1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện

77 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • PHAN NOI DUNG (13)
    • Chương 1: TONG QUAN (13)
  • Chương II: CƠ SỞ LÝ THUYET (22)
    • Chương 3: THIẾT KE MÔ HÌNH (36)
  • MAY PHÁT ĐIỆN KIỂU NHIỆT ĐIỆN (36)
  • LÌ LÍ LÍ C— (40)
    • Chương 4: THỰC NGHIỆM HỆ THÔNG (56)
  • MAY PHAT NHIET ĐIỆN (56)
  • BỘ PHÁT TÍN HIỆU (57)
  • MAY VITÍNH BỘ NHAN TIN HIỆU+ Ũ (58)
  • Ym ed em RONEMAY (58)
  • P(W), UCV), I(A) (65)
  • P(W), UCV), I(A) 12 10 (66)
    • Chương 5: KET LUAN (75)
  • VA DE XUAT HUONG PHAT TRIEN (75)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (76)

Nội dung

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết hiệu ứng nhiệt điện của Seebeck để từ đó nghiên cứu phương án ứng dụng trên xe gắn máy.- Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống thí nghiệm

PHAN NOI DUNG

TONG QUAN

1.1 Li do chon dé tài

Theo Quyết định số 355/QD-TTg ngày 25 tháng 2 năm 2013 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt điều chỉnh Chiến lược phát triển giao thông vận tải Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030; đến năm 2020 Việt

Nam sẽ có 36 triệu xe máy va 3,2 triệu - 3,5 triệu xe 6 tô Tuy nhiên, từ qúy 1 năm 2013 theo thống kê của Bộ Giao thông vận tải cho biết tổng số xe máy của cả nước trên 37 triệu xe (vượt qua 36 triệu xe như trong quy hoạch đến năm 2020) Các xe máy, xe ô tô hiện nay đều sử dụng động cơ nhiệt; nhưng năng lượng nhiệt có ích (công có ích) từ động cơ đốt trong rất nhỏ so với lượng nhiên liệu tiêu thụ do phần lớn năng lượng theo khí xả thoát ra ngoài dưới dạng nhiệt Để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, hiệu quả kinh tế, chúng ta phải thu hồi sử dụng nguồn nhiệt phát thải băng cách chuyển đổi nhiệt từ khí thải thành điện năng, mang lại hiệu quả kinh té.

Trên co sở đó, với mong muốn nghiên cứu tận dụng một phần nguồn nhiệt thải từ động cơ xe máy để tạo ra điện năng phục vụ cho những bộ phận khác trên động co xe như bình ac quy và cung cấp nguồn điện cho các thiết bị điện trên động cơ xe máy, tác giả quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí thai động cơ đốt trong dé phát ra điện” để làm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Ngành Ô tô máy kéo.

GVHD: TS.Hồng Đức Thông | HVTH: Nguyễn Văn Hiu

1.2 Tong quan các công trình nghiên cứu - Ngày nay,ô tô, xe máy là phương tiện quan trọng nhất của giao thông vận tải, nhiệt theo khói thải từ động cơ các xe xả ra ngoài môi trường theo nghiên cứu chiếm tới 40% [1]. Ạ

L2 5 e hoat don el Ng 8) D rí

Y 5% ma sat và bức xa

Hình 1.1: Hiệu suất của động cơ đốt trong

Trong đó, việc ứng dụng hiệu ứng nhiệt điện của nhà vật lý Thomas

Seebeck (1770-1831) [2] thu hồi nhiệt từ khí xả để tạo ra điện gọi là máy phát nhiệt điện (thermoelectric generator gọi tắt là TEG) được coi là một tiềm năng trong tương lai vì nó không có bộ phận chuyển động cho nên không cần phải bảo trì, thu hồi nhiệt thải ở bất kỳ hệ thống nào Hiệu quả tái sử dụng nhiệt thải từ ô tô, xe máy không chi nâng cao hiệu qua sử dụng nguồn năng lượng hiện có, mà còn có thé làm giảm lượng khí thải và cải thiện môi trường Mặc dù hiệu suất chuyển đối của TEG thấp hơn nhiều so với thiết bị điện thông thường nhưng công nghệ nhiệt điện bán dẫn vẫn nhận được nhiều sự chú ý trên toàn thế giới.

