Một chiếc xe được gọi là Hybrid nếu nó sử dụng từ 2 loại năng lượng trở lên để tạo ra lực kéo. Nói một cách chính xác hơn, xe Hybrid sẽ được trang bị một động cơ đốt trong truyền thống, một bình chứa nhiên liệu, một khối pin và một hay nhiều động cơ điện. Xe Hybrid thường hay bị nhầm lẫn với xe điện loại xe chỉ dùng năng lượng điện sạc từ bên ngoài để vận hành, loại xe này được gọi là Plugin Hybrid. Xe Hybrid được chế tạo để kết hợp động cơ xăng và động cơ điện một cách hợp lý nhằm đạt được những yêu cầu khác nhau, ví dụ như: cải thiện mức tiêu hao nhiên liệu, gia tăng sức mạnh hoặc cung cấp thêm năng lượng cho những thiết bị điện tử và tiện nghi trên xe.v.v...
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, Ngày tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hưng Yên, Ngày tháng năm 2022 Giáo viên phản biện ii Mục lục NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .ii Danh Mục Hình Ảnh .v Danh Mục Bảng Biểu vii Danh Mục Các Từ Viết Tắt viii LỜI CẢM ƠN ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .1 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.5 Xu hướng phát triển ôtô hybrid 1.5.1 Xu phát triển phương tiện giao thông .2 1.5.2 Xu phát triển ô tô 1.5.2.1 Hoàn thiện động diesel .4 1.5.2.2 Sử dụng loại nhiên liệu 1.5.2.3 Sử dụng ô tô lai .7 1.6 Định nghĩa xe hybrid 1.7 Các phận xe hybrid 10 1.7.1 Động đốt 10 1.7.2 Hộp số phận phối hợp công suất 10 1.7.3 Motor điện máy phát điện .10 1.7.4 Bộ phận chuyển đổi điện .11 1.7.5 Ắc quy phụ 11 1.7.6 Phanh tái sinh .13 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ XE HYBRID CHỖ NGỒI 15 2.1 Các phương án phối hợp nguồn động lực xe hybrid 15 iii 2.1.1 Xe hybrid kiểu nối tiếp 15 2.1.2 Xe hybrid song song 16 2.1.3 Xe hybrid hỗn hợp .16 2.2 Lựa chọn phương pháp phối hợp nguồn động lực cho xe hybrid .17 2.2.1 Lựa chọn phương pháp phối hợp nguồn động lực 17 2.2.2 Các chế độ hoạt động 18 2.3 Lựa chọn kết hợp công suất cho hệ phối hợp hybrid 20 2.4 Bộ truyền bánh hành tinh (planetary gear) 31 2.5 Sơ đồ tổng quát đường truyền công suất ôtô hybrid 32 2.6 Xác định công suất sinh sau phối hợp hai động 32 2.7 Lực mô men cho xe hybrid cỡ nhỏ 37 Chương 3: TÍNH TỐN NGUỒN ĐỘNG LỰC CHO XE CHỖ NGỒI 40 3.1 Các thông số đầu vào 40 3.2 Tính toán thiết kế hệ động lực hybrid 41 3.2.1 Tính tốn, lựa chọn công suất động .41 3.2.2 Tính tốn cơng suất động điện .44 3.2.3 Lựa chọn động điện .44 3.2.4 Tính tốn cơng suất động đốt 45 3.2.5 Tính tốn lựa chọn ắc quy 46 3.2.6 Lựa chọn máy phát điện 47 3.3 Tính tốn cấu phối hợp hệ động lực .48 Kết luận .59 Tài liệu tham khảo .60 iv Danh Mục Hình Ảnh Hình 1 Khí thải từ động diesel xăng .3 Hình 2.