Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (34)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: GIÁO TRÌNH MƠN NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ơ TÔ SVTH: NGUYỄN HÙNG HIỂN NGUYỄN ANH HÀO NGÔ HỒ QUỐC BẢO LÊ TRUNG HIẾU TRẦN VĂN BẢY - Đồng Nai 04/2022 – TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: GIÁO TRÌNH MƠN NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ơ TƠ GVHD: HỒNG NGỌC TÂN - Đồng Nai 04/2022 – LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài “ Năng lượng tơ” nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình Q thầy, khoa Cơ điện - Điện tử, trường đại học Lạc Hồng Đặc biệt nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy, TS Hoàng Ngọc Tân tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện cho nhóm hồn thành tốt đề tài “Năng lượng tơ” Nhóm tác giả mong nhận ý kiến đóng góp Q thầy, bạn Xin chân thành cảm ơn! Biên Hòa, tháng 4, năm 202 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hùng Hiển Nguyễn Anh Hào Ngô Hồ Quốc Bảo Lê Trung Hiếu Nguyễn Văn Bảy LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu nhóm, số liệu, kết nêu đồ án tốt nghiệp trung thực xác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực đồ án tốt nghiệp xin phép, tất thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU 12 DANH MỤC HÌNH ẢNH 13 BÀI : ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG MỤC TIÊU NỘI DUNG A LÝ THUYẾT 1 Khái quát nhiên liệu Biodiesel 1.1 Biodiesel gì? 1 1.2 Đặc tính biodiesel 1.3 Khí thải động sử dụng biodiesel với tỷ lệ pha diesel khác 1.4 Biodiesel B100 1.5 Độ nhớt 1.6 Mặt hạn chế biodiesel 1.7 Quá trình điều chế biodiesel Ứng dụng dầu thực vật Biodiesel vào động 2.1 Đặc điểm động dùng dầu thực vật Biodiesel 7 2.1.1 Loại động sử dụng dầu thực vật biodiesel 2.1.2 Các thông số quan trọng động diesel sử dụng dầu thực vật 2.1.3 Các thông số quan trọng động diesel sử dụng biodiesel 2.2 Các vấn đề cần thực sử dụng dầu thực vật Biodiesel 2.2.1 Vấn đề tạo hỗn hợp dùng dầu thực vật Biodiesel 9 2.2.2 Vấn đề tăng khả lưu thông nhiên liệu qua bầu lọc dùng dầu thực vật 10 2.2.3 Lựa chọn kiểu động sử dụng dầu thực vật biodiesel 10 a Đối với dầu thực vật 10 b Đối với biodiesel 10 Kỹ thuật cải tiến động sử dụng dầu Diesel sang sử dụng dầu thực vật Biodiesel 3.1 Cải tiến động ô tô sử dụng dầu Diesel sang sử dụng dầu thực vật Biodiesel 3.1.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động ô tô sử dụng dầu thực vật 12 12 12 3.2 Cải tiến động Diesel tĩnh sang sử dụng dầu thực vật Biodiesel 15 3.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động tĩnh sử dụng dầu thực vật 15 3.2.2 Nguyên lý hoạt động 17 B THỰC HÀNH 17 BÀI : ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 18 MỤC TIÊU 18 NỘI DUNG 18 A LÝ THUYẾT 18 Khái quát Biogas 1.1 Giới thiệu tổng quát 18 18 1.2 Thành phần hóa học số tính chất Biogas 18 1.2.1 Thành phần 18 1.2.2 Tính chất 19 Vài nét tình hình sản xuất sử dụng nhiên liệu biogas 19 2.1 Tình hình sản xuất sử dụng nhiên liệu biogas số quốc gia giới 20 a Tình hình sản xuất sử dụng Biogas Thụy Điển 20 b Ở Trung Quốc 22 c Ở quốc gia khác 22 2.2 Sản xuất nhiên liệu khí từ nguyên liệu sinh khối 23 2.2.1 Khí