- Birkholz (năm 1980)[3] lần đầu tiên áp dụng một modun TEG FeSi2 trên một chiéc xe 6 tô và sản xuât thành công IW điện Đên cuôi những năm 1990,

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 2 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

Nissan Motors[4] công bố kết quả của hệ thong TEG vật liệu nhiệt điện silicongermanium (SiGe), sử dụng 72 modun TEG thu được 35,6 W trong điều kiện thử nghiệm chạy của một động cơ xăng 3,0 lít với chế độ leo đôi tại 60,0 km/h Dự án AETEG (năm 2004)[5] của Dai hoc Clarkson và một số công ty như Delphi Harrison, GM Division Powertrain và Hi-Z Technology được tiễn hanh;muc đích của dự án nhằm áp dụng máy phát nhiệt điện trên một chiếc xe tải pick-up của GM, cũng như để phát triển hệ thống AETEG nhằm tạo ra sản lượng điện tối đa sau khi chuyển đổi từ 140 W đến 225 W, được cung cấp nhiệt từ khí thải và làm mát bang nước ở tốc độ xe là 70 km/h [6].

- Hệ thống nhiệt điện sử dụng chat thải thu hồi nhiệt từ xe gắn máy đã được chứng minh bởi các tập đoàn Nagoya Institute of Technology, Atsumitec

Co., Ltd, Aist (Phụ trách dự án: Giáo sư Y Nishino,NIT) và các công ty được hỗ trợ bởi MET Hệ thông sử dụng 12 module TEG lap bé mặt của ống Xả Xe máy và được tản nhiệt bằng nước Sản lượng điện năng thu được khoảng 12 W, 6 V trong điều kiện lái xe ở tốc độ 60 km/h dé sạc bình ac quy L7].

Adjusting screws Cover Springs bom = tals i ie

_—— Heat sinks a — Loading rin Ag Buk " gu

Hình 1.2: Máy phát nhiệt điện xe máydự án do Giáo sự Y Nishino

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 3 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

- Cùng năm 2011, Gregory P Meisner hợp tác hãng GM [8] ứng dụng hiệu ứng nhiệt điện trên xe Chevy-suburban, trong đó sử dung 42 TEG công suất đạt được gan 30W Năm 2012, Tạp chi Car and Driver [9] nhận định “ Thermalelectric

Hinh 1.3: May phat nhiét dién cua Gregory P Meisner

- Liu (năm 2012)[10] đã đưa ra những mau thiết kế của máy phát điện dựa trên hiệu ứng nhiệt điện trên sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ.

T va cộng sự [11] đã chế tạo thành công cụm máy phát nhiệt điện chuyển trực tiếp nhiệt

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 4 HVTH: Nguyễn Văn Hiu thành điện cung cấp cho phụ tải trên ô tô Công trình này chủ yếu tập trung phát triển cơ chế thu hồi nhiệt phát thải băng cách chế tạo máy phát nhiệt điện đặt trên đường ống xả, sử dụng cặp vật liệu bán dẫn và dùng chất lỏng làm mát và được thử nghiệm trên xe Ford Lincoln và BMW X6 Cong suất máy phát điện đạt 700W, nhiệt độ đầu nóng của cặp nhiệt độ đạt 500°C và hiệu suất tiết kiệm nhiên liệu tăng 10% Tuy nhiên, công trình này chỉ là thực nghiệm, kinh phí lớn và tuôi thọ chi đạt 6 tháng: kết cau của vật liệu bán dẫn phức tạp kéo dài theo sự phân bồ nhiệt độ không đồng đều trên đường ống xả.

- Tap chí Khoa Hoc Công Nghệ phát hành ngày 24 tháng 7 năm 2013 có đăng bài “Sản xuất điện từ khói xe hơi”; theo tác giả: các nhà nghiên cứu thuộc Viện Kỹ thuật đo lường vật lý Fraunhofer (Đức) đã thiết kế một loại máy phát nhiệt điện (TEG) để biến đổi nhiệt năng thành điện năng bằng cách lợi dụng sự chênh lệch nhiệt độ trong quatrinh vận hành xe TS.Harald Bửttner, Trưởng ban Nhiệt điện của Viện Fraunhofer, giải thích: “ Nhiệt độ trong ống thải của xe hơi có thể đạt đến 700°C hoặc hơn Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ống khói thải và ống chứa chất lỏng làm mát động cơ có thé là vai trăm độ C Do bị tác động bởi sự chênh lệch nhiệt do, các hạt tải điện sẽ di chuyển qua các chất bán dẫn đặc biệt của TEG:; từ đó sản sinh ra dòng điện tương tự như điện từ bình 4c-quy ” Ông cho biết: “Sự chênh lệch nhiệt độ càng lớn thì điện được sản xuất ra càng nhiều”.

