu vực và là một trong những
nguyên nhân gây ra hạn hán, ngập lụt…
1.2.4. Năng lượng hạt nhân.
Albert Einstein đã nói rằng ranh giới giữa vật chất và năng lượng không còn rõ
ràng. Năng lượng có thể được tạo ra bởi các nguyên tử - quá trình chia tách hoặc kết
hợp được gọi là sự phân hạch và nhiệt hạch tương ứng. Phân hạch hạt nhân phóng xạ
có hại và tạo ra lượng lớn chất phóng xạ, có tác động hàng ngàn năm và có thể phá
hủy toàn bộ hệ sinh thái nếu bị rò rỉ. Lo ngại lớn hơn nữa là năng lượng hạt nhân đã và
đang được sử dụng như một loại vũ khí có sức hủy diệt kinh khủng.
Hiện nay, hầu hết các nhà máy điện hạt nhân sử dụng phản ứng phân hạch, đòi hỏi
một lượng lớn năng lượng để sản xuất và duy trì ở nhiệt độ cao cần thiết. Ý tưởng tổng
hợp nhiệt hạch âm thanh - về mặt kỹ thuật được hiểu là tổng hợp nhiệt hạch bằng quán
tính âm thanh - xuất xứ từ một hiện tượng tự nhiên phát quang do âm thanh (sonolumi
- nescence).

6


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

Hình 1.4: Nhà máy nhiệt điện hạt nhân
Nguyên lý hoạt động ở đây là sử dụng các loa phóng thanh gắn vào bình chứa đầy
chất lỏng rồi truyền sóng áp suất, kích thích sự chuyển động các bọt sóng âm. Các bọt
này lớn lên và tan vỡ tuần hoàn, tạo nên các chớp loé sáng thấy được, kéo dài không
quá 50 picô giây. Bọt tạo ra nhiệt độ và áp suất có thể đạt đến mức khởi động được
phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu một phương
pháp để tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân được kiểm soát bằng cách đẩy các ion
hydro "nặng" trong điện trường mạnh.

1.2.5. Năng lượng mặt trời
Theo báo cáo dự đoán của Tổ chức Năng lượng Quốc tế (International Energy
Agency), đến năm 2050 mặt trời có thể sẽ trở thành nguồn điện năng lớn nhất, xếp trên
cả nhiên liệu hóa thạch, năng lượng gió, thủy năng và năng lượng hạt nhân. Năm 2006
ở Úc, tháp năng lượng mặt trời khổng lồ cao 1km với 32 tua-bin khí có tổng công suất
200 MW đã đi vào sử dụng. Hệ thống năng lượng mặt trời này được bao quanh bởi
một nhà kính khổng lồ có tác dụng làm nóng không khí để làm quay tua-bin xung
quanh chân tháp. Giới chuyên gia ước tính rằng các nhà máy điện sẽ có thể tạo ra 200
megawat điện và giảm được 700.000 tấn khí gây hiệu ứng nhà kính trong mỗi năm. Và
gần đây nhất là nhà máy điện năng lượng mặt trời Topaz có công suất 550 megawatt
với 9 triệu tấm pin quang điện, bao phủ hơn 24 ha tại California, Mỹ.
Đây được xem là nguồn năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới hiện nay và Topaz
cung cấp điện năng cho khoảng 160.000 hộ gia đình.

7


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

Hình 1.5: Nhà máy điện năng lượng mặt trời
Hệ thống năng lượng mặt trời không đòi hỏi thêm nhiên liệu khác để hoạt động và
tác động ô nhiễm môi trường gần như là không có. Ánh sáng mặt trời có thể được lưu
lại thành nhiệt để sử dụng ngay hoặc chuyển đổi thành điện năng. Ngoài ra, công nghệ
còn cho phép biến đổi ánh sáng thành năng lượng điện thông qua hiệu ứng quang
điện... Những hạn chế của hệ thống năng lượng mặt trời bao gồm chi phí ban đầu cao và
đòi hỏi không gian sử dụng khá lớn. Không chỉ vậy, đối với hầu hết các lựa chọn thay
thế năng lượng mặt trời thì hiệu suất sử dụng có thể bị ảnh hưởng bởi sự ô nhiễm
không khí và thời tiết làm giảm lượng ánh sáng mặt trời.
1.3. Tổng quan về sự phát triển của phương tiện giao thông sử dụng nhiên liệu
sạch trên thế giới và Việt Nam.