hóa Biomass 23 2.2.2 Nhiệt phân Biomass 23 2.2.3 Cơ chế trình lên men biogas 24 2.2.4 Các hệ thống sản xuất biogas thông dụng nông thôn 25 2.3 Làm nâng cao chất lượng biogas 26 2.3.1 Làm 26 2.3.2 Phân loại chất lượng biogas 26 2.3.3 Nâng cao chất lượng biogas 26 2.3.4 Vài nét tình hình phát triển nghiên cứu ứng dụng nhiên liệu biogas sử dụng cho phương tiện giao thông vận tải phát điện 27 Một số nghiên cứu sử dụng nhiên liệu biogas cho động đốt 3.1 Các dạng sử dụng nhiên liệu biogas cho động đốt a Áp dụng động hoạt động lưỡng nhiên liệu 33 33 34 b Chuyển đổi động nén cháy (động diesel) 35 c Chuyển đổi động đánh lửa cưỡng 35 3.2 Một số vấn đề lưu ý sử dụng nhiên liệu biogas cho động đốt 35 3.2.1 Khoảng thời gian đốt cháy methane 35 3.2.2 Hiệu suất 36 3.3 Một số nghiên cứu ảnh hưởng chất lượng nhiên liệu biogas đến đặc tính hoạt động động đốt 39 3.3.1 Đối với động đốt cháy cưỡng 39 3.3.2 Đối với động nén cháy (động Diesel hay CI) 45 3.4 Nghiên cứu hoạt động số loại động đốt cháy cưỡng sử dụng khí biogas làm nhiên liệu 46 3.4.1 Đối với loại động có tỷ số nén thấp 46 3.4.2 Đối với loại động có tỷ số nén cao 52 3.5 Lọc tạp chất khí biogas để sử dụng cho động đốt 60 Kết luận B THỰC HÀNH 65 65 BÀI : ỨNG DỤNG KHÍ THIÊN NHIÊN NÉN (CNG) CHO ĐỘNG CƠ Ô TÔ 66 MỤC TIÊU 66 NỘI DUNG 66 A LÝ THUYẾT 66 Khí thiên nhiên 1.1 Sự hình thành khí thiên nhiên 66 66 1.2 Thành phần 68 1.3 Thành phần nguyên tố nhiệt trị thấp loại khí 69 a Nhiệt trị nhiên liệu 69 b Nhiên liệu khí có nhiệt trị lớn 69 c Nhiên liệu khí có nhiệt trị trung bình 69 d Nhiên liệu khí có nhiệt trị nhỏ 69 1.4 Tiềm sử dụng 69 1.5 Khí thiên nhiên - giải pháp mơi trường 70 Khí thiên nhiên nén (Compressed Natural Gas - CNG) 2.1 Hệ thống nhiên liệu CNG đơn 71 71 a Ưu điểm hệ thống nhiên liệu CNG đơn 71 b Nhược điểm hệ thống nhiên liệu CNG đơn 72 2.2 Hệ thống nhiên liệu lỏng CNG song song 72 a Ưu điểm hệ thống nhiên liệu lỏng CNG song song 72 b Nhược điểm hệ thống nhiên liệu lỏng CNG song song 73 Ứng dụng nhiên liệu khí thiên nhiên cho phương tiện giao thông 3.1 Biện pháp kỹ thuật 74 74 3.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động CNG 75 3.3 Tính động 75 3.4 Mức độ phát thải ô nhiễm 77 3.5 Khả áp dụng 78 Sử dụng nhiên liệu khí cho động xe bus: 4.1 Phương án sử dụng nhiên liệu khí thiên nhiên cho xe buýt 79 79 a Cách 79 b Cách 79 c Các phương án bố trí : 80 4.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu khí CNG cho động 82 4.2.1 Phần động 82 4.2.2 Phần hệ thống cung cấp nhiên liệu 82 a Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu 83 b Nguyên lý làm việc 83 4.2.3 Cấu tạo phận hệ thống CNG a Bình dự trữ nhiên liệu 84 84 4.2.4 Bộ giảm áp 89 4.2.5 Bộ trộn 90 4.2.6 Các van hệ thống ống dẫn 90 B THỰC HÀNH 92 BÀI : ỨNG DỤNG KHÍ HĨA LỎNG (LPG) CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 93 MỤC TIÊU 93 NỘI DUNG 93 A LÝ THUYẾT 93 Khái qt khí hóa lỏng ( LPG ) 1.1 Thành phần hóa học 93 93 a Propan - C3H8 93 b Butan - C4H10 94 1.2 Tính chất vật lý 94 1.3 Chỉ số Octane 95 1.4 Các ưu nhược điểm nhiên liệu LPG: 95 a Ưu điểm 95 b Nhược điểm 96 c Nhận xét 96 Các phương án chuyển đổi động sang sử dụng khí hóa lỏng (LPG) 96 2.1 Các phương án chuyển đổi động