Chuyên đề về xe ô tô điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.8 MB, 147 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN ĐỀ VỀ XE Ô TÔ ĐIỆN
SVTH: Quách Minh Đức
MSSV: 16145365
SVTH: Nguyễn Đức Huỳnh
MSSV: 16145405
GVHD: PGS.TS Lý Vĩnh Đạt
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 01 năm 2021
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN ĐỀ VỀ XE Ô TÔ ĐIỆN
SVTH: Quách Minh Đức
MSSV: 16145365
SVTH: Nguyễn Đức Huỳnh
MSSV: 16145405
GVHD: PGS.TS Lý Vĩnh Đạt
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 01 năm 2021
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
TP. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 01 năm 2021
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: 1. Quách Minh Đức ............................ MSSV: 16145365
(E-mail: ).
Điện thoại:0337496555
2. Nguyễn Đức Huỳnh ........................ MSSV: 16145405
(E-mail: ).
Điện thoại:0399421010
Chun ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ơ tơ
Khóa: 2016
Lớp: 161453
1. Tên đề tài
Chuyên đề về xe ô tô điện
2. Nhiệm vụ đề tài
- Giới thiệu chung về xe ô tô điện.
- Tìm hiểu cấu tạo chung của ơ tơ điện.
- Tìm hiểu về các loại động cơ điện và pin sử dụng trên xe điện
- Giới thiệu phần mềm Renault Visu và ứng dụng phần mềm để tra cứu về Renault Zoe.
- Quy trình chẩn đốn, khắc phục một số hư hỏng trên xe điện.
3. Sản phẩm của đề tài
- Tập thuyết minh Đồ Án Tốt Nghiệp
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 5/11/2020
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25/01/2021
Trưởng Bộ Môn
Giảng viên hướng dẫn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn: Động cơ
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Quách Minh Đức ......... MSSV:16145365
Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đức Huỳnh ..... MSSV:16145405
Hội đồng:…………
Tên đề tài: Chuyên đề về xe ô tô điện
Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV hướng dẫn: ...............................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(khơng đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm
Điểm đạt
tối đa
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa
5
học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình
15
đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày … tháng 01 năm 2021
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn: Động cơ
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Quách Minh Đức ........ MSSV: 16145365 Hội đồng…………
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đức Huỳnh .... MSSV: 16145405 Hội đồng…………
Tên đề tài: Chuyên đề về xe ô tô điện
Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) ..................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
6. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm
Điểm đạt
tối đa
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa
5
học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình
15
đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày … tháng 01 năm 2021
Giảng viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài:
Chuyên đề về xe ô tô điện
Họ và tên Sinh viên: 1. Quách Minh Đức ................... MSSV: 16145365
2. Nguyễn Đức Huỳnh ............... MSSV: 16145405
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh
đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:
Giảng viên hướng dẫn:
Giảng viên phản biện:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 01 năm 2021
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn tồn thể q thầy cơ trường Đại Học
Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những
kiến thức hết sức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Đặc biệt
với sự giúp đỡ của các q thầy cơ Khoa Cơ Khí Động Lực và sự chỉ bảo tận tình của Thầy
PGS.TS Lý Vĩnh Đạt đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời
gian quy định.
Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy cô Trường Đại
Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh dồi dào sức khỏe, niềm vui và nhiệt huyết
với nghề giáo để góp phần vào sự nghiệp trăm năm trồng người và đặc biệt là quý thầy cô
khoa Cơ Khí Động Lực lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và thành cơng.
Cuối cùng, để có được ngày hơm nay, khơng thể qn được cơng lao to lớn của gia
đình và bạn bè đã động viên, khuyến khích chúng em tự tin trong cuộc sống cũng như cố
gắng vươn lên trong học tập.
Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực tiễn chúng em đã đúc kết được nhiều
kiến thức đó là những nấc thang đầu tiên để chúng em bước vào cuộc sống mới.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 01, năm 2021
Nhóm sinh viên thưc ̣hiên
Quách Minh Đức
Nguyễn Đức Huỳnh
i
TĨM TẮT
Trong đồ án này nhóm tập trung tìm hiểu và nghiên cứu vào những vấn đề sau.
- Khái quát về lịch sử hình thành và phát triển của xe ô tô điện.
- Tổng quan về đặc điểm cấu tạo của xe ô tô điện.
- Giới thiệu về một số loại động cơ điện và pin được sử dụng trên xe ô tô điện
- Giới thiệu về phần mềm Renault Visu để tra cứu mạch điện của các hệ thống trên
Renault Zoe.
- Một số quy trình chẩn đốn và khắc phục hư hỏng trên xe ô tô điện.
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i
TÓM TẮT ........................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ....................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................... ix
DANH MỤC BẢNG........................................................................................................ xiii
Chương 1: TỔNG QUAN ................................................................................................1
1.1. Lý do chọn đề tài. .................................................................................................1
1.2. Mục tiêu đề tài. .....................................................................................................2
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. .......................................................................2
1.4. Phương pháp nghiên cứu. .....................................................................................2
1.5. Cấu trúc nội dung đề tài. .......................................................................................3
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN ........................................................................4
2.1. Giới thiệu về xe điện. ............................................................................................4
Lịch sử phát triển xe điện...............................................................................4
Ưu điểm của xe điện. .....................................................................................6
Nhược điểm của xe điện. ...............................................................................9
Xu hướng phát triển xe điện trong tương lai. ..............................................11
Xu hướng phát triển xe điện tại Việt Nam. ..................................................14
2.2. Đặc điểm của xe điện. .........................................................................................16
Cấu tạo chung và các chế độ hoạt động của xe điện. ..................................16
2.2.1.1. Cấu tạo. .................................................................................................16
2.2.1.2. Các cách bố trí động cơ điện.................................................................17
iii
2.2.1.3. Các chế độ hoạt động. ...........................................................................20
Hệ thống tạo lực đẩy trên xe điện. ...............................................................23
2.2.2.1. Một số động cơ được sử dụng trên xe điện...........................................24
2.2.2.2. Điều khiển động cơ điện. ......................................................................32
2.2.2.2.1. Điều khiển động cơ điện cảm ứng (IM). .......................................32
2.2.2.2.2. Điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM). .........37
Tổng quan hệ thống pin trên xe điện. ..........................................................39
2.2.3.1. Cấu tạo cơ bản của pin. .........................................................................40
2.2.3.2. Giới thiệu về các loại pin. .....................................................................41
2.2.3.3. Công nghệ pin phổ biến trên xe điện hiện nay. ....................................43
Một số cảm biến liên quan. ..........................................................................46
2.2.4.1. Cảm biến tốc độ, hướng quay và vị trí rotor. ........................................46
2.2.4.2. Cảm biến đo dòng điện. ........................................................................51
2.2.4.3. Cảm biến đo nhiệt độ. ...........................................................................53
2.3. Một số mẫu xe điện hiện nay. .............................................................................55
Nissan Leaf. .................................................................................................55
Tesla Model 3. .............................................................................................56
Chevrolet Bolt EV. ......................................................................................58
Renault Zoe. .................................................................................................59
Chương 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM RENAULT VISU ĐỂ TRA CỨU VỀ XE
RENAULT ZOE. ...........................................................................................................61
3.1. Giới thiệu phần mềm Renault Visu-Schema NT8607. .......................................61
Tổng quan phần mềm. .................................................................................61
3.1.1.1. Giao diện của phần mềm. .....................................................................61
3.1.1.2. Các phần tử của phần mềm. ..................................................................64