Theo nhóm nghiên cứu, TEG có khả năng đáp ứng một phan đáng kế nhu cầu về điện của xe hơi Từ đú, theo TS.Bửttner, “ mỏy phỏt nhiệt điện này sẽ giúp tiết kiệm 5 - 7% lượng xăng/dầu cần cung cấp cho xe ” Nhóm nghiên cứu đưa ra một phép tính đơn giản dé minh họa cho tính hiệu quả của loại TEG này:

Hiện nay có khoảng 50 triệu phương tiện vận chuyển có động cơ ở Đức, mỗi phương tiện như thế được ước tính lăn bánh trên đường khoảng 200 giờ/năm Nếu trong khoảng thời gian đó, TEG tận dụng lượng nhiệt phát ra để sản xuất điện ở mức bình quân 1.000 watt/giờ thì hàng năm sẽ tao ra một nguồn điện lên đến 100 tỷ watt/giờ (10 terawatt giò) Nhóm nghiên cứu cho biết họ đang thử nghiệm loại TEG này và sẽ nhanh chóng tạo ra mẫu TEG đầu tiên để đưa vào sử dụng.

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 5 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

- Nguyễn Hà Hiệp (năm 2013) và cộng sự [12]đã tiễn hành thí nghiệm và thu thập được thông số của một mô-đun nhiệt điện như sau: Khi nhiệt độ chênh lệch giữa mặt nóng và mặt lạnh của mé6-dun TEG bắt đầu cho điện áp từ 4,0V đến 4,2V (bảng số liệu bên dưới); như vậy với nhiệt độ này chúng có thé mắc nỗi tiếp nhiều mô — đun TEG để có được mức điện áp cao hơn sử dụng cho các phụ tải trên ô tô.

Bảng 1.1: Kết qua thử nghiệm TEG trên động co Toyota 7KE

- Lê Quang Vũ (năm 2014)[13] đã nghiên cứu chế tạo máy phát nhiệt điện sử dụng nguôn nhiệt từ khí xả động cơ đạt công suất gần 16W trên mô hình động co ô tô 5S-FE ở chế độ không tải; trong đó, sử dung 16 modun nhiệt điện TEG.

GVHD: TS.Hồng Đức Thông

Bảng 1.2: Thông số máy phát nhiệt điện| 13]

- Truong đại học kỹ thuật quân sự của An Độ (năm 2014)[14] đã nghiên cứu sử dụng nhiệt từ khí xả mô hình động cơ 4 kỳ 3 xilanh với số vòng quay động cơ 3.970vòng/phút, công suất đạt 15W.

Power Output Vs Engine Speed aơ a si”

Power Output (VV) = mH oOo Ss | \ o nm |

Hình1.5: Máy phát nhiệt điện sử dụng TEG của Trường Dai Hoc An Độ

CƠ SỞ LÝ THUYET

MAY PHÁT ĐIỆN KIỂU NHIỆT ĐIỆN

3.1 Thiết kế phan co khí

3.1.1 Bộ thu hồi nhiệt khói thải Để các modun nhiệt điện TEG có thể nhận được nguồn nhiệt tốt nhất thì người nghiên cứu đã thiết kế bộ thu nhiệt khí xả như hình 3.1

Hình 3.1: Bộ thu hôi nhiệt khói xả động cơ

Bộ thu hồi nhiệt là bộ phận tiếp xúc với nguồn nhiệt nóng từ khí xả động cơ và bộ cung cấp nhiệt cho mặt nóng của TEG Thực tế bộ thu hồi nhiệt chính là pô xe máy Do các xe đa số là dạng ống hình trụ Dé tăng diện tích cung cấp nhiệt cho bộ thu hồi nhiệt, người nghiên cứu thiết kế pô dạng hình chữ nhật bang phần mềm catia như hình vẽ 3.1.

