Tính toán thiết kế hệ thống điện xe ô tô điện 2 chỗ ngồi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN XE Ơ TƠ ĐIỆN CHỖ NGỒI Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nhanh Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Ngọc Sang 1711251472 17DOTA3 Dương Minh Hải 1711251296 17DOTA3 Nguyễn Tấn Phú 1711251435 17DOTA3 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN XE Ô TÔ ĐIỆN CHỖ NGỒI Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nhanh Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Ngọc Sang 1711251472 17DOTA3 Dương Minh Hải 1711251296 17DOTA3 Nguyễn Tấn Phú 1711251435 17DOTA3 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 LỜI CAM ĐOAN ➢ Nhóm chúng em bao gồm: 1) Nguyễn Ngọc Sang 2) Nguyễn Tấn Phú 3) Dương Minh Hải Chúng em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “Tính tốn – thiết kế hệ thống điện xe ô tô điện chỗ ngồi” cơng trình nghiên cứu đầy tâm huyết riêng nhóm chúng em, kết nghiên cứu tính tốn có tính độc lập riêng, khơng chép tài liệu chưa công bố nội dung đâu Các kết đồ án hoàn toàn trung thực, minh bạch Các số liệu, bảng biểu nhóm tác giả sử dụng để phân tích, nhận xét, đánh giá thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần Tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận nào, chúng em hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 08 năm 2021 Sinh viên cam đoan (Ký ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN  Đầu tiên nhóm em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo nhà trường đại học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, giảng viên Viện kỹ thuật Hutech nói riêng đặc biệt hết cảm ơn thầy Nguyễn Văn Nhanh giúp đỡ nhóm em suốt trình học tập trình tìm tịi nghiên cứu để phần hồn thành đồ án tốt nghiệp “Tính tốn, thiết kế hệ thống điện xe ô tô điện chỗ ngồi” Bên cạnh việc trau dồi kiến thức nhà trường, hướng dẫn tận tâm giảng viên Viện kỹ thuật Hutech, bạn sinh viên học ngành Công nghệ kỹ thuật tơ Và khơng thể khơng nói đến giáo trình tơ, hệ thống điện tử, tính tốn thiết kế tơ giúp cho nhóm chúng em để gần với việc nghiên cứu tính tốn thiết kế tơ, nhờ nhóm chúng em hồn thiện đề tài “Tính tốn, thiết kế hệ thống điện xe ô tô điện chỗ ngồi” Biết nỗ lực hết mình, thách thức thân việc không ngừng học hỏi, sáng tạo Dẫu biết đề tài chưa hoàn thiện cách tốt bước khởi đầu cho phát triển sau tốt Khơng biết nói hơn, nhóm chúng em trân trọng gửi lời chúc sức khỏe, lời tri ân chân thành đến giảng viên trường việc xem xét hỗ trợ nhóm em thực đề tài Chân thành cảm ơn sâu sắc! ii MỤC LỤC  LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU v DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH vi LỜI MỞ ĐẦU viii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI .1 1.1 Tính cấp thiết đề tài .1 1.1.1 Đặt vấn đề .1 1.1.2 Tầm quan trọng đề tài .2 1.1.3 Ý nghĩa đề tài 1.1.4 Lý chọn đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Các kết đạt đề tài 1.7 Kết cấu đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG - NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN CỦA XE Ô TÔ ĐIỆN 2.1 Tổng quan hệ thống ô tô điện .7 2.2 Nguyên lý điều khiển ô tô điện 11 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, TÍNH TỐN HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN XE Ô TÔ ĐIỆN CHỖ NGỒI 20 3.1 Bảng thông số kỹ thuật cần thiết đặt ban đầu cho ô tô điện 20 3.2 Tính tốn điện nguồn cấp cho động ô tô điện chỗ ngồi 21 3.3 Tính tốn lựa chọn Bình Pin Lithium cho ô tô điện 24 3.4 Chọn điều khiển trung tâm xe ô tô điện chỗ ngồi 26 iii CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN XE Ô TÔ ĐIỆN CHỖ NGỒI BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS 27 4.1 Hệ thống điện chiếu sáng 27 4.1.1 Hệ thống đèn đầu (pha/cos) 27 4.1.2 Hệ thống đèn hậu: 29 4.1.3 Đèn sương mù: 30 4.1.4 Hệ thống đèn xi nhan báo nguy: 31 4.2 Hệ thống điện cấp cho thiết bị khác 33 4.3 Hệ thống điện cấp cho động 34 CHƯƠNG 5: KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ơ TƠ ĐIỆN CHỖ NGỒI TRÊN PHẦN MỀM CARSIM 37 5.1 Phần mềm carsim 37 5.1.1 Cách khởi động .39 5.1.2 Tạo sở liệu 41 5.1.3 Một số nút chức hình làm việc 42 5.1.4 Cấu trúc xây dựng phương pháp mô 43 5.2 Mơ hình dao động ô tô 43 5.3 Mô đánh giá .43 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN .57 6.1 Đánh giá kết .57 6.2 Kết luận xu hướng phát triển đề tài 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 iv Sau thiết lập xong thơng số ta trở hình Thiết lập màu xe số lượng biểu đồ cần hiển thị Sau RUN MATH để nạp liệu 48 Ta chọn Animate để thực mô phỏng: Sau kết thúc mô ta chọn Plot để trích xuất biểu đồ hoạt động xe: Biểu đồ Moment 49 Căn biểu đồ ta thấy: - Moment đạt Max tức Y = 677 Nm thời điểm X = 0,05s - Momemt đạt Min tức Y = - 663 Nm thời điểm X = 0,1S Ta có bảng giá trị tương ứng sau: X (TIME/ S) Y (MOMENT/ Nm) 267 250 248 248 248 248 248 248 248 10 248 Từ xe bắt đầu lăn bánh Moment có biến thiên khơng ổn định, từ giây thứ trở Moment bắt đầu ổn định hết quảng đường xe chạy mơ Điều dễ hiểu xe bắt đầu lăn bánh cần lấy tốc độ ổn định xe chạy; điều kiện mô đường phẳng nên Moment cấp cho xe ổn định 50 Biểu đồ lực tác động lên lốp xe - Lực đạt Max tức Y = 1359 N thời điểm X = 1,85s - Lực đạt Min tức Y = 1266 N thời điểm X = 0,1s 51 Ta có bảng giá trị tương ứng sau: X (TIME/ S) Y (FORCE/ N) 1304 1313 1303 1304 1304 1304 1304 1304 1304 10 1304 Theo bảng số liệu ta thấy lực tác động lên lốp xe có biến thiên giây xe lăn bánh Trong giây xe bắt đầu ổn định có giá trị 52 Tiếp theo ta mô xe chạy đường gồ ghề độ ma sát 0,85 sau: Xuất biểu đồ số sau: Biểu đồ Moment 53 Căn biểu đồ ta thấy: - Moment đạt Max tức Y = 473 Nm thời điểm X = 0,025s - Moment đạt Min tức Y = 133 Nm thời điểm X = 5,975s Ta có bảng giá trị tương ứng sau: X (TIME/ S) Y (MOMENT/ Nm) 250 241 267 219 238 135 180 256 244 10 198 11 432 12 237 Từ bảng số liệu ta nhận thấy xe chạy mơ đường ghồ ghề Moment có tăng chạy đường phẳng, đặc biệt biến thiên thay đổi liên tục phức tạp Biểu số biểu đồ ổn định sau giây thứ 25 trở đi, có nghĩa 54 xe hồn thành việc chạy mơ đường ghồ ghề chạy đường phẳng bình thường Biểu đồ lực tác động lên lốp xe - Lực đạt Max tức Y = 3738 N thời điểm X = 6,2s - Lực đạt Min tức Y = 4,35 N thời điểm X = 18,5s Ta có bảng giá trị tương ứng sau: X (TIME/ S) Y (FORCE/ N) 1305 1237 55 1434 1940 2053 1596 1922 1473 2099 10 677 Theo bảng số liệu ta thấy lực tác động lên lốp xe có biến thiên tồn thời gian xe chạy mơ phỏng; biểu đồ thể ổn định sau phút 25 trở lên, xe hồn thành việc chạy mơ Nhận xét: Nhóm