Sự phát triển các phương tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói chung
không giống nhau, mỗi nước có một quy định riêng về khí thải của xe, nhưng đều có
xu hướng là từng bước cải tiến cũng như chế tạo ra loại ôtô mà mức ô nhiễm là thấp
nhất và giảm tối thiểu sự tiêu hao nhiên liệu. Mặt khác không những trong tương lai
mà hiện nay nguồn tài nguyên dầu mỏ ngày càng cạn kiệt dẫn đến giá dầu tăng cao mà
nguồn thu nhập của người dân lại tăng không đáng kể. Ngày nay xe chạy bằng dầu
diezel, xăng hoặc các nhiên liệu khác đều đang tràn ngập trên thị trường dẫn đến tình
trạng ùn tắc giao thông, cũng như gây ô nhiễm môi trường, hệ sinh thái thay đổi dẫn
đến hiệu ứng nhà kính nên nhiệt độ ngày một tăng làm những tảng băng ở Bắc cực,
Nam cực cùng những nơi khác tan ra gây ra lũ lụt, sóng thần. Vì thế, 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
là 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, biodiesel, điện, pile nhiên liệu,
năng lượng mặt trời, ôtô lai (hybrid)...
8


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

1.3.1. 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.
1.3.2. 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 gốc
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. 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.

Hình 1.6: Ô tô chạy bằng nhiên liệu sinh học
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 quy 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.

9


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

1.3.3. 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. 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.
1.3.4. Ôtô chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG
Hiện nay nhiều nước, nhiều khu vực trên thế giới xem việc sử dụng LPG trên ôtô
chạy trong thành phố là giải pháp bảo vệ môi trường không khí hữu hiệu. Người ta dự
báo lượng LPG tiêu thụ cho giao thông vận tải sẽ gia tăng trong những năm tới do số

lượng ôtô sử dụng nguồn năng lượng này gia tăng.
Khí dầu mỏ hóa lỏng LPG ngày càng trở nên là loại nhiên liệu ưa chuộng để chạy
ôtô. Ngoài những đặc điểm nổi bật về giảm ô nhiễm môi trường nó còn có lợi thế về
sự thuận tiện trong chuyển đổi hệ thống nhiên liệu. 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 hòa 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. Cũng như các loại nhiên liệu khí khác, việc lưu
trữ LPG trên ôtô là vấn đề gây nhiều khó khăn nhất mặc dù áp suất hóa lỏng của LPG
thấp hơn rất nhiều so với khí thiên nhiên hay các loại khí khác. Các loại bình chứa
nhiên liệu LPG cũng được cải tiến nhiều nhờ vật liệu và công nghệ mới.
1.3.5. Ôtô chạy bằng điện
Nếu như sự thâm nhập những ôtô chạy bằng điện vào cuộc sống của nhân loại thay
các loại ôtô chạy bằng động cơ nhiệt thì các loại động cơ nhiệt được xử lý ô nhiễm
triệt để với những thành tựu công nghệ hiện đại, dĩ nhiên bị biến mất vì thế mức độ có
lợi về mặt ô nhiễm khi dùng động cơ điện sẽ không đáng kể, chắc chắn ít có lợi hơn
khi thay ô tô cũ bằng ô tô mới dùng động cơ nhiệt hoàn thiện triệt để về mặt ô nhiễm.
Về mặt xã hội ô tô chạy điện trong giai đoạn đầu sẽ có ảnh hưởng quan trọng đến vấn
đề tâm lý xã hội. Sự hạn chế tính năng kỹ thuật cũng như bán kính hoạt động của ôtô,
trở ngại trong vấn đề nạp điện, khả năng sử dụng các dịch vụ tự phục vụ sẽ góp phần
làm thay đổi thói quen của người dùng và dần dần làm thay đổi cách sống. Mặt khác
10


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

khi chuyển ôtô chạy bằng nhiên liệu truyền thống sang ôtô chạy bằng điện hoàn toàn
sẽ gây ra trở ngại về mặt bố trí các trạm nạp điện cho ăcquy.

Tuy nhiên những lợi ích mà xe chạy bằng điện mang lại cho xã hội là không nhỏ.
Vì vậy ô tô chạy bằng điện chắc chắn vẫn là sự lựa chọn số một của nhân loại vào
những năm tới của thế kỷ 21 mà sự phát triển của nó đi theo những sự cải tiến, hoàn
thiện hay phát minh quan trọng về công nghệ nhưng hiện tại sự phát triển của ô tô này
cũng không cho phép giải quyết một cách nhanh chóng vấn đề ô nhiễm môi trường đô
thị vì không thể xây dựng toàn bộ cơ cấu hạ tầng cơ sở phục vụ trong một thời gian
ngắn.