Sau khi thiết kế thì pô xe máy được chế tạo thực tế như hình 3.2

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 24 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

Nhiệt từ khói thải của động cơ sẽ được pô xe máy hấp thụ sau đó truyền qua bộ cấp nhiệt mặt nóng cho modunnhiét điện TEG Từ các thông số thiết kế như trên, ta có thể xác định diện tích trao đôi nhiệt giữa bộ thu nhiệt và bộ cung cấp nhiệt cho mặt nóng của TEG là F,= 160 x 80= 12800mmˆ

3.1.2 Bộ phận cung cấp nhiệt cho TEG:

Nhận nhiệt từ pô xe cấp nhiệt cho mặt nóng của TEG Trên mặt tam cap nhiệt có bố tri 2 rãnh có kích thước 3cmx0.4cmx0.4cm nham dat 2 cảm bién dé đo nhiệt độ mặt nóng của TEG như hình 4.3

Hình 3.3 Bộ phận cung cấp nhiệt

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 25 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

3.1.3 Bộ phận tản nhiệt cho thiết bị nhiệt điện TEG:

Bộ phận tản nhiệt cho thiết bị nhiệt điện TEG có chức năng giải nhiệt cho bé mặt lạnh của thiết bị nhiệt điện Vì vậy tạo sự chênh lệch nhiệt độ giữa mặt nóng và mặt lạnh Bộ phận tản nhiệt được thiết kế từ vật liệu kim loại nhôm có hình dạng và kết cấu như hình 3.4:

Hình 3.4:Két cau bộ phận tan nhiệt

Vì hệ thống làm mát dùng không khí nên kết câu bộ phận tản nhiệt gồm nhiều cánh tản nhiệt mỏng nham tăng diện tích tiếp xúc với không khí Cánh tản nhiệt có chiều dài L = 210mm, chiều rộng W = 131mm, chiều cao H44mm, bề dày cánh a= 2mm Xem cánh tản nhiệt là hình chữ nhật.

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 26 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

Hình dạng thực tế của bộ tản nhiệt sau khi thiết kế như hình

3.1.4 Bộ chuyển doi nhiệt điện TEG:

Bộ chuyển đổi nhiệt điện là sự kết hợp các thiết bị nhiệt điện TEG với nhau thành một nham mục dich đạt được điện áp như mong muốn Ở đây người nghiên cứu chon mac nối tiếp 8 mô dun TEG SP1848-27145 với nhau tạo thành một tâm nhiệt điện như hình 3.6 mục đích tăng điện áp tạo ra.

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 27 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

SPIS48-27145SA | SP1848-27145SA | SP1948-27145SA | SP1848-27145SA

SP1848-27145SA | SP1848-27145SA | SP1848-27145SA | SP1848-27145SA

LÌ LÍ LÍ C—

MAY PHAT NHIET ĐIỆN

Sau khi gia công xong các thiết bị của hệ thống máy phát nhiệt điện, người nghiên cứu lắp đặt thiết bị lên xe tiễn hành thực nghiệm hệ thống máy phát với các mục tiêu như sau:

- Đánh giá khả năng phát điện và các thông số của thiết bị chuyển đổi nhiệt điện.

- Đánh giá ảnh hưởng của biến thiên nhiệt độ AT đến điện áp ra của máy phát.

2 Thiết bị sử dụng quá trình thực nghiệm Các thiết bị sử dụng trong quá trình thực nghiệm gồm máy phát nhiệt điện, bộ xử lý tín hiệu, bộ nhận tín hiệu, máy vi tính như đã được trình bày trong chương 5 Hệ thông máy phát nhiệt điện được lắp đặt trên xe may sirius đời 2006 Toàn cảnh trang thiết bị được chụp như hình 4.1.