xăng sang sử dụng khí hóa lỏng 96 2.2 Các phương án chuyển đổi động Diesel sang sử dụng khí hóa lỏng 98 2.3 Cải tạo hệ thống đánh lửa 99 2.3.1 Đánh lửa tia lửa điện 99 2.3.2 Đánh lửa cách phun nhiên liệu mồi 99 2.3.3 So sánh hai phương án đánh lửa 99 a Ưu điểm phương pháp phun nhiên liệu mồi 100 b Nhược điểm phương pháp phun nhiên liệu mồi 100 Cải tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu 3.1 Nguyên lý làm việc trộn khí LPG 100 102 3.2 Hệ thống phun LPG dạng lỏng 104 Bố trí hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG ô tô 4.1 Hệ thống bốc hơi- giãn nở LPG 4.2 Bình chứa nhiên liệu 106 106 107 Khả ứng dụng LPG ô tô 108 5.1 Các phương án chuyển đổi động sử dụng nhiên liệu truyền thống sang sử dụng nhiên liệu LPG 108 5.1.1 Phương pháp thứ nhất: Loại động dùng hệ thống LPG đơn 108 5.1.2 Phương pháp thứ hai: Động sử dụng hệ thống nhiên liệu lỏng LPG 109 5.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu 109 5.2.1 Hệ thống nhiên liệu tạo hịa khí LPG kiểu hịa trộn khuếch tán 109 5.2.2 Hệ thống nhiên liệu tạo hịa khí LPG kiểu phun 110 5.3 Các cụm chi tiết hệ thống LPG ôtô 111 5.3.1 Bộ trộn khí 111 5.3.2 Bộ giảm áp hóa 112 5.3.3 Bình chứa LPG 114 5.3.4 Các cụm khác hệ thống LPG 114 Các ứng dụng công nghệ CNG ô tô 6.1 Hệ thống nhiên liệu LPG kiểu hòa trộn khuếch tán 114 114 6.1.1 Sơ đồ hệ thống 114 6.1.2 Nguyên lý làm việc hệ thống 115 6.1.3 Đánh giá tính kinh tế kỹ thuật hệ thống LPG-xăng song song xe KIA PRIDE 116 6.1.3.1.Thử nghiệm tính động lực học xe 116 6.1.3.2 Thử nghiệm tính kinh tế nhiên liệu xe 117 6.1.3.3 Thử nghiệm tính nhiễm mơi trường 117 6.2 Hệ thống phun LPG Tartarini SGI-(sequential injection system) 118 6.2.1 Bộ điều chỉnh áp suất 118 6.2.2 Bộ điều khiển điện tử ( ECU) 119 6.2.3 Vòi phun (Injector Rails) 120 6.2.3 Bộ công tắc 120 B THỰC HÀNH 123 BÀI : CÔNG NGHỆ PIN NHIÊN LIỆU (FUEL CELL) TRÊN Ô TÔ 124 MỤC TIÊU 124 NỘI DUNG 124 A LÝ THUYẾT 124 Khái quát pin nhiên liệu (fuel cell) 1.1 Nguyên nhân phát triển pin nhiên liệu 124 124 1.2 Lịch sử phát triển pin nhiên liệu 127 1.3 Ưu nhược điểm pin nhiên liệu 127 a Ưu điểm 1.4 Đặc điểm pin nhiên liệu - 127 128 a Độ tin cậy hiệu suất cao 128 b Đặc tính mơi trường 129 c Pin nhiên liệu chuyển hoá lượng 129 1.5 Phân loại pin nhiên liệu 131 Cấu tạo pin nhiên liệu 2.1 Các cụm tế bào nhiên liệu 133 133 2.2 Khí Hydro nguyên chất 134 2.3 Anode/ Chất xúc tác 134 2.4 Cathode / Catalyst 134 2.5 Các cụm tế bào nhiên liệu 135 2.6 Khí Hydro nguyên chất 136 2.7 Anode/ Chất xúc tác 136 2.8 Cathode / Catalyst 136 2.9 Flow Plates (các bảng ngăn dòng) 137 2.10 Nhiên liệu giàu Hydro 137 Nguyên lý hoạt động loại pin nhiên liệu (Fuel Cell - FC) 3.1 Pin nhiên liệu loại màng trao đổi chất cao phân tử (Polymer electrolyte membrane fuel cell - PEMFC) 137 a) Đặc điểm pin nhiên liệu loại màng trao đổi chất cao phân tử 137 b) Cấu tạo pin nhiên liệu loại màng trao đổi chất cao phân tử 138 c) Nguyên lý hoạt động 139 137 3.2 Pin nhiên liệu loạt oxit rắn (solid oxide fuel cell - SOFC) a) Đặc điểm pin nhiên liệu loại oxit rắn 140 140 3.3 Pin nhiên liệu loại kiềm ( Alkaline fuel cell - AFC) 141 3.4 Pin nhiên liệu loại nấu chảy bon ( Molten-carbon fuel cell - MCFC) 142 3.5 Pin