Nghiên cứu, xây dựng và quản lý khối pin lithium ion chuẩn 12v

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 NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ KHỐI PIN LITHIUM ION CHUẨN 12V GVHD: ThS LÊ QUANG VŨ SVTH: HỒ BẢO AN TRẦN XUÂN QUANG SKL010759 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ KHỐI PIN LITHIUM ION CHUẨN 12V SVTH: HỒ BẢO AN MSSV: 19145024 SVTH: TRẦN XUÂN QUANG MSSV: 19145088 KHOÁ: 2019 NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD: ThS LÊ QUANG VŨ Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Hồ Bảo An MSSV: 19145024 Trần Xuân Quang MSSV: 19145088 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ Lớp: 19145CL1A Giảng viên hướng dẫn: ThS Lê Quang Vũ Ngày nhận đề tài: 01/02/2023 Ngày nộp đề tài: 01/07/2023 Tên đề tài: Nghiên cứu, xây dựng quản lý khối Pin Lithium Ion chuẩn 12V Nội dung đề tài  Thu thập thông số cell đơn  Lựa chọn ghép nối theo thông số mong muốn  Ghép nối nguồn Pin, thiết kế kiểm sốt phóng nạp Pin  Thực nghiệm xây dựng đặc tuyến phóng nạp Pin  Đề xuất phương án sạc cho Pin Sản phẩm đề tài  Tập thuyết minh  Mơ hình  File mềm TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Hồ Bảo An MSSV: 19145024 Trần Xn Quang MSSV: 19145088 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tô Lớp: 19145CL1A Tên đề tài: Nghiên cứu, xây dựng quản lý khối Pin Lithium Ion chuẩn 12V Giảng viên hướng dẫn: ThS Lê Quang Vũ NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho báo cáo hay không? Đánh giá loại: Điểm ………………………………(Bằng chữ: ………………………………) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Hồ Bảo An MSSV: 19145024 Trần Xuân Quang MSSV: 19145088 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ Lớp: 19145CL1A Tên đề tài: Nghiên cứu, xây dựng quản lý khối Pin Lithium Ion chuẩn 12V Giảng viên phản biện: TS Lê Thanh Phúc NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho báo cáo hay không? Đánh giá loại: Điểm ………………………………(Bằng chữ: ………………………………) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Nghiên cứu, xây dựng quản lý khối Pin Lithium Ion chuẩn 12V Họ và tên Sinh viên: Hồ Bảo An MSSV: 19145024 Trần Xuân Quang MSSV: 19145088 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Sau tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và thành viên Hội đồng bảo Đồ án tốt nghiệp hoàn chỉnh theo yêu cầu nội dung và hình thức Chủ tịch Hội đồng: Giảng viên hướng dẫn: Giảng viên phản biện: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 iv LỜI CẢM ƠN Trước tiên, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện tốt cho chúng em có hội tìm hiểu, nghiên cứu tiến hành thực đồ án tốt nghiệp Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn đề tài ThS Lê Quang Vũ tận tình hỗ trợ, giảng giải truyền đạt kiến thức cần thiết suốt trình chúng em thực đề tài Thầy lắng nghe và đưa hướng giải tốt để giúp chúng em hồn thiện Trong suốt q trình tìm hiểu thực đề tài, nhóm trang bị cho nhiều kiến thức mới, tinh thần học tập thái độ nghiêm túc Những điều là hành trang quý báu giúp chúng em trau dồi thân để thực tốt công việc thời gian tới Thứ hai, phần đồ án tốt nghiệp, lượng kiến thức thời gian nghiên cứu hạn chế nên nội dung thực nhóm khơng tránh khỏi sai sót và chưa đầy đủ với dự định ban đầu Vì vậy, nhóm em kính mong quý thầy xem xét, đánh giá từ cho nhóm nhận xét, góp ý để