Cách sử dụng phần mềm. .............................................................................65
iv
3.1.2.1. Cách tìm sơ đồ mạch điện và giắc cắm. ...............................................65
3.1.2.2. Cách đọc mạch điện. .............................................................................67
3.1.2.3. Cách đọc giắc cắm. ...............................................................................69
3.2. Một số hệ thống trên Renault Zoe. .....................................................................70
Hệ thống pin – Traction Battery. .................................................................70
3.2.1.1. Các thành phần của hệ thống pin. .........................................................70
3.2.1.2. Sơ đồ mạch điện....................................................................................74
3.2.1.2.1. Các kết nối bên ngoài.....................................................................74
3.2.1.2.2. Các kết nối bên trong. ....................................................................76
3.2.1.3. Hoạt động của hệ thống pin. .................................................................81
Hệ thống sạc - Battery Charge Unit. ............................................................81
3.2.2.1. Các thành phần của hệ thống sạc. .........................................................81
3.2.2.2. Sơ đồ mạch điện....................................................................................86
3.2.2.3. Hoạt động của hệ thống sạc. .................................................................89
Động cơ điện và hộp số - Electric Traction Motor and Gearbox. ...............91
3.2.3.1. Các thành phần của động cơ điện và hộp số. ........................................91
3.2.3.2. Sơ đồ mạch điện....................................................................................94
3.2.3.3. Hoạt động của hệ thống động cơ. .........................................................99
Chương 4: CHẨN ĐOÁN, KHẮC PHỤC HƯ HỎNG TRÊN XE ĐIỆN ..................100
4.1. Khắc phục sự cố. ...............................................................................................100
An toàn điện trong việc sửa chữa trên xe điện. .........................................100
Kiểm tra chạm mass bằng ôm kế. ..............................................................102
Kiểm tra ngắn mạch bằng ôm kế. ..............................................................103
Kiểm tra mạch với đồng hồ đo điện trở cách điện. ....................................103
Kiểm tra mạch với vôn kế. .........................................................................104
v
Cách thay thế cực chân của giắc nối. .........................................................104
4.2. Chẩn đoán, khắc phục hư hỏng trên hệ thống pin. ...........................................108
Lỗi module điều khiển pin. ........................................................................108
Lỗi cảm biến đo dòng điện. .......................................................................108
Lỗi cảm biến nhiệt độ pin. .........................................................................110
Điện áp của module pin quá cao. ...............................................................111
Module pin xả quá mức. ............................................................................113
4.3. Chẩn đoán, khắc phục hư hỏng trên động cơ điện............................................114
Lỗi module điều khiển động cơ. ................................................................114
Lỗi cảm biến nhiệt độ. ...............................................................................115
4.3.2.1. Lỗi cảm biến nhiệt độ động cơ. ..........................................................115
4.3.2.2. Lỗi cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ. ...................................117
Lỗi cảm biến vị trí rotor. ............................................................................118
Lỗi giao tiếp mạng CAN. ...........................................................................119
Lỗi module nguồn 14 volt. .........................................................................121
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................123
5.1. Kết luận. ............................................................................................................123
5.2. Kiến nghị. ..........................................................................................................123
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................123
vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
- AC: Alternator Current – Dòng điện xoay chiều
- AWD: All Wheel Drive – Dẫn động toàn bộ bánh
- BEV: Battery Electric Vehicles – Xe điện chạy pin
- BLDC: Brushless DC Motor – Động cơ một chiều không chổi than
- CAN: Control Area Network – Mạng điều khiển cục bộ
- DC: Direct Current – Dòng điện một chiều
- EM: Electric Motor – động cơ điện
- EV: Electric Vehicles – Xe chạy hoàn toàn bằng năng lượng điện
- f: Tần số (Hz)
- Gr: Graphite
- HEV: Hybrid Electric Ehicles – Xe lai
- HV: High Voltage – Điện áp cao
- ICEV: Internal Combustion Engine Vehicles – Xe động cơ đốt trong
- IM: Induction Motor – Động cơ cảm ứng
- IPM: Interior Permanent Magnet
- K: Hằng số cuộn dây
- Li-ion : pin Lithium-ion
- LMO: LiMn2O4, Li2MnO3 – Lithium Mangan Oxit
- MR: Magnetoresistor – Từ trở
- Ns : Tốc độ đồng bộ (vòng/phút)
- NiCd: Nicken – Cadmium
- Ni-MH: Nickel Metal Hydride
- Ni-Zn: Nickel-Zinc
- NMC: LiNiMnCoO2 - Lithium Niken Mangan Coban Oxit