nhiên liệu loại a xít phốt ric (phosphoric-acid fuel cell - PAFC) 143 3.6 Pin nhiên liệu loại mêtan (direct-methanol fuel cell - DMFC) 144 3.7 In nhiên liệu loại khơng khí – kẽm (Zinc air fuel cell - ZAFC) 144 3.8 Pin nhiên liệu loại gốm proton (Protonic Ceramic fuel cell - PCFC) 145 3.9 Pin nhiên liệu loại vi sinh (hay pin vi khuẩn)( Microbial fuel cell - MFC) 145 Một số lĩnh vực ứng dụng pin nhiên liệu (FUEL CELL- FC) 4.1 Ứng dụng Fuel Cell Cho Laptop 146 147 4.2 Ứng Dụng Fuel Cell điện thoại di động 147 4.3 Ứng dụng Fuel Cell máy ảnh Kỹ thuật số 148 4.4 Fuel Cell Dùng Cho Máy Nghe Nhạc 148 Ứng dụng Fuel Các Phương Tiện Giao Thông 5.1 Xe đạp chạy pin nhiên liệu 149 150 5.2 Xe môtô chạy pin nhiên liệu 151 5.3 Ứng dụng pin nhiên liệu ô tô 151 a Sơ đồ nguyên lý ô tô sử dụng pin nhiên liệu 151 b Các phận pin nhiên liệu ô tô 151 c Giới thiệu số ô tô sử dụng pin nhiên liệu 153 B THỰC HÀNH 158 nhiệt độ cao) FC hoạt động nhiệt độ cao (700oC) ưu điểm mặt động lực học, làm nóng chảy carbonat oxy rắn Khi dùng nhiên liệu hydrocacbon hoạt động nhiệt độ cao cho lượng điện lớn Q trình điện hóa học oxy hóa nhiên liệu hóa thạch trực tiếp đến cực dương Quá trình loại bỏ bước trung gian sản xuất hydrogen Những phân tử thể khí H-C bề mặt anode hấp thụ với có mặt nước Hơn nữa, với chất điện phân rắn nên chất lỏng khơng thể chảy ngồi loại PAFC khô loại PEMFC 3.9 Pin nhiên liệu loại vi sinh (hay pin vi khuẩn) (Microbial fuel cell - MFC) Pin nhiên liệu loại vi sinh sử dụng trình tác động trở lại vi sinh vật nh vi khuẩn, vi trùng để chuyển hóa hầu hết vật liệu hữu thành nhiên liệu Một số hợp chất thông thường glucôzơ, hợp chất sinh từ axitaxêtic nước thải Những hợp chất hữu chứa điện cực dương Khi có oxy tự bị tiêu thụ vi khuẩn vi trùng khác Sản phẩm sau tiêu hóa vi khuẩn, electron đẩy từ hợp chất tạo thành dòng với xúc tác chất vô MFC hoạt động êm dịu FC khác, hoạt động khoảng nhiệt độ 20-40oC, phát hiệu suất khoảng 50% Pin nhiên liệu loại vi sinh sử dụng thiết bị y tế mà nhiên liệu sử dụng lượng đường máu Ngồi ra, MFC cịn sử dụng vi khuẩn từ nhà máy rượu bia, thực vật phân rã Hình 2.5.10 Ơ tơ sử dụng fuel cell Mơ hình dới trình bày phận xe sử dụng nhiên liệu Hydro Hình 2.5.11 Mơ hình tơ sử dụng fuel cell - Xe dùng tế bào nhiên liệu mà sử dụng Hydro nguyên chất Trang 135 nhiên liệu Hydro lưu trữ thùng khí áp suất cao, lưu trữ đủ nhiên liệu để xe đoạn đường thích hợp Hầu hết xe sử dụng tế bào nhiên liệu có khả lưu trữ khí Hydro áp suất 352 kg/ cm2 ( 5000 pounds/ square inch) Cụm tế bào nhiên liệu sử dụng khí Hydro khơng khí để tạo điện Cụm tế bào bao gồm 400 tế bào nhiên liệu thành phần Một vài xe dùng bình Accu để lưu trữ điện sinh từ regenerative braking từ cụm tế bào nhiên liệu Việc lưu trữ lượng điện sử dụng giúp tăng công suất mô tơ điện thiết bị điện khác Tổng số lượng điện sinh từ tế bào nhiên liệu tuỳ thuộc vào nhiên liệu - (Hydro oxi) cung cấp cho nhiều hay Máy nén khơng khí điều khiển tỉ lệ mà khơng khí cung cấp vào cụm tế bào nhiên liệu thông qua hiệu suất Bộ phận điều khiển PCU (Power Controller Unit) chứa điện tử phức tạp để điều khiển việc sản sinh lưu trữ điện Một số lĩnh vực ứng dụng pin nhiên liệu (FUEL CELL- FC) Fuel Cell sử