Thiết kế, chế tạo mô hình xe điện thu nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH XE ĐIỆN THU NHỎ GVHD: Th.S NGUYỄN TRỌNG THỨC SVTH: NGUYỄN TRỌNG NHÂN HUỲNH PHẠM CAO THIÊN SKL010748 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH XE ĐIỆN THU NHỎ SVTH: NGUYỄN TRỌNG NHÂN MSSV: 19145041 SVTH: HUỲNH PHẠM CAO THIÊN MSSV: 19145026 GVHD: Th.S NGUYỄN TRỌNG THỨC Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên Sinh viên: Nguyễn Trọng Nhân MSSV: 19145041 Huỳnh Phạm Cao Thiên 19145026 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ơ tơ Hệ đào tạo: Đại học Chính quy Khóa: 2019 Mã hệ đào tạo: 19145CL Lớp: 19145CL1 – Tên đề tài: “Thiết kế, chế tạo mơ hình xe điện thu nhỏ” Nhiệm vụ đề tài: - Nghiên cứu xe điện chế độ vận hành xe điện Nghiên cứu động khơng chổi than (Brushless DC) Nghiên cứu tìm hiểu linh kiện điện tử, module, driver Arduino Nghiên cứu tìm hiểu giao diện giao tiếp với máy tính LabVIEW Thiết kế mơ hình điều khiển motor BLDC thực chế độ xe điện Lập trình Arduino Thuyết minh đề tài Sản phẩm đề tài: - Quyển thuyết minh đề tài Mơ hình xe điện thu nhỏ Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 12/2/2023 5: Ngày hoàn thành nhiệm vụ đề tài: 01/7/2023 TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Trọng Nhân MSSV: 19145041 Huỳnh Phạm Cao Thiên 19145026 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ Tên đề tài: “Thiết kế, chế tạo mơ hình xe điện thu nhỏ” Họ tên Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Trọng Thức NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Ưu điểm: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ……………………………………………………………… Đánh giá loại: ………………………………………………………………………………… Điểm: ………………(Bằng chữ ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Trọng Nhân MSSV: 19145041 Huỳnh Phạm Cao Thiên 19145026 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ Tên đề tài: “Thiết kế, chế tạo mơ hình xe điện thu nhỏ” Họ tên Giảng viên phản biện: Th.S Lê Quang Vũ NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Ưu điểm: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ……………………………………………………………… Đánh giá loại: ………………………………………………………………………………… Điểm: ………………(Bằng chữ ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giáo viên phản biện (Ký ghi rõ họ tên) CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN (Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ) Họ tên Sinh viên: Nguyễn Trọng Nhân Huỳnh Phạm Cao Thiên MSSV: 19145041 19145026 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ Tên đề tài: “Thiết kế, chế tạo mơ hình xe điện thu nhỏ” Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Trọng Thức Sau tiếp thu điều chỉnh theo góp ý giảng viên hướng dẫn, giảng viên phản biện thành viên hội đồng bảo vệ Đồ án tốt nghiệp hoàn chỉnh theo yêu cầu nội dung hình thức Chủ tịch hội đồng: Giảng viên hướng dẫn: Giảng viên phản biện: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 LỜI CẢM ƠN Đối với đề tài đồ án tốt nghiệp “Thiết kế, chế tạo mơ hình xe điện thu nhỏ” đề tài có tính ứng dụng cao thời điểm chuyển đổi từ xe động đốt truyền thống sang xe điện Chúng em nổ lực tìm hiểu, học hỏi để áp dụng vào mơ hình thực tế, mặc dù cố gắng hồn thành tốt hẳn cịn thiếu sót Để có phần nội dung trình bày trơi chảy đề tài chúng em không kể đến sự giúp đỡ tạo điều kiện của: Gia đình: thời gian xuyên suốt quãng đường dài học tập ba mẹ quê cố gắng làm lụng vất vả để chu cấp cho điều kiện, thiết bị học tập tốt để khơng thiệt thòi với bạn bè Mỗi ngày, ba mẹ gọi điện thoại nhắc nhở động viên cố gắng học tập để nên người Đó động lực chỗ dựa tinh thần tốt để chúng cố gắng, phấn đấu ngày Mong ba mẹ mạnh khỏe hạnh phúc Cảm ơn ba mẹ hy sinh tất cho