- P: số cặp cực
- PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicles – Xe hybrid cắm điện
- PM: Permanent Magnet – Nam chân vĩnh cửu
- PWM: Pulse Width Modulation – Điều chế độ rộng xung
- PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor – Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh
cửu
vii
- RTD: Resistance Temperature Detectors – Nhiệt điện trở
- s: Độ trượt
- SPM: Surface mounted Permanent Magnet
- SRM: Switched Reluctance Motor - Động cơ từ trở thay đổi
- SynRM: Synchronous Reluctance Motor - Động cơ từ trở đồng bộ
- T: Số lần chuyển mỗi pha
- V: Sức điện động cảm ứng (V)
- VVVF: Variable Voltage Variable Frequency - Điều khiển tốc độ vô cấp bằng hệ
thống thay đổi điện áp và tần số
- ɸ: Mật độ từ thông (Wb)
viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Flocken Elektrowagen (1888)..............................................................................4
Hình 2.2: Ford Model T .......................................................................................................5
Hình 2.3: Hiệu quả năng lượng của EV và ICEV................................................................9
Hình 2.4: Xe điện trong tương lai ......................................................................................12
Hình 2.5: Xe bt điện Vinbus ..........................................................................................15
Hình 2.6: Cấu tạo ơ tơ điện hiên nay .................................................................................17
Hình 2.7: Hệ thống truyền động một động cơ điện ...........................................................18
Hình 2.8: Hệ thống truyền động hai động cơ điện.............................................................18
Hình 2.9: Cấu hình dẫn động bốn bánh (AWD) Tesla Model S........................................19
Hình 2.10: Chế độ hoạt động, tăng tốc ..............................................................................20
Hình 2.11: Chế độ xe giảm tốc, phanh ..............................................................................21
Hình 2.12: Sạc pin bằng nguồn điện AC ...........................................................................22
Hình 2.13: Sạc pin bằng nguồn điện DC ...........................................................................22
Hình 2.14: Sơ đồ khối hệ thống dẫn động .........................................................................23
Hình 2.15: Cấu tạo của động cơ có chổi than ....................................................................24
Hình 2.16: Cấu tạo động cơ 1 chiều khơng chổi than........................................................24
Hình 2.17: Ngun lý hoạt động của BLDC .....................................................................25
Hình 2.18: Cấu trúc động cơ SPM và IPM ........................................................................26
Hình 2.19: Cấu tạo động cơ cảm ứng ................................................................................27
Hình 2.20: Biểu đồ cho thấy cách tạo ra từ trường quay trong động cơ cảm ứng .............28
Hình 2.21: Động cơ SynRM ..............................................................................................29
Hình 2.22: Động cơ từ trở thay đổi ....................................................................................30
Hình 2.23: Cấu hình cơ bản dẫn động động cơ điện cảm ứng ...........................................32
Hình 2.24: Bộ biến tần cung cấp điện ba pha cho động cơ điện cảm ứng.........................32
Hình 2.25: Nguyên lý phương pháp điều chế sin một pha ................................................33
Hình 2.26: Nguyên lý phương pháp điều rộng SIN 3 pha và dạng sóng điện áp ngõ ra ...33
Hình 2.27: Đặc tính mơ men-tốc độ của động cơ điện cảm ứng khi điều khiển bằng VVVF
............................................................................................................................................36
Hình 2.28: Khả năng vận hành của động cơ điện cảm ứng khi điều khiển bằng phương
pháp VVVF ........................................................................................................................36
ix
Hình 2.29: Cấu hình dẫn động động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu ..............................37
Hình 2.30: Bộ biến tần cho động cơ PMSM ......................................................................37
Hình 2.31: Ngun lý điều khiển dịng dải trễ ...................................................................38
Hình 2.32: Sơ đồ cấu tạo pin .............................................................................................40
Hình 2.33: Pin Li-ion nguyên khối 400V sử dụng trên xe ô tô điện .................................40
Hình 2.34: Các loại pin ......................................................................................................41
Hình 2.35: Nền tảng phát triển xe điện của Toyota với công nghệ pin thể rắn e-TNGA ..45
Hình 2.36: Cấu tạo Pin Lithium-Ion và Pin thể rắn ...........................................................46
Hình 2.37: Động cơ điện nằm ngang .................................................................................47
Hình 2.38: Cảm biến Hall ..................................................................................................49
Hình 2.39: Cảm biến trên động cơ yêu cầu trục xuyên .....................................................49
Hình 2.40: Cảm biến trên động cơ khơng có trục xun ...................................................50
Hình 2.41: Cảm biến trên động cơ nhỏ, không trục xuyên ................................................51
