báo cáo chuyên đề xe ô tô điện nghiên cứu hệ thống an toàn điện cao áp trên vinfast e34

-Sau đó, các nhà khoa học khác như Michael Faraday và Joseph Henry tiếp tục phát triển chuyển động, thử nghiệm với trường điện từ và khám phá ra được cách chuyển đổi năng lượng điện thàn

1

BỘ LAO ĐỘNG － THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VĨNH LONG

CAO ÁP TRÊN VINFAST E34

Giảng viên giảng dạy: ThS LÊ MINH Nhóm thực hiện: Nhóm 6

Mã lớp học phần: 222_1OT1613_KS2A_02_tructiep Khóa: K45

Vĩnh Long, năm 2023

2

TRÌNH BÀI BÁO CÁO

Bùi Hiếu Nhân

20001107

Chương 1, word, chỉnh sửa

Phạm Thành Nhân

20001108

Chương 2, word, chỉnh sửa

Cao Thanh Phong

20001093

Chương 4, word, chỉnh sửa

Kim Hoàng Nam

20001089

Chương 5, word, powerpoint

3

CHƯƠNG 1 : SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN XE ĐIỆN

Những chiếc xe điện năm 1912 được ra mắt

I Lịch sử phát triển động cơ điện

- Năm 1740: Động cơ điện được phát minh thông qua công trình của nhà khoa học

và nhà sư Andrew Gordon người Benedictine Scotland

-Sau đó, các nhà khoa học khác như Michael Faraday và Joseph Henry tiếp tục phát triển chuyển động, thử nghiệm với trường điện từ và khám phá ra được cách chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học

- Trong những năm 2000: động cơ điện AC và DC hiện được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp trên toàn cầu và là một phần không thể thiếu trong nhiều ứng dụng

II Động cơ điện xu thế tương lai :

1 Lịch sử phát triển ắc quy :

-Năm 1859, bác sĩ người Pháp Gaston Planté đã phát minh ra ắc quy sạc đầu tiên dựa trên axit chì, một hệ thống vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay

-Năm 1866, Georges Leclanché (Pháp) chế ra chiếc pin khô hình thỏi quen thuộc ngày nay

-Năm 1899, Waldmar Jungner từ Thụy Điển đã phát minh ra pin niken-cadmium (NiCd)

-Việc sản xuất ắc quy/pin có bước tăng trưởng đột biến trong Thế chiến thứ nhất

6

-Ngày nay, ắc quy đã trở thành một sản phẩm không thể thiếu Chúng được sử dụng

để vận hành hàng tỉ thiết bị điện dân dụng thương mại, y tế, công nghiệp và quân sự trên khắp thế giới Nhu cầu sử dụng ắc quy ngày một gia tăng

-Có rất nhiều loại ắc quy khác nhau, tuy nhiên, chúng có điểm chung là lưu trữ năng lượng dưới dạng hóa năng và năng lượng này được chuyển thành điện năng khi có phản ứng hóa học

2 Phát triển Hybrid :

- Chúng ta vẫn thường nghĩ rằng xe điện là xe “xanh” hoàn toàn vì không tốn nhiên liệu, không phát thải CO2, nhưng thực tế không hẳn là như vậy, ít nhất là tại thời điểm này và tại Việt Nam

- Chình vì thế, các chuyên gia khuyến cáo Việt Nam nên phát triển xe hybrid trong ngắn và trung hạn rồi mới tiến lên xe điện Đây cũng là hướng đi của rất nhiều quốc gia như Thái Lan, Malaysia, Indonesia… bởi họ hiểu rằng để đi thẳng lên xe điện ngay là điều không thể

- Xe hybrid có ưu thế hơn rất nhiều xe đốt trong nhưng vẫn bảo vệ môi trường cũng như phù hợp tại Việt Nam bởi không cần thêm bất cứ cơ sở hạ tầng nào, lượng tiêu thụ nhiên liệu cũng như phát thải chỉ bằng một nửa so với xe dùng động cơ đốt

7

trong cùng dung tích xy lanh

3 Xu thế phát triển động cơ điện cho tương lai :

- Tình trạng ô nhiễm không khí hiện nay ngày càng tăng cao đặc biệt là ở các khu

đô thị, thành phố lớn Trong đó ô nhiễm giao thông được các cơ quan môi trường đánh giá là một trong những nguyên nhân chính dẫn tới tình trạng này