Hình 1.7: Ô tô chạy bằng điện
1.3.6. Ô tô 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. Pin nhiên liệu trước đây chỉ được nghiên cứu
để cung cấp điện cho các con tàu không gian nhưng ngày nay pin nhiên liệu đã bước
vào giai đoạn thương mại hóa để cung cấp năng lượng cho ôtô. 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. Ôtô chạy bằng pin nhiên liệu không nạp điện mà chỉ
nạp nhiên liệu hydrogen. Khó khăn vì vậy liên quan đến lưu trữ hydro dưới áp suất
cao.
Nhiều nghiên cứu đề nghị điều chế hydro ngay trên xe để sử dụng cho pin nhiên
liệu nhưng hệ thống như vậy rất cồng kềnh và phức tạp. Tuy nhiên ngày nay người ta
11


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

đã thành công trong chế tạo các loại pin nhiên liệu có hiệu suất cao và giá thành phù
hợp nhưng việc áp dụng phương án này trên xe vẫn còn xa so với hiện thực vì so với
các phương án làm giảm ô nhiễm khác, pin nhiên liệu chạy ôtô vẫn còn là loại nhiên

liệu “xa xỉ” và “cao cấp”.
Ngày nay người ta thấy rằng nếu sử dụng pin nhiên liệu để chạy ôtô thì giá thành
đắt hơn chạy bằng diesel khoảng 30%.
1.3.7. Ôtô hybrid
Xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ôtô hybrid đã luôn được nghiên
cứu và phát triển như là một giải pháp hiệu quả về tính kinh tế và môi trường.

Hình 1.8: ô tô Hybrid
Trong thời gian gần đây, các nhà sản xuất ô tô hàng đầu trên thế giới như Toyota,
Honda… đã tung ra thị trường những thế hệ ô tô mới có hiệu suất cao và giảm đáng kể
lượng chất thải gây ô nhiểm môi trường được gọi là “ô tô lai” (Hybrid - Car).Có thể
nói, công nghệ lai là chìa khoá mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyên mới của những chiếc ô
tô, đó là ô tô không gây ô nhiễm môi trường hay còn gọi là ô tô sinh thái (the ultimate
eco-car).
1.3 Tổng quan về xe điện cá nhân
1.3.1. Giới thiệu chung
Xe điện sử dụng một động cơ điện cho lực kéo: acquy, pin nhiên liệu cung cấp
nguồn năng lượng tương ứng cho động cơ điện. Xe điện có nhiều ưu điểm hơn các loại
phương tiện sử dụng động cơ đốt trong, chẳng hạn như không phát thải khí ô nhiễm,
hiệu suất cao, độc lập với nguồn năng lượng từ dầu mỏ, yên tĩnh, không gây ồn. Các
nguyên tắt hoạt động cơ bản giữa xe điện và phương tiện sử dụng động cơ đốt trong
12


Thiết kế chế tạo mô hình ô tô điện sử dụng khung vỏ composite .

tương tự nhau. Tuy nhiên, một số khác biệt giữa phương tiện sử dụng động cơ đốt
trong và xe điện, chẳng hạn như sử dụng một bồn chứa xăng so với nguồn pin, động
cơ đốt trong so với động cơ điện, và khác nhau về yêu cầu truyền dẫn, các hệ thống
trên xe như hệ thống lái, hệ thống dẫn động, hệ thống treo.

1.3.2. Cấu hình của một số loại xe điện cá nhân
1.3.2.1. Cấu hình của ô tô điện
Trước đây, các xe điện chủ yếu được chuyển đổi từ các ô tô thông thường bằng
cách thay thế động cơ đốt trong và thùng nhiên liệu với một động cơ điện và pin trong
khi giữ lại tất cả các thành phần khác. Nhược điểm như: khối lượng lớn, tính linh hoạt
và hiệu suất thất là những nguyên nhân làm cho xe điện khó áp dụng rộng rãi.

Truyền động
cơ khí

Động
cơ điện

Nguồn năng
lượng

Hình 1.9: Ô tô điện cổ điển

Hiện nay, ô tô hiện đại được tạo ra có chủ ý dựa vào nguyên bản của thân và
khung sườn được thiết kế riêng. Điều này đáp ứng các yêu cầu về cấu trúc duy nhất
cho ô tô và làm cho các nguồn động lực đẩy bằng điện được sử dụng linh hoạt hơn.
Một ô tô điện cơ bản bao gồm ba hệ thống chủ yếu: Hệ động lực điện, hệ thống năng
lượng, và hệ thống phụ trợ.
Hệ động lực điện bao gồm: Hệ thống điều khiển xe, bộ chuyển đổi điện, các động
cơ điện, truyền động cơ khí, và bánh chủ động.
13