Hình 2.42: Hiệu ứng Hall...................................................................................................52
Hình 2.43: Cảm biến dịng điện .........................................................................................53
Hình 2.44: Cảm biến nhiệt độ ............................................................................................54
Hình 2.45: Nissan Leaf ......................................................................................................56
Hình 2.46: Tesla model 3 ...................................................................................................57
Hình 2.47: Chevrolet Bolt EV ...........................................................................................59
Hình 2.48: Kích thước của Renault Zoe ............................................................................59
Hình 3.1: Đĩa CD cài phần mềm Renault Visu..................................................................62
Hình 3.2: Giao diện chọn ngơn ngữ ...................................................................................62
Hình 3.3: Giao diện chính của phần mềm .........................................................................63
Hình 3.4: Danh sách thiết bị trong mục CODES ...............................................................66
Hình 3.5: Danh sách thiết bị trong mục COMPONENTS .................................................66
Hình 3.6: Danh sách sơ đồ mạch điện ...............................................................................67
Hình 3.7: Mạch điện hệ thống sưởi bằng điện ...................................................................68
Hình 3.8: Sơ đồ của một giắc cắm .....................................................................................69
Hình 3.9: Các kí hiệu trên giắc cắm...................................................................................69
Hình 3.10: Vị trí của Traction Battery. ..............................................................................71
Hình 3.11: Kích thước của Traction Battery .....................................................................71
x
Hình 3.12: Cấu tạo của Traction Battery ...........................................................................72
Hình 3.13: Module Pin .......................................................................................................72
Hình 3.14: Kích thước của cell pin ....................................................................................73
Hình 3.15: Mặt cắt cell Li-ion dạng túi .............................................................................73
Hình 3.16: Quá trình nạp pin Li-ion ..................................................................................74
Hình 3.17: Quá trình xả pin Li-ion ....................................................................................74
Hình 3.18: Các kết nối bên ngồi pin. ...............................................................................75
Hình 3.19: Giắc A và B......................................................................................................76
Hình 3.20: Giắc R500, R507 và R400. ..............................................................................79
Hình 3.21: Cổng sạc Chameleon .......................................................................................82
Hình 3.22: Các chân của cổng sạc Chameleon ..................................................................82
Hình 3.23: Mạch bộ chuyển đổi điện .................................................................................83
Hình 3.24: Battery Charge Unit .........................................................................................84
Hình 3.25: Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống sạc ...........................................................89
Hình 3.26: Trạm sạc 5kW ..................................................................................................90
Hình 3.27: Trạm sạc cơng cộng 22kW ..............................................................................90
Hình 3.28: Trạm sạc cơng cộng 43kW ..............................................................................91
Hình 3.29: Động cơ điện 5AM450 ....................................................................................91
Hình 3.30: Đồ thị cơng suất và mơ-men xoắn động cơ 5AM450 ......................................92
Hình 3.31: Các thành phần cụm truyền động ....................................................................92
Hình 3.32: Động cơ điện đồng bộ ......................................................................................93
Hình 3.33: Rotor lồng sóc ..................................................................................................94
Hình 3.34: Giắc A, Giắc B và Giắc C ................................................................................97
Hình 4.1: Kiểm tra chạm mass bằng ơm kế .....................................................................102
Hình 4.2: Kiểm tra mạch với đồng hồ đo điện trở cách điện...........................................103
Hình 4.3: Kiểm tra mạch bằng vơn kế. ............................................................................104
Hình 4.4: Dụng cụ đặc biệt ..............................................................................................105
Hình 4.5: Trường hợp 1 ...................................................................................................105