- Vì vậy, việc tìm kiếm và chuyển đổi sang một nguyên liệu khác thân thiện hơn với môi trường trở nên bức thiết hơn bao giờ hết Theo đó, xe điện bao gồm xe ô tô điện, xe bus và xe máy điện đang được xem là giải pháp tối ưu và hiệu quả trong việc bảo vệ môi trường

- Với sự ưu việt của xe điện, các nước trên thế giới đã và đang lên phương án loại

bỏ dần phương tiện chạy bằng nguyên liệu đốt cháy như xăng, dầu,… Cụ thể:

(1) Tại các nước châu Á:

+ Nhật Bản: Đây là một trong những đất nước tiên phong lên kế hoạch thay thế toàn bộ xe ô tô xăng bằng xe ô tô lai điện hoặc điện Mục tiêu chính là tới năm 2050

sẽ trung hoà được khí carbon

+ Hàn Quốc: mục tiêu tới năm 2030 sẽ có tổng số khoảng 7,85 triệu xe thân thiện với môi trường trên toàn quốc Và tới năm 2050 sẽ có thể trung hòa khí C02

(2) Tại các nước châu Âu

8

+ Pháp: cam kết vào năm 2040 sẽ loại bỏ được hoàn toàn xe chạy dầu và xăng + Anh: dự kiến tới năm 2030, Anh sẽ cấm bán toàn bộ các loại xe tải và xe ô tô chạy bằng nguyên liệu đốt cháy

(3) Tại Đông Nam Á :

+ Thái Lan: mục tiêu trở thành trung tâm sản xuất các loại xe điện (xe máy + ô tô) hàng đầu ASEAN

+ Indonesia: mục tiêu là năm 2025, các sản phẩm xe điện sẽ chiếm khoảng 20% tổng số lượng xe sản xuất các sản phẩm điện khí hóa, cụ thể là 711.000 xe hybrid, 2.200 ô tô điện và 2,1 triệu xe máy điện

CHƯƠNG 2: PHÁT TRIỂN XE ĐIỆN TẠI VIỆT NAM

9

I Nhu cầu phát triển xe điện tại Việt Nam:

Xe điện đang là xu hướng tất yếu của ngành công nghiệp ô tô thế giới và Việt Nam cũng không đứng ngoài cuộc Trong bối cảnh tình trạng ô nhiễm không khí ngày

càng nghiêm trọng, ô tô điện được nhận định là giải pháp cho giao thông thân thiện với môi trường

II Lí do phát triển xe điện tại Việt Nam:

Tại Đông Nam Á, nhiều nước như Thái Lan đã sớm có lộ trình thúc đẩy dòng xe này khi công bố lộ trình đặt mục tiêu sản xuất 250.000 xe điện vào năm 2025, trong

đó có 3.000 xe buýt chạy bằng điện Không chỉ đưa ra lộ trình, Thái Lan còn có nhiều động thái hướng tới việc tận dụng

nguồn lực của ngành công nghiệp ô tô sẵn có để phát triển trở thành một trung tâm sản xuất xe điện lớn của thế giới

10

III Chính sách phát triển:

Thực hiện ý kiến chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ, Văn phòng Chính phủ đã có văn bản gửi Bộ Công thương xem xét, nghiên cứu về đề án trở thành trung tâm sản xuất ô tô điện và xe máy điện tại khu vực ASEAN của Thái Lan Với thông điệp này, Chính phủ đang thể hiện mong muốn Việt Nam sẽ phát triển ngành sản xuất xe điện trong tương lai

Thị trường ô tô điện tại Việt Nam bắt đầu với sự vào cuộc mạnh mẽ của ô tô điện Vinfast Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Việt Nam đưa ra dự báo, Việt Nam sẽ đạt mức 1 triệu xe điện vào khoảng năm 2028 và tăng trưởng nhanh trong giai đoạn 2030-2040 Đến năm 2040, Việt Nam sẽ có khoảng 3,5 triệu xe ô tô điện Tuy