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 44 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

BỘ PHÁT TÍN HIỆU

Hình 4.1: Thử nghiệm hệ thong máy phát nhiệt điện

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 45 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

MAY VITÍNH BỘ NHAN TIN HIỆU+ Ũ

#t ‘ AM THU) eri Ry ae MLAS AO

Ym ed em RONEMAY

Hình 4.2: So đô thực nghiệm máy phát nhiệt điện

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 46 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

Hình 4.2 thể hiện sơ đồ của hệ thống thí nghiệm máy phát nhiệt điện để xác định các thông số của máy phát ở từng chế độ tải của xe thông qua phương pháp thực nghiệm

Người nghiên cứu tiễn hành cho nỗ máy vận hành xe chạy Khi đó khí thải từ động cơ đi qua bộ thu nhiệt (ống pô) rồi thoát ra ngoài để biết được giá trị nhiệt độ khí xả vào, ra ống pô hai cảm biến đo nhiệt độ khí xả được đặt tại vị trí đầu vào (cam biến số 1) như hình 4.3 và đầu ra ống pô(cảm biến số 2) như hình 4.4 Mục đích của 2 cảm biến này sẽ cho người nghiên cứu biết khoảng nhiệt độ khí thải cấp cho bộ thu nhiệt ( pô xe) trước khi thải ra ngoài.

Bộ phận cung cấp nhiệt cho mặt nóng TEG hình chữ nhật có kích thước 17em x 9cm x 0.5cm được lắp đặt lên pô xe nhăm nhận nhiệt từ po xe, trên tam thu nhiệt có 2 rãnh hình chữ nhật có kích thước 3cm x 0.4em x 0.4em dé lắp đặt hai cảm bién đo giá trị nhiệt độ mặt nóng TEG (cảm biến 3 và cảm biến 4) vị trí lắp đặt như hình 4.5.

Bộ phận làm mát là các cánh tản nhiệt được làm từ vật liệu nhôm, có tất cả mười bốn cánh, điện tích một cánh là 21cm x 0.2cm x 3cm Tiếp xúc với mặt lạnh của TEG có nhiệm vụ tản nhiệt cho TEG Đề biết giá trị nhiệt độ mặt lạnh của TEG ở bộ phận lam mat có hai rãnh hình chữ nhật có kích thước 3cm x

0.3cm x 0.3cm để lắp đặt hai cảm biến (cảm biến 5 va cảm biến 6).

Hệ thông tạo ra điện là các modun nhiệt điện TEG-1848, có tất cả 8 modun

TEG-SP1848 ghép với nhau Diện tích sau khi ghép các modun TEG là 16cm x

8cm x 3.4cm, được đặt giữa bộ cấp nhiệt và bộ phận làm mát Khi xe chạy thì nhiệt từ bộ thu nhiệt sẽ cấp cho mặt nóng của TEG nếu nhiệt độ giữa mặt nóng và mặt lạnh có sự chênh lệch thì các modun nhiệt điện sẽ tạo ra một điện áp.

Chân số 7,8 gửi tín hiệu điện áp máy phát tạo ra cho bộ xử lí tín hiệu.

Tất cả các tín hiệu về điện áp, nhiệt độ của thiết bị đều được đo đạc thông qua các cảm biến và gửi kết quả về máy vi tính từ đó ta có thể biết được các thông số của thiết bị.

Khi chạy thử nghiệm các thiết bị như bộ xử lý tín hiệu đặt trước xe đê người chạy kiêm tra sự hoạt động các hệ thông, nêu mat tín hiệu người

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 47 HVTH: Nguyễn Văn Hiu chạy sẽ nhân công tắc cho khởi động lại Bộ nhận tín hiệu và máy tính laptop đặt trong ba lô; ở chế độ tải một người thì người chạy xe mang ba lỗ trước ngực, chế độ tải hai người thì người sau sẽ cầm ba lô Sau khi chạy xong quãng đường dài 8 km, người làm dé tài sẽ xuống xe lưu lại kết quả.

CẢM BIẾN NHIET DO KHÍ XA VÀ0 (11)

Hình 4.3 Vi trí cảm biến nhiệt độ khí xả vào

Hình 4.4 Vi trí cảm biến nhiệt độ khí xả ra

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 46 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 49 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

4 Kết quả Thực nghiệm 4.1 Thực nghiệm thông số các cảm biến nhiệt độ Người nghiên cứu tiễn hành thực nghiệm cho xe chạy với tốc độ 40km/h dé nhận số liệu từ các cảm biến Từ đó ta có các đồ thị đặc tính nhiệt độ của máy phát và biết được nhiệt độ bộ thu nhiệt nhận được.