dụng lĩnh vực mà phí tổn khơng đóng vai trò quan trọng Fuel Cell nhẹ hiệu acquy, đồng thời đáng tin cậy ồn động Diesel Những điều giải thích giới quân du hành vũ trụ quan tâm đến công nghệ sớm Một số tàu thuyền biển dùng Fuel Cell Ngày Fuel Cell ứng dụng rộng rãi đời sống Một số sản phẩm công nghệ cao bắt đầu sử dụng nguồn lượng từ Fuel Cell như: Máy tính xách tay, điện thoại di động, máy ảnh kỹ thuật số, máy nghe nhạc IPOD,v.v Và đặc biệt việc ứng dụng Fuel Cell phương tiện giao thơng Trước tình hình nguồn nhiên liệu truyền thống như: xăng, Diesel.v.v khai thác triệt để từ dầu mỏ làm cho nguồn lượng ngày cạn kiệt Hơn khí thải từ phương tiện giao thông gây ô nhiễm nghiêm trọng đến mơi trường Do ngày nay, nhà sản xuất ôtô cố gắng nghiên cứu cải tiến động (EFI, GDI, HCCI, VVT-i.v.v.), nhằm tối ưu trình cháy để hạn chế khí thải hay cơng nghệ xử lý khí thải.v.v họ thành cơng Tuy nhiên, số lượng phương tiện giao thông ngày tăng lên lớn vấn đề nhiễm mơi trường từ phương tiện áp lực lớn Chính mà việc tìm lượng để thay yêu cầu cấp bách Và Fuel Cell xem nguồn lượng tương lai loại phương tiện giao thông 4.1 Ứng dụng Fuel Cell Cho Laptop Trang 136 Hình 2.5.18 Máy tính xách tay sử dụng pin nhiên liệu Với việc Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế ICAO cho phép hành khách họ mang theo hộp nhiên liệu methanol lên máy bay có hiệu lực vào tháng 1/2007, vừa qua hãng công nghệ cao Antig Đài Loan cho đời loại pin nhiên liệu DMFC ứng dụng máy vi tính xách tay Với loại pin nhiên liệu máy tính bạn hoạt động suốt liên tục 4.2 Ứng Dụng Fuel Cell điện thoại di động Hình 2.5.19 Điện thoại di động sử dụng pin nhiên liệu Mạng điện thoại di động Nhật KDDI giới thiệu mẫu điện thoại ứng dụng pin nhiên liệu hãng Toshiba Hitachi Điện thoại hãng Toshiba mang tên A5509T, sử dụng công nghệ DMFC sau thân máy đặt vị trí phía pin thơng thường Pin nhiên liệu, dung tích cc có khả nạp lại, chứa chất methanol đặc 99,5% có thời gian sử dụng gấp 2,5 lần pin thông thường Mẫu điện thoại vỏ gập W32H Hitachi có loại pin nhiên liệu với đặc điểm tương tự, pin sử dụng methanl đặc 60% với dung tích cc Cả hai loại pin Toshiba Hitachi có cơng suất điện 300 mW 4.3 Ứng dụng Fuel Cell máy ảnh Kỹ thuật số Hãng máy ảnh tiếng Nhật Canon tham gia vào hàng ngũ phát Trang 137 triển ứng dụng pin nhiên liệu vào sản phẩm mình, họ cố gắng đa dạng pin nhiên liệu vào sản phẩm họ như: máy ảnh kỹ thuật số, máy in máy photocopy v.v Trong đa số hãng khác phát triển pin nhiên liệu theo hướng tạo Hydro từ Metan Canon cố gắng phát triển theo hướng cấp Hydro tinh khiết vào bình chứa Và với cơng nghệ Canon pin nhiên liệu xem thân thiện với mơi trường khơng thải khí CO2 phương án dùng khí Metan Hình 2.5.20 Máy ảnh số Canon Powershot A415 sử dụng FC 4.4 Fuel Cell Dùng Cho Máy Nghe Nhạc Toshiba hãng dẫn đầu công nghệ sản xuất Pin nhiên liệu Vừa qua họ cho đời hai mẫu pin nhiên liệu Methanol (DMFC) dùng cho máy nghe nhạc cá nhân Một mẫu có cơng suất 100 mW cho máy nghe nhạc số dùng nhớ flash, mẫu cịn lại có cơng suất 300 mW thích hợp cho máy nghe nhạc tích hợp ổ cứng Hình 2.5.21 Máy nghe nhạc sử dụng pin nhiên liệu DMFC Toshiba Mẫu DMFC 100 mW, có kích thước 23x75x30 mm trì hoạt động