chúng Th.S Nguyễn Trọng Thức: với sự trợ giúp đắc lực đến từ thầy, giáo viên hướng dẫn, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, người tận tình hướng dẫn, chia sẻ tài liệu đưa góp ý để đề tài nhóm hồn thiện tốt Trong q trình thực đề tài nhóm gặp khơng khó khăn phần cứng lẫn phần mềm nhờ sự hướng dẫn góp ý quý báu thầy mà nhóm giải vấn đề Chúng em chân thành cảm ơn thầy nhiều! Th.S Lê Quang Vũ: giảng viên phản biện, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy nhận xét cụ thể đóng góp ý kiến quý báu để đề tài hoàn thiện Thư viện Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh: tạo điều kiện cho chúng em nghiên cứu loại tài liệu tham khảo, giáo trình Một nơi tuyệt vời để chúng em có tài liệu tốt để hồn thiện đề tài Nhà trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh: nơi đào tạo cho chúng em điều kiện học tập – nghiên cứu Để thực đề tài kinh nghiệm tích lũy từ năm đại học quan trọng, qua nhóm xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đặc biệt thầy Khoa Đào tạo Chất kượng cao giúp nhóm thực có kiến thức việc học áp dụng vào việc làm sau i Nhóm xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, nhóm thực đồ án khác anh chị khóa trước hỗ trợ góp ý chân thành Xin chúc quý thầy cô dồi sức khỏe, tràn đầy lượng có thật nhiều niềm vui sống Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Nhóm Sinh viên thực Nguyễn Trọng Nhân Huỳnh Phạm Cao Thiên ii TÓM TẮT Đề tài “Thiết kế, chế tạo mơ hình xe điện thu nhỏ” đời với mục đích nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình xe điện nhằm để phục vụ cho việc giảng dạy học tập Đề tài có ý nghĩa quan trọng ngày xe điện xu toàn cầu Với thời gian nghiên cứu gần tháng nghiên cứu thực nhóm chúng tơi hoàn thành mục tiêu đề Nội dung thể rõ qua chương gồm: Chương 1: Tổng quan đề tài nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Giới thiệu phần mềm linh kiện điện tử Chương 4: Thiết kế thi công mơ hình chạy thực nghiệm Chương 5: Kết luận hướng phát triển iii ABSTRACT The project “Designing and manufacturing miniature electric vehicle models” was born with the purpose of researching, designing and manufacturing electric vehicle models to serve teaching and learning This topic is of great significance when today's electric vehicle is a global trend With nearly months of research and implementation, our team has accomplished the set goals The content is clearly presented through chapters including: Chapter 1: Overview of the research topic Chapter 2: Theoretical Basis Chapter 3: Introduction to software and electronic components Chapter 4: Design and construction of experimental running model Chapter 5: Conclusion and development direction iv Hình 45 Thiết lập thao tác giao diện TRT ❖ Tăng tốc độ trượt “WRITE1” Thanh trượt “WRITE1” trượt tương ứng với biến trở “SPEED” lúc motor quay giống việc đạp ga để xe chạy Đồng hồ vận tốc đồng hồ hiển thị biến trở “SPEED” tăng lên ngồi quan sát đồ thị Trong đó: - Đồ thị hiển thị tốc độ xe đường màu xanh Đồ thị hiển thị giá trị biến trở “SPEED” đường màu đỏ 105 Hình 46 Tốc độ xe tăng trượt “WRITE1” 106 Hình 47 Tốc độ xe mơ hình sau điều chỉnh trượt “WRITE1” ❖ Giảm tốc độ trượt “WRITE2” Giữ nguyên tốc độ trên, tiến hành tăng trượt “WRITE2” trượt tương ứng với biến trở “BRAKE” tương tự việc đạp phanh lúc tốc độ xe giảm xuống việc hiển thị rõ đồng hồ “READ1”, đồng hồ “READ2” giữ nguyên trạng thái giữ ngun vị trí trượt “WRITE1”, giữ nguyên chân ga 107 Hình 48 Tốc độ xe tăng trượt “WRITE2” 108 Hình 49 Tốc độ xe mơ hình sau điều chỉnh trượt “WRITE2” ❖ Kết hợp chức tái sinh Giữ nguyên trạng thái giao diện TRT tiến hành bật chế độ phanh tái sinh mô hình, tốc độ động giảm thấp tốc độ động