Ơ tơ chạy Hydrogen Hình Xe điện Vinfast VFe36 Hình Xu phát triển ô tô Hình Corolla Cross phiên Hybrid Hình Động đốt trong, hộp số ôtô hybrid (Toyota Prius) 10 Hình Sơ đồ nguyên lý cấu tạo phân phối công suất 10 Hình Bộ chuyển đổi điện sơ đồ nguyên lý hoạt động .11 Hình Ắc-quy điện áp cao Toyota Prius 12 Hình 10 Ắc-quy điện áp cao VW Touareg 12 Hình 11 Ắc-quy phụ ôtô hybrid 13 Hình 12 Nguyên lý hoạt động phanh tái sinh 13 Hình Hệ thống hybrid nối tiếp .15 Hình 2 Hệ thống hybrid song song 16 Hình Hệ thống hybrid hỗn hợp 17 Hình Sơ đồ phối hợp nguồn động lực kiểu hỗn hợp 17 Hình Khi ĐCĐ làm việc 18 Hình ĐCĐT nạp điện cho ắc quy 18 Hình Chỉ có ĐCĐT làm việc .19 Hình Cả ĐCĐT ĐCĐ làm việc .19 Hình Phanh tái sinh làm việc .20 Hình 10 Sơ đồ thiết bị kết nối mô-men 20 Hình 11 Một số thiết bị kết nối mô men 21 Hình 12 Cấu hình trục 22 Hình 13 Cấu hình trục 22 Hình 14 Sơ đồ hệ thống truyền lực hybrid xen kẽ mômen tốc độ với hệ bánh hành tinh 23 Hình 15 Sơ đồ thiết bị kết nối tốc độ 24 Hình 16 Bánh hành tinh Willson 25 v Hình 17 Mơ-tơ có stato động 26 Hình 18 Hệ thống truyền lực hybrid sử dụng kết nối tốc độ kiểu hệ bánh hành tinh 26 Hình 19 Hệ thống truyền lực hybrid sử dụng kết nối tốc độ kiểu mơ-tơ có stato động .27 Hình 20 Sơ đồ phương án thiết kế 28 Hình 21 Sơ đồ truyền lực ĐCĐT hoạt động .29 Hình 22 Sơ đồ truyền lực ĐCĐ hoạt động 29 Hình 23 Sơ đồ truyền lực nạp điện cho ắc quy 30 Hình 24 Sơ đồ truyền lực ĐCĐT ĐCĐ hoạt động 30 Hình 25 Các phận truyền bánh hành tinh 31 Hình 26 Sơ đồ khối hệ thống truyền công suất 32 Hình 27 Mơ hình phối hợp cơng suất từ hai động .32 Hình 28 Sơ đồ truyền công suất trục M 33 Hình 29 Đường đặc tính động điện 33 Hình 30 Sơ đồ truyền cơng suất trục E 34 Hình 31 Đặc tính trục E có dạng với đặc tính ngồi động xăng 35 Hình 32 Sơ đồ phối hợp cơng suất 35 Hình 33 Xác định cơng suất tổng sau phối hợp .36 Hình 34 Mơ hình tính lực mơ men cho xe hybrid cỡ nhỏ 37 Hình Động Honda 150cc 43 Hình Động điện HPM3000B 45 Hình 3 Đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu – tốc độ động HONDA 150CC 45 Hình Máy phát điện BLDC - 108 motor – nominal Power 1.5kW .48 Hình Sơ đồ lực tác dụng lên truyền Willson 54 vi Danh Mục Bảng Biểu Bảng Công thức xác định tốc độ, mô men hệ bánh hành tinh 25 Bảng Vận tốc thiết kế cấp đường theo tiêu chuẩn TCVN 4054: 2005 40 Bảng Độ dốc lớn đường theo tiêu chuẩn TCVN 4054: 2005 41 Bảng 3 Thông số kỹ thuật động Honda 150cc 43 vii Danh Mục Các Từ Viết Tắt CO2 Khí carbonic LPG Liquified Petroleum Gas NOx Nitơ oxit HV Battery High Volt Battery NiMH Nickel Metal Hydride ECU Electronic Control Unit ĐCĐT Động đốt ĐCĐ Động điện DC Dòng điện chiều AC Dòng điện xoay chiều viii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS ( ) giảng viên trường ( ) người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt q trình làm khố luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường ( ) nói chung, thầy Khoa Cơ khí động lực nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt q trình học