Hình 4.6: Trường hợp 2 ...................................................................................................106
Hình 4.7: Trường hợp 1 ...................................................................................................106
Hình 4.8: Trường hợp 2 ...................................................................................................107
xi
Hình 4.9: Nhả vấu hãm khỏi chân của giắc .....................................................................107
Hình 4.10: Kiểm tra điện áp của module pin ...................................................................112
Hình 4.11: Biểu đồ đặc tính nhiệt độ ...............................................................................116
Hình 4.12: Kiểm tra điện áp các đầu nối .........................................................................117
xii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: So sánh các loại động cơ trên xe điện ...............................................................30
Bảng 2.2: Logic của bộ điều khiển dải trễ .........................................................................39
Bảng 2.3: Các loại pin thông dụng, cấu tạo cơ bản, ưu và nhược điểm của chúng ...........42
Bảng 2.4: Các loại pin được dùng trên xe điện của các nhà sản xuất ô tô ........................43
Bảng 2.5: Các thông số của bốn loại pin, ắc-quy được dùng phổ biến trên xe điện .........44
Bảng 2.6: Thông số kỹ thuật ..............................................................................................50
Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật ..............................................................................................50
Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật ..............................................................................................51
Bảng 2.9: Thơng số kỹ thuật cảm biến dịng điện xoay chiều AC Seri T201 ...................53
Bảng 2.10: Thông số kỹ thuật của Tesla Model 3 .............................................................57
Bảng 2.11: Thông số về động cơ và pin của Renault Zoe .................................................60
Bảng 3.1: Kí hiệu màu dây dẫn..........................................................................................65
Bảng 3.2: Các kí hiệu trong sơ đồ mạch điện ....................................................................68
Bảng 3.3: Các kí hiệu trên giắc cắm. .................................................................................70
Bảng 3.4: Kí hiệu các bộ phận trong hình 3.18 .................................................................75
Bảng 3.5: Các kết nối trong giắc A. ...................................................................................76
Bảng 3.6: Các kết nối trong giắc B ....................................................................................76
Bảng 3.7: Các kí hiệu trong mạch kết nối bên trong pin ...................................................79
Bảng 3.8: Các kết nối trong giắc R500. .............................................................................80
Bảng 3.9: Các kết nối trong giắc R507. .............................................................................80
Bảng 3.10: Các kết nối trong giắc R400 ............................................................................81
Bảng 3.11: Các kết nối trong giắc A ..................................................................................84
Bảng 3.12: Các kí hiệu trong hình 3.25 .............................................................................89
Bảng 3.13: Các ký hiệu trong mạch kết nối động cơ điện .................................................97
Bảng 3.14: Các kết nối trong giắc A ..................................................................................98
Bảng 3.15: Các kết nối trong giắc B ..................................................................................98
Bảng 3.16: Các kết nối trong giắc C ..................................................................................98
Bảng 3.17: Các kết nối trong giắc D ..................................................................................99
Bảng 3.18: Các kết nối trong giắc E ..................................................................................99
Bảng 4.1: Lỗi module điều khiển pin ..............................................................................108
xiii
Bảng 4.2: Lỗi cảm biến đo dòng điện pin ........................................................................109
Bảng 4.3: Lỗi cảm biến nhiệt độ pin ................................................................................110
Bảng 4.4: Thông số điện trở của cảm biến nhiệt .............................................................111
Bảng 4.5: Lỗi điện áp module pin cao .............................................................................111
Bảng 4.6: Lỗi module pin xả quá mức .............................................................................113
Bảng 4.7: Lỗi module điều khiển động cơ .......................................................................114
Bảng 4.8: Lỗi cảm biến nhiệt độ ......................................................................................115
Bảng 4.9: Lỗi cảm biến vị trí rotor ..................................................................................118
Bảng 4.10: Lỗi giao tiếp mạng CAN ...............................................................................119
Bảng 4.11: Lỗi module nguồn 14V .................................................................................121
xiv
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài.