+ Chế độ xe chạy 40km/h tải 1 người: Đô thị nhiệt độ các cảm biên

Thời gian(s) ex@aenhiét độ khí xả vào T 1 œ===>nhiệt độ khí xả raT2 sô==nhiệt độ mặt núng T3 ônhiệt độ mặt núng T4

Hình 4.7: Đô thị các nhiệt độ trường hop xe tải 1 người

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 50 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

+ Chế độ xe chạy 40km/h tải 2 người: Đô thị nhiệt độ các cảm biên uw fo) oO nhiệt độ(0c) + wi fen)

——nhiét độ khí xả vào T2 —@=nhiét độ khí xả vào T1

=——nhiét độ mặt nóng T4 =#@=nhiệt độ mặt nóng T3

=>=nhiệt độ mặt lạnh T5 =@=nhiệt độ mặt lạnh T6

Hình 4.8: Đô thị các nhiệt độ trường hợp xe tải 2 người

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 51 HVTH: Nguyễn Van Hiu

Qua hai đồ thị hình 4.7 và hình 4.8 ta thấy răng khi xe chạy với tốc độ 40km/h nhiệt độ khí xả cung cấp vào po xe từ 100°C đến 450°C Nhiệt độ khí xả cung cấp cho mặt nóng của các modun TEG từ 50°C đến 100°C, nhiệt độ mặt lạnh các modun TEG từ 35°C đến 50°C, nhiệt độ khí xả ra dat 70°C

4.2 Thực nghiệm hệ thống ốn định điện áp DC-DC Dé kiểm tra sự chuyển đổi của bộ 6n định điện áp DC-DC, người nghiên cứu tiễn hành cho xe chạy tốc độ 40km/h tải một người Sau khi chạy xong ta được kết quả như đồ thị hình 4.9. Đồ thị điện áp và nhiệt độ AT ơ 35 16 s == 30 - 14 &

====điện áp chuyển đổi DC-DC Thời gian(s)

==—==nhiệt độ delta T 8 điện áp máy phát

Hình 4.9: Dé thị điện áp chuyển đổi DC-DC

Nhìn đồ thị hình 4.9, ta thấy răng điện áp máy phát khi đạt 9.5V thì bộ chuyền đối điện áp DC-DC sẽ nâng điện áp 6n định lên 14.2V ứng với thời gian xe chạy khoảng 10 phút, AT khoảng 30°C( T= 75°C, T,F°C) Nhu vậy sau thời gian 10 phút thì điện áp máy phát sinh ra có thể nạp vào bình ắc quy.

4.3.Thực nghiệm các thông số máy phát nhiệt điện

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 52 HVTH: Nguyễn Văn Hiu Đề biết được khả năng phát điện của bộ máy phát nhiệt điện, người nghiên cứu tiễn hành thử nghiệm máy phát ở nhiều chế độ khác nhau với tải là dãy 15 bóng đèn LED sử dụng điện áp 12V, cường độ dòng điện

+ Chế độ 1: Xe chạy tốc độ 40 km/h tải 1 người với quãng đường 8km Từ kết qua thu được ta sử dụng phần mềm excel vẽ đồ thị đặc tuyến thông số máy phát như hình 4.10 Đặc tuyến máy phát nhiệt điện

P(W), UCV), I(A)

=@=dién ap máy phát ==#—=dòng điện tải ==@=công suất máy phát

Hình4.10 : Đặc tuyến máy phát chế độ 1

Từ đồ thị hình 4.10 Với chế độ này sau khi chạy hết quãng đường 8km thì người nghiên cứu nhận thấy răng: Điện áp phát ra lớn nhất đạt 11.031V, công suất lớn nhất đạt 2.15W với AT = 33°C (T,= 80°C, T.A7°C)

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 53 HVTH: Nguyễn Van Hiu

Cũng với điều kiện thử nghiệm như trên nhưng xe chở 2 người ta được kết quả của chế độ 2

+ Ché độ 2: Xe chạy tốc độ 40km/h tai 2 người

Từ kết quả thu được ta sử dụng phần mềm excel vẽ đồ thị đặc tuyến thông số máy phát hình 4.11 Đặc tuyến máy phát nhiệt điện

P(W), UCV), I(A) 12 10

VA DE XUAT HUONG PHAT TRIEN

1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã đạt được một số kết quả như sau:

- Thiết kế và chế tạo bộ chuyển đôi nhiệt điện tận dụng nguôn nhiệt từ khí xả động cơ.