tập hồn thành khố luận tốt nghiệp Với điều kiện thời gian kinh nghiệm hạn chế học viên, luận văn khơng thể tránh thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt công tác thực tế sau Hưng Yên, ngày tháng năm 2022 Sinh Viên Thực Hiện ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài Nhiều quốc gia đối mặt tình trạng ô nhiễm không khí trầm trọng Các giải pháp nghiên cứu, triển khai nhằm phát triển dịng xe thân thiện với mơi trường (xe xanh) Tại Việt Nam có sách cụ thể để khuyến khích sản xuất, sử dụng loại phương tiện thực tế triển khai có bất cập Xe hybrid - phương tiện sạch, tiết kiệm nhiên liệu Xe hybrid hay gọi xe lai Đây loại xe kết hợp sử dụng hai truyền động, động chạy xăng mô tơ chạy điện Đặc điểm quan trọng xe hybrid khả tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện môi trường, vận hành mạnh mẽ yên tĩnh Hơn nữa, công nghệ pin hybrid phần quan trọng tạo nên vận hành mạnh mẽ độ tin cậy cao Như vậy, kiểu xe hybrid sử dụng kết hợp hai nguồn lượng riêng rẽ từ động xăng từ mô tơ điện, đồng thời khả chuyển hóa động dư thừa thành lượng điện lưu trữ pin hybrid (thay biến thành nhiệt hao phí) giúp giảm thiểu nhiên liệu tiêu thụ giảm khí thải mơi trường Điển ưu điểm động hybrid dịng xe đảm bảo hiệu lái xe tương đương với xe sử dụng động đốt dung tích tương tự, mức tiêu hao nhiên liệu giảm nửa Trong thời đại mà q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa diễn nơi toàn cầu ngày nay, nhu cầu lượng vơ to lớn Vì thế, việc tiết kiệm nhiên liệu lượng yêu cầu đặt cho quốc gia ngành công nghiệp, đặc biệt ngành công nghiệp ô tô Giải pháp đưa kết hợp cách linh hoạt động xăng, động điện cấu giúp bảo tồn chuyển đổi lượng cách hiệu Nhận thấy lợi ích mà xe thân thiện với mơi trường nói chung xe hybrid nói riêng mang lại cho mơi trường, phủ nhiều nước đưa quy định sách để thúc đẩy phát triển loại xe Cụ thể mặt tạo điều kiện thuận lợi, khuyến khích nhà sản xuất tơ đầu tư vào công nghệ thúc đẩy người tiêu dùng tiếp cận loại xe thân thiện với môi trường Đến nay, loại xe hybrid trở nên phổ biến hết PGS TS Lê Anh Tuấn, trường Đại học Bách khoa Hà Nội nhận định, xe hybrid phương tiện góp phần giảm ô nhiễm Việt Nam Tuy nhiên, ông Phó Đức Sơn, Viện trưởng Viện Tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam (Bộ Khoa học ... 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ XE HYBRID CHỖ NGỒI 15 2. 1 Các phương án phối hợp nguồn động lực xe hybrid 15 iii 2. 1.1 Xe hybrid kiểu nối tiếp 15 2. 1 .2 Xe. .. Xe hybrid song song 16 2. 1.3 Xe hybrid hỗn hợp .16 2. 2 Lựa chọn phương pháp phối hợp nguồn động lực cho xe hybrid .17 2. 2.1 Lựa chọn phương pháp phối hợp nguồn động lực. .. .27 Hình 20 Sơ đồ phương án thiết kế 28 Hình 21 Sơ đồ truyền lực ĐCĐT hoạt động .29 Hình 22 Sơ đồ truyền lực ĐCĐ hoạt động 29 Hình 23 Sơ đồ truyền lực nạp điện cho ắc