chúng Em mơ khảo sát động lực học nên chọn số biểu đồ để phân tích đối chiếu với số liệu thực tế thiết kế Qua việc mô thấy xe tăng tốc tương đối ổn đinh, chạy ổn đường xấu Các thông số thể biểu đồ hoàn toàn phù hợp với thiết kế yêu cầu đề 56 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 6.1 Đánh giá kết Sau thời gian tìm tịi nghiên cứu, dựa vào nhiệm vụ giáo viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Văn Nhanh với mục tiêu xác định ban đầu đặt Thì cuối đề tài “Tính tốn, thiết kế hệ thống điện xe tơ điện chỗ ngồi” hoàn thành thời hạn giao, đạt số kết sau thực đồ án tốt nghiệp sau: - Chế tạo hệ thống điện xe với đầy đủ chức hệ thống điện thực tế - Hồn thành cơng đoạn tính tốn thi cơng xe điện - Vận dụng kiến thức thầy cô giảng viên đưa vào thực tế - Hạn chế việc sử dụng nhiên liệu gây ô nhiễm môi trường - Nắm quy trình thực làm xe điện tự chế - Vậy dụng phần mềm mô proteus carsim - Giúp sinh viên hồn thiện nhiều kỹ tương lai thơng qua làm đồ án ❖ Về lý thuyết • Tổng hợp kiến thức hệ thống điện xe tơ điện • Hiểu chức năng, u cầu, cấu tạo nguyên lý hệ thống ô tơ điện • Biết tìm kiếm, tra cứu, phân tích tài liệu, cố khả biên soạn tài liệu, khả thuyết trình • Thiết lập cấu trúc đề tài lý thuyết ❖ Về thực hành • Mơ q trình chạy xe điện phần mềm carsim 57 • Mơ mạch điện hệ thống điện thơng qua phần mềm proteus • Chế tạo mơ hình điện xe tơ điện chỗ ngồi • Các chức mơ hình hoạt động ổn định ❖ Ưu nhược điểm trình làm - Ưu điểm: Trong khoảng thời gian chúng em thực đề tài, chúng em nghiên cứu nguyên lý hệ thống điện xe ô tô Để chứng minh cho thành nghiên cứu chúng em lên kế hoạch thực hồn thiện mơ hình Với chức chiếu sáng đền tín cịi động điện chúng em biết thêm tiếp cận tác giả chế tạo xe điện trước Chế tạo xe ô tô điện thân thiện với môi trường với chi phí mức thấp phù hợp với tính xe - Nhược điểm: • Do trình làm xe điện mùa covid nên chúng em chưa hồn tất mơ hình cịn dang dở • Kinh phí làm xe chưa đủ để đáp ứng với mong muốn • Đây đề tài nghiên cứu nên ứng dụng chưa sử dụng tốt ❖ Thuận lợi khó khăn thực đề tài Trong trình thực đề tài nhóm làm đề tài gặp phải khó khăn thuận lợi sau: ➢ Thuận lợi: - Được quan tâm giúp đỡ góp ý tận tình thầy giáo GVHD TS Nguyễn Văn Nhanh - Xe điện Việt Nam ngày phổ biến tham khảo nhiều nghiên cứu anh bạn trước trường - Các thiết bị cảm biến thị trường dễ tìm giá thành tương đối rẻ 58 - Đồng thời hỗ trợ nhiều thông qua kênh youtuber để học hỏi làm theo ➢ Khó khăn: Quá trình thực đề tài gặp nhiều thuận lợi song khơng khó khăn: - Khó khăn trước hết xe ô tô điện nước ta chưa phổ biến rộng rãi cịn mang tính chất thô sơ tự chế nhiều Điều làm nhiều thời gian để nhóm tìm tài liệu nước để nghiên cứu tham khảo - Đề tài thiết kế theo hướng mơ hình tình hình covid nên nhóm phải chuyển hướng qua mơ hệ thống điện xe ô tô điện Cho nên việc mơ khơng hồn tồn xác với thực tế Mặc dù với khó gặp phải vừa qua với cố gắng, nỗ lực thành viên nhóm hỗ trợ khơng biết mệt mỏi thầy giáo GVHD TS Nguyễn Văn Nhanh giúp chúng em hoàn thành đề tài luận văn 6.2 Kết luận xu hướng phát triển đề tài Trong điều kiện thời gian nghiên cứu ngắn, ảnh hưởng dịch bệnh Covid 19 diễn phức tạp Công cụ, dụng cụ để thực hành thiếu Bài nghiên cứu tập trung vào thiết kế hệ thống điện xe điện chỗ ngồi; mơ hình chức xe hạn chế Nhưng sở làm tiền đề để phát triển loại xe điện hữu ích cho sau Hiện với phát triển ngành công nghiệp ô tô nước việc nâng cao nhận thức người tiết kiệm lượng, công nghệ ô tô tiết kiệm lượng phương tiện lượng Sự phát triển công nghệ ô tô dần thu hút quan tâm phủ Việt Nam ngành công nghiệp ô tô Các phương tiện lượng trở thành xu hướng phát triển cho công nghiệp nước nhà Đối mặt với tác động tiêu cực ngành công nghiệp ô tô mang lại; bao gồm tình trạng nhiễm mơi trường ngày nghiêm trọng tình trạng thiếu hụt lượng Các quốc gia giới không ngừng khám phá tìm kiếm mơ hình kinh tế mới, xanh bền vững Các yêu cầu sản phẩm ô tô dần chuyển đổi từ việc theo đuổi chất lượng túy sang đa dạng hóa sẵn có lượng Xe điện phù hợp với xu phát 59 triển Từ chiến nhà sản xuất tơ lớn thấy xe điện chiếm vị trí thấp quan trọng chí cịn yếu tố quan trọng để giành thị trường ô tô tương lai Yếu tố với phát triển cơng nghệ pin động cơ, xe điện giảm chi phí sử dụng nâng cao hiệu suất sử dụng sở ưu điểm khí thải Có thể thấy tương lai khơng xa, tô điện tăng tốc khắp đường, ngõ hẻm quanh ta Nó mang đến cách mạng xanh chưa có cho ngành cơng nghiệp tô giới Đây không nâng cấp cơng nghệ cơng nghiệp, mà cịn cải thiện chất lượng sống người tiến văn minh nhân loại, cuối góp phần quan trọng vào đóng góp thúc đẩy giới hài hòa người thiên nhiên Cơng nghệ mơ hình hóa dựa máy tính hỗ trợ kỹ thuật số phát triển nhanh chóng với tiến khoa học công nghệ Tính hiệu độ xác thích ứng với nhu cầu cạnh tranh khốc liệt thị trường làm thay đổi phương pháp thiết kế truyền thống Đồng thời, triển vọng thị trường rộng lớn xe điện điều hiển nhiên tất người, yếu tố thiết kế kiểu dáng thúc đẩy chất lượng sản phẩm Việc gia tăng sản lượng tiêu thụ xây dựng hình ảnh thương hiệu đóng vai trị quan trọng Kiểu dáng kỹ thuật số thể tương lai Hướng phát triển tất yếu kiểu dáng, kết hợp hai, làm cho công nghệ kiểu dáng xe điện tiến lên tầm cao Xu hướng phát triển đề tài: • Cái xe điện nhỏ chỗ làm được, – chỗ nhiều chỗ làm được, tính khả thi ngày tăng phù hợp với nhu cầu sống • Tích hợp hệ thống nạp điện lượng mặt trời vào xe • Tích hợp thiết bị giải trí, định vị đường, nghe nhạc • Lắp đặt thêm hệ thống kiểm soát lỗi xe(Hiện độ điều khiển trung tâm CURTIS Programmable DC Series Motor Controller Assemblage Model: 60 1205M-6B403 hổ trợ tính kiểm soát lỗi cần lắp đặt thêm hệ thống hiển thị được) • Tích hợp thêm hệ thống cảm biến, cảnh báo nâng cao tính chất an tồn 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Văn Nhanh (2018), Sách lý thuyết ô tô, Trường Đại học Công nghệ Tp.HCM [2] Lê Văn Tụy: Giáo trình thiết kế tô Đại học Đà Nẵng-2006 [3] MEHRDAD EHSANI, YIMIN GAO, SEBASTIEN E GAY, AND ALI EMADI: Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles [4] Website: hppt://www.dc-motors.globalspec.com [5] Website: hppt://www.toyota.com [6] Bellis, Mary (2017) ThoughtCo A History of Electric Vehicles [online] [cited 19 March 2018] Available from the Internet: [7] Calado, Maria Rosario A., Silvio J.P.S Mariano, Jose A.N Pombo & Rita J.C Pinto (2016) PV Charging Station for Electric Vehicles: Management and Interface System Environment and Electrical Engineering (EEEIC), IEEE 16th International Conference ISBN: 978-1-5090-2320- 62