- Nghiên cứu ứng dụng hiệu ứng seebeck chuyền đổi nhiệt khí xả thành điện năng cung cấp cho một số thiết bị trên xe máy phục vụ cho việc nghiên cứu các đặc tính của TEG.

- Khi tăng nhiệt độ nguồn nóng thì AT tăng „điện áp máy phát, công suất máy phát tăng Nhưng nếu cùng một AT thì nhiệt độ nguồn nóng Tạ của công suất nào lớn thì công suất đó lớn.

- Khi làm kín pô xe thì nhiệt độ nguồn nóng tăng đồng thời nhiệt độ khí xả ra cũng tăng do sự truyền nhiệt qua pô đến mặt nóng không tot.

2 Những van đề còn tôn tại

Mặc dù đề tài đã đạt được một số thành công nhất định như trên Tuy nhiên, đề tài vẫn còn nhiều vấn dé chưa giải quyết triệt để như sau:

- Máy phát nhiệt điện tạo ra lượng điện còn hạn chế so với tiềm năng nhiệt lượng khí thải phát ra, chỉ có thể cung cấp nguồn điện cho một số thiết bị có công suất nhỏ như làm sáng dãy đèn led

- Chưa đánh giá mức tiết kiệm nhiên liệu khi lắp đặt bộ chuyển đổi nhiệt điện.

- Tính thâm mỹ của bộ chuyền đổi chưa cao.

3 Đề xuất hướng phát triển - Sử dụng vật liệu làm pô có hệ số truyền nhiệt cao để tận dụng tối đa nguồn nhiệt thải.

- Nghiên cứu sâu thiết bị TEG khi cung cấp nguồn nóng ở nhiệt độ cao

GVHD: TS.Hồng Đức Thông 63 HVTH: Nguyễn Văn Hiu

Ngày đăng: 10/09/2024, 10:41

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1: Hiệu suất của động cơ đốt trong - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 1.1 Hiệu suất của động cơ đốt trong (Trang 14)
Hình 1.2: Máy phát nhiệt điện xe máydự án do Giáo sự Y. Nishino - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 1.2 Máy phát nhiệt điện xe máydự án do Giáo sự Y. Nishino (Trang 15)
Hình 2.3: M6 hình hiệu ứng Thomson - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 2.3 M6 hình hiệu ứng Thomson (Trang 24)
Hình 2.9: Cau tạo bên trong TEG - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 2.9 Cau tạo bên trong TEG (Trang 30)
Hình 2.10: Mô hình hoạt động của modun TEG - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 2.10 Mô hình hoạt động của modun TEG (Trang 30)
Hình 2.11: Mô hình toán học của modun TEG - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 2.11 Mô hình toán học của modun TEG (Trang 31)
Hình 2.12: Đô thị U,theo AT - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 2.12 Đô thị U,theo AT (Trang 33)
Hình 3.3 Bộ phận cung cấp nhiệt - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 3.3 Bộ phận cung cấp nhiệt (Trang 37)
Hình 3.4:Két cau bộ phận tan nhiệt - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 3.4 Két cau bộ phận tan nhiệt (Trang 38)
Hình dạng thực tế của bộ tản nhiệt sau khi thiết kế như hình - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình d ạng thực tế của bộ tản nhiệt sau khi thiết kế như hình (Trang 39)
Hình 3.10: Mô hình may phát nhiệt điện - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 3.10 Mô hình may phát nhiệt điện (Trang 42)
Hình 3.14 :Sơ do mạch điện chuyển doi DC- DC - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 3.14 Sơ do mạch điện chuyển doi DC- DC (Trang 47)
Hình 3.15: Board mach chuyển đổi điện ap công suất - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 3.15 Board mach chuyển đổi điện ap công suất (Trang 48)
Hình 3.18: Module NRF24L01 + PA LNA 24Ghz - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 3.18 Module NRF24L01 + PA LNA 24Ghz (Trang 49)
Hình 3.21: Mach cung cấp nguồn cho bộ xử lý dữ liệu - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 3.21 Mach cung cấp nguồn cho bộ xử lý dữ liệu (Trang 51)
Hình 3.22: Mach do nhiệt độ - Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật ô tô, máy kéo: Nghiên cứu sử dụng nguồn nhiệt từ khí xả động cơ để phát ra điện
Hình 3.22 Mach do nhiệt độ (Trang 51)
w