máy nghe nhạc nhớ Flash vòng 35 sau lần nạp 3,5 ml dung dịch Methanol đậm đặc Còn mẫu 300 mW có kích thước 60x75x10 mm cho phép cung Trang 138 cấp công suất đủ để máy nghe nhạc ổ cứng chạy liên tục 60 sau lần nạp 10 ml dung dịch Methanol Và hãng Toshiba hàng đầu công nghệ pin nhiên liệu, cho đời loại pin nhiên liệu nhỏ giới với kích thước bé ngón tay (22x56x45 mm) với vỏ chứa nhiên liệu 9,1 mm, trọng lượng 8,5 g gồm cc methanol vỏ chứa nhiên liệu Ứng dụng Fuel Các Phương Tiện Giao Thông Với giá nhiên liệu xăng dầu ngày leo thang vấn đề ô nhiễm môi trường loại phương tiện giao thông sử dụng nhiên liệu gây ngày nghiêm trọng Thì việc nghiên cứu phát triển pin nhiên liệu ứng dụng phương tiện giao thông giúp giảm phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu xăng dầu ngày cạn kiệt đắt đỏ Và nữa, pin nhiên liệu thân thiện với môi trường Sau số ứng dụng loại phương tiện giao thông Trang 139 5.1 Xe đạp chạy pin nhiên liệu Hình 2.5.22 Xe đạp chạy pin nhiên liệu Nhà sản xuất xe Aprilia (Italy) vừa giới thiệu mẫu xe đạp chạy pin nhiên liệu Ưu điểm bật nhẹ 20% quãng đường dài gấp lần so với loại xe đạp điện có Hình dáng bên ngồi xe phức tạp, toàn động pin nhiên liệu đặt khung xe Một hộp kim loại có dung tích lít chứa khí hydrogen giúp xe quãng đường dài 69 km, với vận tốc khoảng 32 km/h Thùng nhiên liệu làm đầy lại vài giây Sau Trung Quốc bắt đầu giới thiệu xe đạp chạy pin nhiên liệu Chiếc xe gồm có ngăn chứa pin hai bình chứa khí hydro tạo thành hệ thống sản sinh lượng Với bình khí đầy xe đạp chạy 100km, với vận tốc 25 km/h Và cần 30 phút nạp đầy lại bình khí so với để sạc pin chì xe đạp điện Và đặc biệt, pin nhiên liệu khác thải chất thải dạng nước, hồn tồn vô hại môi trường Trang 140 5.2 Xe môtô chạy pin nhiên liệu Đây xe môtô Scooter chạy pin nhiên liệu hãng Honda Hình 2.5.23 Xe mơ tơ sử dụng pin nhiên liệu 5.3 Ứng dụng pin nhiên liệu ô tô a Sơ đồ nguyên lý ô tô sử dụng pin nhiên liệu Trên sơ đồ thể rõ nguyên lý hoạt động xe chạy pin nhiên liệu (FCV-Fuel Cell Vehicle) Máy nén đa oxy khí hydro từ bình chứa khí hydro vào pin nhiên liệu Tại xảy trình phản ứng hoá học tách rời nguyên tử hydro chuyển hố thành dịng điện Nguồn điện thiết bị chuyển đổi điện cho động điện hoạt động làm quay bánh xe Do xe chuyển động Hình 2.5.24 Sơ đồ ngun lý tơ sử dụng pin nhiên liệu b Các phận pin nhiên liệu tơ Trang 141 Hình 2.5.25 Sơ đồ hệ thống pin nhiên liệu ô tô Hệ thống pin nhiên liệu ô tô bao gồm phận sau: * Bình chứa Hydro (Hydrogen Tank) Có nhiều cách khác để tích trữ hydro tinh khiết ôtô Về phương diện kỹ thuật, chọn hai loại phổ biến bình tích trữ khí hydro nén áp suất cao bình cách ly tốt dùng cho hydro lỏng Có phương pháp khác để trữ hydro bình chứa loại ống nano hydrua kim loại Tuy nhiên, hai loại chưa sản xuất hàng loạt cho thị trường giai đoạn nghiên cứu Do đó, phổ biến để giải vấn đề tích trữ hydro ơtơ bình chứa hydro lỏng bình chứa khí hydro * Khối pin nhiên liệu (Fuel Cell Stack) Nó Nó hệ Khối pin nhiên liệu hệ thống pin nhiên liệu thực chức chuyển hoá lượng hoá học hydro thành lượng điện nhờ hệ thống phụ trợ khác cần hydro từ bình chứa cung cấp cho khối pin nhiên liệu Có thống điều khiển dòng hydro vào khối pin nhiên liệu