chưa bật phanh tái sinh Đèn hiển thị có phanh tái sinh sáng màu đỏ, đèn tiêu thụ lượng sáng lên 109 Hình 50 Tốc độ xe bật chế độ tái sinh 110 Hình 51 Tốc độ xe bật chế độ tái sinh ❖ Tái sinh mức cao Trên giao diện TRT nhấn nút “N2” để chuyển sang chế độ tái sinh mức cao, lúc mơ hình đèn hiển thị mức phanh tái sinh chuyển sang màu xanh, tốc độ xe giảm thấp mức bật phanh tái sinh đèn tiêu thụ lượng sáng mức tái sinh thấp 111 Hình 52 Tốc độ xe thao tác nút “N2” 112 Hình 53 Phanh tái sinh mức cao mơ hình 4.7.2 Kết luận Dù điều khiển trực tiếp giao diện mơ hình hay điều khiển thơng qua giao diện TRT kết thí nghiệm có chung kết Tuy nhiên giao diện TRT có thêm phần hiển thị biểu đồ vận tốc đồng hồ hiển thị giúp người học có thêm nhiều so sánh đánh giá chế độ Thao tác trực tiếp mơ hình hay tháo tác qua giao diện TRT có kết cho người học nhiều lựa chọn để điều khiển tạo thêm cảm hứng cho người học hạn chế giao diện chưa đủ thành phần để giao tiếp hết tất tín hiệu mơ hình Vì vậy, điểm chưa hồn hảo phần giao tiếp 113 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu hồn thiện mơ hình với sự hướng dẫn thầy Nguyễn Trọng Thức nhóm hồn thành mơ hình, đưa vào thử nghiệm hoạt động với mục tiêu đề Xe điện phát minh thay đổi công nghiệp ô tô bước phát triển tương lai Xe điện tiện lợi hơn, thân thiện với môi trường giải pháp tiết kiệm Với xe điện, sử dụng động BLDC sự kết hợp hoàn hảo cho xe điện đầy mạnh mẽ uy lực, với hệ thống điều khiển động BLDC thông minh đại Điều khiển động BLDC phần cốt lõi xe điện Trong nghiên cứu này, nhóm sử dụng kĩ thuật điều khiển BLDC có cảm biến giúp động hoạt động mượt mà Module ZS – X11H đủ chức để điều khiển BLDC module chưa phải inverter Kết hợp mạch chỉnh lưu pha để tạo dòng điện sạc chế độ phanh tái sinh Kết mơ hình mơ hoạt động xe điện chạy tới, chạy lùi, tăng tốc, giảm tốc điều kiện mặt đường khác lên dốc, xuống dốc, chạy bình thường với mơ chế độ phanh tái sinh xe thực tế Trong trình thực đồ án, nhóm nghiên cứu tìm hiểu kiến thức: - Tìm hiểu xe điện chế độ vận hành Tìm hiểu động khơng chổi than (cấu tạo, ngun lí hoạt động, cách điều khiển, ) Tìm hiểu module điều khiển động khơng chổi than ZS – X11H Tìm hiểu cách điều khiển Arduino Nano Vận dụng kiến thức môn “Lý thuyết ô tô” để xác định lực tác dụng lên xe điều kiện mặt đường khác Thiết kế mơ hình thiết kế mạch điện Giao tiếp Arduino LabVIEW 114 Bài nghiên cứu đưa nhìn tổng quan q trình phân tích, mô thử nghiệm nghiên cứu động vận hành chế độ xe Động BLDC có cơng suất cao hơn, hiệu cao phạm vi tốc độ cao Vì động BLDC lựa chọn phù hợp cho xe điện Kĩ thuật điều khiển BLDC phần quan trọng giúp phát triển ngành công nghiệp xe điện tương lai 5.2 Hướng phát triển Sau trình nghiên cứu thi cơng mơ hình xe điện, đạt mục tiêu đề nhiên mơ hình cịn có điểm chưa hồn thiện cần phát triển Vì thời gian có hạn nên việc nghiên cứu nhóm cịn hạn chế để mơ hình đạt tới độ hồn thiện cao đưa vào ứng dụng thực tế nhóm đề xuất số góp ý cho số sản phẩm khác tương lai: - - Cần xây dựng nhiều chế độ chạy cho mơ xe thực tế có chế độ chạy như: Normal, Eco, Sport,… Xây dựng nhiều chế độ cho phanh tái sinh dải vận tốc cụ thể điều kiện chạy cụ thể Tối ưu hóa phần tiêu thụ lượng phanh tái sinh cách sạc vào phận dự trữ lượng điều khiển dòng sạc theo điều kiện hoạt động xe Phát triển khối DC/DC để mơ hình xe thực tế, để người học thao tác hình dung trực quan xe điện 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt ❖ Sách Báo cáo [1] Th.S Đặng Q, (2010), “Giáo trình Lý thuyết Ơ tơ”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [2] Lê Quang Tuyến, (2015), “Tìm hiểu động chiều không chổi than (BLDC)”, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng [3] Phan