Trong thời gian gần đây, vấn đề ơ nhiễm khơng khí ở các thành phố lớn trên thế giới
nói chung và đặc biệt là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh ở Việt Nam nói riêng đã trở
nên rất đáng lo ngại. Đồng loạt nhiều trạm quan trắc phủ màu tím với chỉ số AQI vượt trên
200, tương đương mức rất xấu. Cá biệt, nhiều điểm đã chạm mốc nâu, có ngày lên tới 405.
Nguy hại nhất là bụi mịn gồm những hạt nhỏ bay lơ lửng trong không trung như PM2.5
(dưới 2.5 micromet), PM1.0 hay PM0.1, khi thẩm thấu qua đường hô hấp sẽ là nguyên
nhân tiềm ẩn của hàng loạt các căn bệnh, đe dọa sức khỏe của cả cộng đồng. Nhiều nghiên
cứu đã chỉ ra một trong những thủ phạm chính của vấn đề này là khí thải của các phương
tiện giao thông dùng xăng dầu. Hạn chế sử dụng xe dùng động cơ đốt trong và chuyển sang
dùng xe chạy điện là giải pháp của rất nhiều quốc gia từ hơn hai thập kỷ qua, nhằm hạn chế
ơ nhiễm khơng khí, và giải quyết vấn đề năng lượng, khi mà trữ lượng nhiên liệu hóa thạch
của địa cầu ngày càng cạn kiệt. Tổ chức Y tế thế giới kết luận khí thải carbon là nguy cơ
mơi trường lớn nhất đe dọa sức khỏe của con người. Ô nhiễm khơng khí ngồi trời khiến
3,7 triệu người chết mỗi năm. Một nghiên cứu khác cho thấy khí thải từ xe hơi khiến 53.000
người Mỹ thiệt mạng mỗi năm, lớn hơn cả con số 34.000 người chết vì tai nạn giao thơng.
Đứng trước vấn đề ơ nhiễm khơng khí và tình trạng nóng lên tồn cầu, xe chạy bằng
năng lượng điện với các ưu điểm như khơng thải khói bụi, không gây tiếng ồn khi lưu thông
được coi như một giải pháp hữu ích cho bài tốn mơi trường, thay thế các phương tiện dùng
xăng, dầu truyền thống. Chính vì lẽ đó mà thời gian gần đây, chúng ta bắt đầu được làm
quen nhiều hơn đến các khái niệm như : xe chạy điện – EV, xe sinh thái, xe lai –
HEV,…Trên tình hình thực tế, có thể khẳng định ơ tơ điện chính là chìa khóa mà bắt buộc
bất cứ hãng xe nào cũng phải sở hữu để bắt kịp với xu hướng toàn cầu cũng như việc chinh
phục thị trường xe năng lượng sạch. Theo thống kê của Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA),
vào năm 2010, chỉ có khoảng 17.000 ơ tơ điện lưu thơng trên tồn cầu. Đến năm 2019, con
số đã tăng lên 7,2 triệu chiếc, trong đó Trung Quốc là nước chiếm thị phần lớn nhất trong
doanh số bán ra toàn cầu của xe điện (47%). Tesla là hãng nổi tiếng nhất trong lĩnh vực xe
điện, trong năm 2020, Tesla đã bán ra thị trường 499.500 ô tô điện, điều nãy giúp hãng này
vượt qua Toyota để trở thành hãng xe giá trị nhất thế giới.