tuỳ thuộc vào công suất cần thiết cho ôtô * Máy nén khí (Compressor) Máy nén khí cung cấp đủ lượng khí oxy cho pin nhiên liệu phản ứng Vì lượng khơng khí bên ngồi cần thiết bơm vào với lượng khơng khí pin nhiên liệu Áp suất mà máy nén cung cấp cho pin nhiên liệu lớn bình thường khoảng vài bar * Máy làm lạnh (Cooler) Mặc dù pin nhiên liệu có hiệu suất cao q trình chuyển hố lượng, Trang 142 lượng nhiệt sinh cần phải cần phải khắc phục để tránh gây tượng nhiệt cho thiết bị Do cần phải lắp thêm máy làm lạnh vào hệ thống * Máy đổi điện (Inverter) pin Máy đổi điện chuyển dòng điện chiều sinh từ hệ thống nhiên liệu thành dòng điện xoay chiều cung cấp cho motor điện hoạt động * Động điện (Electrical Traction Engine): Có nhiều loại động điện khác ứng dụng ôtô chạy pin nhiên liệu Tuy nhiên, loại động điện phần lớn giống với động xe chạy điện c Giới thiệu số ô tô sử dụng pin nhiên liệu Với tính bật Fuel Cell, ngày nhà sản xuất ôtô hàng đầu đời dòng xe FCV Sau giới thiệu số sản phẩm nhà sản xuất ôtô tiếng giới * Honda Motor Hãng Honda cho đời mẫu xe Honda FCX, tổ chức Bảo vệ môi trường Tài ngun khơng khí California chứng nhận xe thân thiện với mơi trường Hình 2.5.26 Chiếc xe chạy pin nhiên liệu Honda Motor Vào ngày 25/09/2006 Honda Motor giới thiệu xe chạy pin nhiên liệu hệ mới, FCX Concept Chiếc xe FCX Concept có điểm bật: khối pin nhiên Trang 143 hiệu suất cao (Honda FC Stack), sàn xe thấp, đầu thân xe ngắn mang lại thoải mái ngồi cabin quan trọng khơng gây nhiễm mơi trường Tuy nhiên phát triển dòng xe tương lai 2008 giới hạn Nhật Mỹ Hình 2.5.27 Ôtô FCX Concept chạy pin nhiên liệu hãng Honda Motor Hai mục tiêu nhà sản xuất ơtơ Honda tính bảo vệ mơi trường hiệu suất Vì FCX Concept trang bị khối pin nhiên liệu hiệu suất cao với kích nhỏ gọn mà khơng gian bên xe rộng rãi thoải mái Đây điều mà dòng xe FCV trước Honda Motor khó đạt Loại pin nhiên liệu mà ứng dụng FCX Concept nhỏ 20% nhẹ 30% so với khối pin FCX FC Stack nay, nhiên cơng suất lớn 14 kW Và xe FCX Concept đạt hiệu suất cao khoảng 60%, gấp lần xe chạy động xăng, gấp lần xe hybrid cao 10% xe FCX * Ford Motor Hãng xe Ford bắt đầu nghiên cứu phát triển xe chạy pin nhiên liệu để tham gia vào thị trường xe tương lai vốn phong phú đa dạng Chiếc xe FCV mà Ford cho chạy thử nghiệm cách gần năm xe Ford Focus P2000 Chiếc xe cần đến 30 phút để khởi động, chí khả tăng tốc chậm Tuy nhiên Ford khắc phục vấn đề sử dụng pin nhiên liệu Ballard Mark serie 902 bình đựng khí hydro nén áp suất 5.000 psi Dynatek Trang 144 Hình 2.5.28 Xe chạy pin nhiên liệu Ford Focus hãng Ford Chiếc xe Focus FCV hãng trông giống xe Focus khác, kể phần điều khiển điện Đây xe thân thiện với môi trường mà Ford chế tạo công phu, tinh vi phức tạp Vừa qua Ford chuyển giao xe cho phủ Canada, 25 khác đưa thử nghiệm thực tế Mỹ Đức Và hãng Ford cho đời xe đua chạy pin nhiên liệu mang tên Fusion Hydrogen 999 đạt tốc độ tối đa 350 km/h Đây sản phẩm hợp tác Ford trung tâm nghiên cứu ô tô trường Đại học bang Ohio, Mỹ (OSU Car) với nhà sản xuất pin nhiên liệu hàng đầu giới Ballard Power Systems với đội đua Roush Hình 2.5.29 Chiếc xe Fusion Hydrogen 999 Ford Motor Fusion Hydrogen 999 kế với công suất pin nhiên liệu lên đến 350 kW, đồng thời có đổi điện dịng điện chiều sinh từ hệ thống pin nhiên liệu thành dòng điện xoay chiều để cung cấp cho motor điện Sỡ dĩ xe có tốc độ cao motor điện cung cấp cơng suất lên đến 575 kW ( \công suất gấp lần công suất động Diesel lắp xe đầu kéo) Trang 145 Hình 2.5.30 Sơ đồ bố trí hệ thống xe Fusion Hydrogen 999 * General Motor Bên cạnh General Motor (GM) vừa chuyển giao mẫu xe tải sử dụng pin nhiên liệu cho quân đội Mỹ để đem kiểm nghiệm thực tế Chiếc xe Chevrolet Silverado sử dụng pin nhiên liệu công suất 94 kW tạo công suất tổng 188kW (252 HP) Moment xoắn 429 N.m, tương đương với động Vortec V8 5,3 lít GM Hiện xe đạt tốc độ 201 km/h, với lượng khí hydro chứa bình đựng công suất nén lên đến 10.000 psi Trọng lượng xe 3,4 khả tăng tốc xe Chevrolet Silverado FCV tương đương với xe Chevrolet Silverado khác, khơng thải chất gây nhiễm mơi trường Đây điều đặc biệt xe tải Hình 2.5.31 Chiếc xe Chevrolet Silverado FCV GM Ngày nay, việc ứng dụng pin nhiên liệu phương tiện giao thơng cơng cộng góp phần đáng kể vào việc giữ gìn mơi trường thành phố lớn Chính vậy, nước phát triển đa xe buýt chạy pin nhiên liệu vào hoạt động giao thông công cộng Madrid (Tây Ban Nha), London (Anh), Munich Trang 146 (Đức), New York (Mỹ) Hình 2.5.32.Xe buýt Mercedes-Benz Citaro Tuỳ thuộc vào điều kiện vận hành, với chiều dài tối đa 12m, xe bus MercedesBenz Citaro chạy pin nhiên liệu vận hành quãng đường dài 300 km, tốc độ tối đa 80 Km/h Có thể phục vụ cho 70 hành khách, xe bus Citaro với cửa giúp hành khách di chuyển lên xuống dễ dàng Pin nhiên liệu Ballard lắp xe có cơng suất 250kW, bình chứa khí hydro nén với áp suất 350 bar Trang 147 B THỰC HÀNH - Nghiên cứu ứng dụng pin nhiên liệu xe gắn máy - Nghiên cứu ứng dụng pin nhiên liệu xe du lịch - Nghiên cứu ứng dụng pin nhiên liệu xe buýt Trang 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://123docz.net//document/7453333-nghien-cuu-ung-dung-nhien-lieu-biogas-chodong-co-dot-trong.htm https://123docz.net/document/5699300-ung-dung-nhien-lieu-biodiesel-cho-dongco.htm https://123docz.net//document/3933817-nghien-cuu-kha-nang-ung-dung-pin-nhienlieu-tren-cac-phuong-tien-giao-thong-tai-viet-nam.htm https://tailieuoto.vn/o-to-su-dung-pin-nhien-lieu-fuel-cell/? fbclid=IwAR0MK36uI_r04RkhZBhNAvaKhFipUj1gLcrH9AyucikMWfnZBpUNssqk T3s https://123docz.net/document/2275749-do-an-tot-nghiep-thiet-ke-he-thong-cung-capkhi-cng-cho-dong-co-1tr-fe-lap-tren-o-to-innova.htm https://text.123docz.net/document/3634292-bai-giang-o-to-su-dung-nang-luongmoi.htm https://www.slideshare.net/trongthuy1/luan-van-tim-hieu-ve-nhien-lieu-lpg-va-cacung-dung-hot Trang ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: GIÁO TRÌNH MƠN NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ơ TƠ GVHD: HỒNG NGỌC TÂN - Đồng Nai 04/2022 – LỜI CẢM... lượng tơ” nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình Quý thầy, cô khoa Cơ điện - Điện tử, trường đại học Lạc Hồng Đặc biệt nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy,... khí hóa lỏng 98 2.3 Cải tạo hệ thống đánh lửa 99 2.3.1 Đánh lửa tia lửa điện 99 2.3.2 Đánh lửa cách phun nhiên liệu mồi 99 2.3.3 So sánh hai phương án đánh lửa 99 a Ưu điểm phương pháp phun nhiên