Văn Phước & Lê Thời Đồng Khánh, (2022), “Thiết kế, chế tạo mơ hình thử nghiệm motor không chổi than chế độ xe điện thu nhỏ” Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh ❖ Internet [4] VinFast, (2022), “Thực trạng nhiễm khơng khí từ phương tiện giao thơng Việt Nam” https://vinfastauto.com/vn_vi/o-nhiem-khong-khi-tu-phuong-tien-giaothong?fbclid=IwAR0Nw7YesZCLEVinpA39fYmEPLHKjxzrLyTabuAEMsE0HlCwJJt lSAgLrQQ [5] Nguyễn Yên, (2023), “Giảm tiếng ồn giao thông, ý thức chưa đủ” https://vov.vn/xa-hoi/giam-tieng-on-giao-thong-y-thuc-thoi-chua-dupost995347.vov Tiếng Anh ❖ Book and Report [6] Dobri C., Goce S., & Vasilija S., (2012), “Configurations of Hybrid Electric Cars Propulsion Systems”, Faculty of Electrical Engineering, University “Goce Delcev” [7] Gonzalo Abad, (2017), “Power Electronics and Electric Drives for Traction Applications”, Mondragon University, Spain [8] Krishna S., Hari B & Dheerendra S., (2019), “A Comprehensive Review on Hybrid Electric Vehicles: Architectures and Components”, J Mod Transpor 116 [9] Krishna Yadav, (2021), “Regenerative Braking System Project Report” [10] Mehrdad E., Yimin G., Stefano L., & Kambiz E., (2018), “Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles” [11] Xi Zhang & Chris Mi, (2011), “Vehicle Power Management: Modeling, Control and Optimization” ❖ Web site [12] AFDC, “How Do Plug-In Hybrid Electric Cars Work?”, U.S Department of Energy's Vehicle Technologies Office https://afdc.energy.gov/vehicles/how-do-plug-in-hybrid-electric-cars-work [13] Ermanno Giusti, (2020), “Mixed or Complex Hybrid?”, E-nsight Blog https://www.e-nsight.com/2020/04/10/mixed-or-complexhybrid/?fbclid=IwAR2OeBnUAgEJdh_mHfn-vwlISCpmKhBLT1eDSEaE2FxaboxlrNM9PPPpvI [14] Fred Wolf, (2022), “Ready Light on Prius – Explained”, EV Motors and Guide https://evmotorr.com/ready-light-on-prius-explained/?fbclid=IwAR13cs8ox7p61wU95yQ_qGW1fSvKgFNSxeChxYf0tPllFa3qAlUGo1rZNw [15] Inverted Energy, (2020), “Power Electronics used in EVs” https://inverted.in/blog/power-electronics-used-inevs?fbclid=IwAR3JZdcPeIYNOSR3hlvoSAt15TBsVvHxZ-d5XDJ2c8n_lOkFy3unCmrEV4 [16] James Hayes & Anthony Stark, “Types of Hybrid Electric Vehicles (HEV)”, x-engineer https://x-engineer.org/types-hybrid-electric-vehicleshev/?fbclid=IwAR0Gcm6MB4rBJS5V33VhvhN8iBaFL_ane4ESiWdiU4NxKEZOkquu-V-FYY [17] Kevin Armstrong, (2023), “How Tesla's Regenerative Braking Works” 117 https://www.notateslaapp.com/tesla-reference/1051/how-tesla-s-regenerativebrakingworks?fbclid=IwAR3GoWqoe1O5i9C_3Arp_YHBoRXNukPG_cH64V_0c_7OGXIRf xa5EUl5bJM [18] Matthew Spendiff Smith, (2022), “Electric Vehicles Types - A Complete Guide to Types of EV”, Power Sonic https://www.power-sonic.com/blog/types-of-electricvehicles/?fbclid=IwAR2Vf1Y6fMSezbvGqkc2zS6bu3o6fSW_z1QlfgoeiuyWIg7q0NC bafYupl0 [19] Mike, (2022), “How Electric Cars go in reverse?”, The Tech of EVs https://thetechofevs.com/how-do-electric-cars-go-inreverse/?fbclid=IwAR3Ih4utghlNTxio4RNT4mTstNLRi2HdQSbnoFCT2D6AN6h2rz CEbs8X-CM [20] Osuagwu Solomon, (2023), “What is B gear in hybrid cars?”, Rx Mechanic https://rxmechanic.com/b-gear-in-hybrid/?fbclid=IwAR09wrExpuLvMcUx0AKpPQI8upCoCDRCODRpyuUdve8tv0tVzEO5P8S2dg [21] Renaul Group, (2020), “The best of driving comfort for Twingo Electric with B Mode” https://www.renaultgroup.com/en/news-on-air/news/the-best-of-driving-comfortfor-twingo-electric-with-bmode/?fbclid=IwAR1yRe1Lf0uqvDSz9gw8c5RKgNg06FZ7TCmrbpTULPa9JZVZX YUVrFyvJ1U [22] Romain Nicolas & Bosch, “Torque Vectoring using Hybrid Technology”, Car Engineer https://www.car-engineer.com/torque-vectoring-thanks-hybridtechnology/?fbclid=IwAR0Gcm6MB4rBJS5V33VhvhN8iBaFL_ane4ESiWdiU4NxKEZOkquu-V-FYY 118 S K L 0