11

nhiên, điều kiện hạ tầng hạn chế cùng thói quen sử dụng của người tiêu dùng Việt Nam được nhận định là những khó khăn không nhỏ đối với dòng xe này

IV Những khó khăn để phát triển xe điện ở việt nam:

-Xe điện chưa phổ biến vì chưa có lộ trình rõ ràng

Hiện một số doanh nghiệp ôtô đã có bước đi đầu tiên, bắt đầu sản xuất kinh doanh

xe điện như VinFast, Toyota, Mitsubishi Trong đó, VinFast đã thông báo kế hoạch bán xe BEV trong năm 2021 và đang xây dựng mạng lưới trạm sạc trên toàn quốc; Toyota Việt Nam cũng đã bán một số xe HEV…

Phạm vi hoạt động hạn chế cũng là nhược điểm lớn nhất của xe điện, khi chưa thể đáp ứng được nhu cầu di chuyển dài so với xe sử dụng xăng/dầu

Chưa kể, GDP bình quân đầu người ở Việt Nam năm 2020 là 2.750 USD/người Đây là mức thấp để người tiêu dùng có thể sở hữu phương tiện cá nhân bốn bánh thông thường, chưa nói đến việc sở hữu xe điện do giá bán cao Vì vậy, việc sử dụng rộng rãi xe điện tại Việt Nam được đánh giá là khó khả thi

Hiện Việt Nam chưa có hạ tầng hệ thống trạm sạc, chưa có tiêu chuẩn và nhà cung cấp trạm sạc trong khi thế giới hiện đang áp dụng nhiều tiêu chuẩn khác nhau

Do vậy, doanh nghiệp cũng đề nghị có TCVN cho trạm sạc và đảm bảo trạm sạc nhanh có thể sử dụng được cho xe điện của tất cả các thương hiệu, đáp ứng cho các dòng xe mà các hãng có thể cung cấp ra thị trường Việt Nam trong thời gian tới

V Lộ trình:

- Tại nhiều nước hiện đã đưa ra lộ trình chuyển đổi phương tiện sử dụng nhiên liệu hóa thạch sang sử dụng năng lượng xanh, xe điện, xe tự lái Với dân số gần 100 triệu dân và xe điện chưa phát triển, Việt Nam đang là thị trường tiềm năng lớn cho các loại phương tiện thân thiện với môi trường chiếm lĩnh trong tương lai gần

- Khuyến khích sản xuất dòng xe thân thiện môi trường (xe tiết kiệm nhiên liệu, xe hybrid, xe sử dụng nhiên liệu sinh học, xe chạy điện ), đáp ứng các yêu cầu về tiêu chuẩn khí thải theo lộ trình phê duyệt” và “phát triển ngành công nghiệp ô tô đồng

bộ với phát triển hạ tầng giao thông

- Nắm bắt xu thế này, các doanh nghiệp sản xuất, nhập khẩu ô tô, xe máy như VinFast, Mitsubishi, Honda đã bắt đầu thử nghiệm, sản xuất và ra mắt các loại xe

- Việt Nam gần như đang ở cùng xuất phát điểm về thị trường xe điện với các nước trong khu vực Song, Việt Nam là nước đầu tiên có doanh nghiệp nội sản xuất thành công ô tô điện, các nướ-c lân cận gần như chưa có Việt Nam có cơ hội để vươn lên dẫn trước trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô điện Đây là cơ hội để ngành sản xuất xe điện trong nước bắt kịp xu thế, trước khi hoàn thiện hành lang pháp lý và hạ tầng

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG AN TOÀN ĐIỆN CAO ÁP

TRÊN VINFAST E34

VinFast e34 Hiện nay, xu thế của nghành công nghiệp ô tô là xe điện Với xu thế đó đã ra đời mẫu xe thông minh ưu việt tại Việt Nam VinFast e34 Với xu thế đó không thể

+ Bugi sấy ở động cơ diesel (tác dụng nhiệt)

( Ứng dụng tác dụng nhiệt của dòng điện ) + Bóng đèn ô tô (tác dụng quang)

( Ứng dụng tác dụng quang của dòng điện lên VFe34 ) + Rơ-le trên ô tô (tác dụng từ)

15

( Ứng dụng tác dụng từ của dòng điện lên VFe34 ) + Ắc quy ô tô (tác dụng hóa học)