nhóm khắc phục hồn thiện Cuối cùng, lần nữa, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô, anh chị trợ giảng, a chị khóa trên, bạn thực đồ án nhiệt tình hỗ trợ nhóm suốt thời gian thực việc nghiên cứu đề tài tốt nghiệp Nhóm xin kính chúc tất người tràn đầy nhiệt huyết lượng suốt trình hoạt động thân Nhóm em xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2023 Nhóm sinh viên thực Hồ Bảo An – Trần Xuân Quang v TĨM TẮT Những năm gần đây, cơng nghiệp pin lithium ion tạo điểm nhấn định tạo thay đổi lớn thói quen sử dụng pin người tiêu dùng toàn giới Pin lithium sử dụng với mục đích thương mại pin sử dụng máy quay phim cầm tay vào năm 1991, tiếp sử dụng laptop Trong vịng thập kỷ sau đó, pin lithium thúc đẩy trỗi dậy tập đoàn công nghệ khổng lồ mà Apple sử dụng cho điện thoại thơng minh phụ kiện điện thoại, từ xâm nhập vào lĩnh vực xe điện Mặc dù hoạt động khai khoáng sản xuất pin lithium ion thải lượng khí thải nhà kính định Tuy nhiên, nhà phân tích tin với sóng chuyển đổi nhanh chóng việc sử dụng pin ngành cơng nghiệp xe điện và lượng góp phần giảm lượng khí thải nhà kính tổng thể, từ củng cố nỗ lực chống biến đổi khí hậu toàn cầu Hiện nay, phương tiện xe điện hay xe máy, ô tô sử dụng động đốt cần phải sử dụng nguồn nằng lượng 12V để khỏi động cấp nguồn cho hệ thống Trong sống ngày, xe hàng quán lưu động cần nguồn cung cấp cho hệ thống chiếu sáng Tuy nhiên, nguồn cấp điện này loại acquy chì với thành phần gồm kim loại nặng dung dịch axit nguy hiểm Khi acquy chì bị rị rỉ gây nguy hiểm đến sức khỏe người sử dụng Cùng với ngành công nghiệp pin lithium ion ngày phát triển mong muốn tạo xu hướng tiêu dùng với độ bền và độ an toàn cao nhóm em định chọn đề tài: “Nghiên cứu, xây dựng quản lý khối Pin Lithium Ion chuẩn 12V” nhằm tạo nguồn lượng an toàn vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN II PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN III XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN IV LỜI CẢM ƠN V TÓM TẮT VI DANH MỤC HÌNH ẢNH X DANH MỤC BẢNG BIỂU XIII DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT XIV CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Giới hạn đề tài 1.3 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Phương pháp thực CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan pin li - ion 2.1.1 Khái niệm Pin Li – ion 2.1.2 Lịch sử 2.1.3 Ưu, nhược điểm ứng dụng 2.2 Cấu tạo pin Li - Ion 2.2.1 Điện cực dương 2.2.2 Điện cực âm 2.2.3 Chất điện li 10 2.2.4 Dung môi 11 vii 2.2.5 Vật cách điện 11 2.3 Nguyên lý hoạt động pin Li – Ion 12 2.3.1 Các trình xảy Pin Li - ion 12 2.3.2 Cơ chế sạc xả 13 2.3.3 Sự tạo thành lớp chuyển tiếp điện cực – dung dịch điện phân 15 2.4 Phân loại 16 2.4.1 Pin Li - ion dạng trụ 16 2.4.2 Pin Li - ion dạng trụ phẳng 16 2.5 Các thông số cần thiết đánh giá pin 18 2.5.1 Dung lượng pin 18 2.5.2 Điện áp pin 18 2.5.3 Nội trở 18 2.5.4 Dòng sạc 19 2.5.5 Dòng xả 19 2.5.6 Thông số SOC pin Lithium-Ion 19 2.6 Hệ thống kiểm soát pin BMS – Battery Management System 20 CHƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG 22 3.1 Các thiết bị linh kiện 22 3.1.1 Thiết bị hàn BIFRC DH20 PRO+ 22 3.1.2 Thiết bị kiểm tra pin LIITOKALA LII-500 24 3.1.3 Capacitive active balancers 27 3.1.4 HY2213 – BB3A 29 3.1.5 DW01 31 3.1.6 MOSFET 33 3.1.7 Điện trở 36 3.2 Thiết kế phần cứng 37 viii