1
Trong tương lai, một số nước ở châu Âu sẽ ban hành lệnh cấm tất cả xe chạy bằng
nguyên liệu hóa thạch. Đức là quốc gia đầu tiên thực hiện lệnh cấm, cuộc họp của Hội đồng
liên bang Đức vào tháng 10/2016, đã thông qua Nghị quyết yêu cầu cấm hoàn toàn động
cơ đốt trong vào năm 2030. Na Uy đặt mục tiêu vào năm 2025 chỉ bán ra những chiếc ô tô
chạy điện và đến năm 2030, xe tải hạng nặng, 75% xe buýt và 50% xe tải phải là xe khơng
phát thải khí ơ nhiễm (zero emission). Pháp và Anh cũng sẽ cấm hoàn toàn xe chạy bằng
xăng và diesel vào năm 2040.
Trong quá trình học tập tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí
Minh thì chúng em chưa có nhiều cơ hội để nghiên cứu về ô tô điện. Đây cũng là một trong
những lý do chính thúc đẩy chúng em lựa chọn và tiến hành nghiên cứu đề tài “Chuyên đề
về xe ô tô điện” để góp phần nhỏ vào nền tảng kiến thức ngành ô tô Việt Nam.
1.2. Mục tiêu đề tài.
Tìm hiểu sự ra đời và xây dựng kiến thức về xe điện như: hệ thống pin và động cơ
điện cũng như tình hình nghiên cứu, phát triển, ứng dụng các cơng nghệ trên xe điện hiện
nay.
Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chế độ hoạt động và đưa ra cái nhìn tổng quan
về ơ tơ điện hiện nay.
Góp phần xây dựng nền tảng kiến thức về những hư hỏng phổ biến, đồng thời đề xuất
những biện pháp chẩn đoán, khắc phục hư hỏng hệ thống pin và động cơ điện trên ô tô
điện.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu
Xe sử dụng hoàn toàn bằng năng lượng điện – EV, được sử dụng phổ biến trên thế
giới hiện nay.
Phạm vi nghiên cứu
Đồ án tập trung nghiên cứu trên hệ thống pin và động cơ điện trên những ơ tơ điện có
hiệu suất, phạm vi hoạt động tốt nhất hiện nay.
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
Để hoàn thành đề tài chúng em đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu, trong có
có các phương pháp nghiên cứu chính như sau:
Phương pháp tra cứu và biên dịch tài liệu nước ngoài.
2
Phương pháp tham khảo tài liệu, các ô tô điện hiện có tại khoa Cơ Khí Động Lực.
Chúng em được giảng viên hướng dẫn tìm kiếm, thu thập thơng tin từ internet, sau
đó chọn lọc, phân tích, tổng hợp, so sánh để đưa ra được những thông tin chính xác nhất.
1.5. Cấu trúc nội dung đề tài.
Chương 1: Tổng quan: Trình bày về lý do chọn đề tài, mục tiêu, đối tượng và các
phương pháp nghiên cứu đề tài.
Chương 2: Tổng quan về xe điện: Giới thiệu tổng quan về xe điện, nghiên cứu về
các loại động cơ điện và pin được sử dụng trên xe điện và giới thiệu sơ lược một số loại ô
tô điện phổ biến hiện nay.
Chương 3: Ứng dụng phần mềm Renault Visu để tra cứu về xe Renault Zoe: Giới
thiệu phần mềm Renault Visu và trình bày về động cơ điện và pin của Renault Zoe.
Chương 4: Chẩn đốn, khắc phục hư hỏng trên xe điện: Trình bày một số hư hỏng
và cách khắc phục sự cố trên ô tô điện.
Chương 5: Kết luận và kiến nghị: Kết luận đề tài và các kiến nghị phát triển nghiên
cứu trong tương lai về ô tô điện.
3