( Ứng dụng tác dụng hóa học trên ắc quy Vfe34)

+ Tác dụng sinh lý: Nếu có dòng điện đi qua cơ thể người, đủ mạnh sẽ gây co giật, ngạt thở,… Gây tử vong, hoặc di chứng nặng

16

( Tác dụng sinh lý của dòng điện đối với cơ thể người )

2 Yếu tố nào của điện tác động lên con người :

Dòng điện và điện áp là hai nhân tố sẽ ảnh hưởng đến con người Khi tiếp xúc trực tiếp với điện (và tạo thành mạch kín), cơ thể con người sẽ giống như vật dẫn, nó cho phép dòng điện đi qua chúng ta Điện áp, dòng điện và thời gian tiếp xúc càng lớn thì càng nguy hiểm cho con người

Vì là điện áp cao nên khi làm việc với hệ thống VFe34 cần cẩn thận, mang thiết bị bảo hộ, dụng cụ chuyên dụng và đặc biệt là ngắt kết nối pin

Bất kì hệ thống nào sử dụng điện áp lớn hơn 60V đều có các giắc kết nối điện cao

áp, cáp điện ở cả dương và âm Chúng đều sẽ được đánh dấu bằng màu cam

17

( Các cáp điện cao áp được đánh dấu màu cam )

3 Hệ thống an toàn điện cao áp trên Vfe34:

3.1 Hệ thống an toàn PIN của Vfe34

- VFe34 được thiết kế sử dụng pin Lithium - ion và pin LFP (Lithium Ferrous Phosphate) Đây đều là 2 loại pin phổ biến được ứng dụng trên hầu hết các dòng xe

ô tô điện phổ thông nhờ sở hữu ưu điểm về tuổi thọ bền, công nghệ tân tiến, khả năng vận hành mạnh mẽ Với thiết kế tân tiến về Pin của VF e34 với điện áp cao thì yêu cầu về an toàn là không thể thiếu khi xảy ra những tai nạn không mong muốn dẫn đến gây tác động lên bộ Pin ảnh hưởng đến người láy

- Để ngăn nguồn điện từ PIN gây ảnh hưởng đến con người, PIN VF e34 được đặt trong một hộp kim loại được cách điện hoàn toàn với các phần của xe và gắn mác

18

điện áp cao Những hộp bảo vệ PIN này được đặt ở đuôi xe, sau hàng ghế cuối để giảm tối đa nguy cơ bị vỡ trong trường hợp va chạm mạnh

- Bên cạnh hộp bảo vệ PIN điện, những cáp nối từ PIN tới động cơ cũng được bọc

vỏ nhựa cách điện màu cam siêu dày Cả hộp kim loại đặt động cơ và các cáp nối điện áp cao đều được đặt cách điện hoàn toàn với phần khung và vỏ xe để đảm bảo không có nguy cơ bị điện giật

3.2 Những công nghệ đảm bảo an toàn điện cao áp về PIN của VinFast e34:

Trong quá trình sử dụng, nếu xảy ra hiện tượng đoản mạch sẽ dẫn đến mất điện, ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình vận hành của ô tô và người láy Để đảm bảo phương tiện hoạt động xuyên suốt và an toàn, VinFast e34 đã trang bị nhiều công nghệ an toàn cho pin, bao gồm:

+ Công nghệ kiểm soát xung đột thành phần:

Pin ô tô điện có mối liên kết trực tiếp với động cơ và các bộ phận điện khác Do đó, khi hệ thống điện xảy ra sự cố sẽ dễ xảy ra hiện tượng xung đột và gây chết pin Nhằm hạn chế tác động từ bên ngoài VinFast e34 trang bị tính năng an toàn để bảo

vệ pin hiệu quả

+ Công nghệ bảo vệ chủ động:

Hệ thống quản lý pin BMS sẽ theo dõi trạng thái sạc, tế bào pin và tự động điều chỉnh cân bằng toàn bộ hoạt động của pin nhằm ngăn ngừa sự cố xảy ra Nếu phát hiện điểm bất thường, bộ phận rơ le sẽ tự động điều chỉnh (bật/tắt) nguồn điện để đảm bảo an toàn, tránh hiện tượng chập cháy các đầu nối của pin

19

+ Ngắt mạch bằng cầu chì :

Cầu chì có chức năng ngắt dòng điện nếu phát hiện tình trạng đoản mạch trong pin, đảm bảo an toàn vận hành

+ Cơ cấu chống giật điện khi sạc:

.Để bảo vệ pin khi sạc điện ở ngoài trời trong điều kiện thời tiết mưa lớn, VF e34 đã được thiết kế để ngăn nước chảy vào cổng sạc Đồng thời, xe còn được thiết kế lỗ hổng giúp thoát hơi ẩm và nước ngưng tụ, ngăn ngừa tình trạng giật điện

.Khi người dùng cắm đầu sạc vào ổ sạc trên xe, lẫy khóa sẽ đóng lại tạo ra không gian kín giúp dòng điện nạp vào được xuyên suốt Chỉ khi dừng rút phích cắm, quá trình sạc pin mới được dừng lại, nhờ đó ngăn chặn rủi ro phát sinh từ điểm tiếp xúc của đầu mối nối

20

( Pin xe ô tô điện được trang bị công nghệ an toàn giúp hạn chế sự cố khi xe bị tác

động từ bên ngoài )

3.3 Tính năng tự động ngắt điện trên VF e34 :

- Cấu tạo PIN của VinFast e34 :

+ Như chúng ta đã biết, VF e34 được trang bị bộ pin Lithium - ion và pin LFP (Lithium Ferrous Phosphate) Loại pin này có tuổi thọ cao, dung lượng, khả năng chống nước, chống cháy nổ tốt và đặc biệt thân thiện với môi trường loại pin an toàn với mật độ năng lượng cao, tốc độ tự xả thấp, có khả năng sạc đầy nhanh và hoạt động tốt trong điều kiện xả – sạc liên tục

( Pin xe ô tô điện VF e34 )

+ Tuy nhiên, cấu tạo của pin Lithium-ion bao gồm hai điện cực được ngăn cách bởi một chất điện phân, khi hoạt động, pin chuyển điện tích từ cực âm qua chất điện

21

phân sang cực dương và ngược lại Quá trình này giải phóng rất nhiều năng lượng

Vì vậy, chỉ cần xảy ra bất kỳ sự cố nào, vách ngăn mỏng giữa các bộ phận của pin

sẽ bị ảnh hưởng, gây ra hiện tượng đoản mạch Sự thay đổi đột ngột khiến các tia lửa điện bị phóng ra bên ngoài, tiếp xúc với các vật liệu dẫn điện ở trên xe, gây ra hiện tượng điện giật đối với hành khách Bên cạnh đó, sức nóng của các chất điện phân bên trong rất lớn sẽ tạo áp lực lên pin, có thể gây cháy nổ nếu không áp dụng các biện pháp phòng ngừa an toàn thích hợp

- Với vấn đề này, VF e34 đã được trang bị tính năng tự động ngắt động cơ xe ô tô

điện để cắt nguồn điện từ pin vào xe trong trường hợp xảy ra sự cố Cơ chế này góp phần ngăn ngừa điện giật và giảm thiểu tối đa nguy cơ hỏa hoạn, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người láy

- Nguyên lí họat động của hệ thống tự động ngắt điện trên VF e34 :

+ Công nghệ này sử dụng các chất bán dẫn có khả năng vô hiệu hóa các mạch điện của xe trong tích tắc, đảm bảo an toàn cho người ngồi trên xe và đội cứu hộ trong trường hợp xảy ra va chạm

3.4 Hệ thống relay an toàn khi gặp sự cố của VinFast e34:

- Rơ le an toàn (Safety relay) hay rơle bảo vệ là thiết bị thực hiện các chức năng an toàn Trong trường hợp xảy ra sự cố, rơ le an toàn sẽ hoạt động để thực hiện chức năng của nó nhằm giảm rủi ro đến mức thấp nhất

- Mố vài chức năng của relay an toàn của VF e34 như:

+ Dừng chuyển động một cách có kiểm soát và an toàn

+ Giám sát vị trí

+ Làm gián đoạn chuyển động

+ Tắt / dừng khẩn cấp

- Nguyên lý hoạt động: