LỜI CẢM ƠN Trong suốt những năm tháng được ngồi học trên ghế giảng đường của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, đầu tiên cho chúng em cảm ơn vì sự giúp đỡ ân cần của
GIỚI THIỆU VỀ XE VINFAST VF8
Lịch sử phát triển
Ngành công nghiệp ô tô của Việt Nam có lịch sử bắt nguồn từ chiếc xe ô tô Chiến Thắng đƣợc sản xuất năm 1958 Đây là chiếc xe 4 chỗ đầu tiên đƣợc chế tạo bới chính nhứng chiến sĩ người Việt Nam thời bấy giờ, được lấy cảm hứng từ chiếc Fregate chạy bằng xăng của Pháp Tuy vậy, do chiến tranh nên không thể sản xuất xe đƣợc hàng loạt Đây chính là khởi điểm của một ngành công nghiệp lớn tại Việt Nam – ngành công nghiệp ô tô
Hình 1.1: Xe ô tô đ u tiên c a Việt Nam
Chính vào năm 1970, dòng xe Citroen đã sản xuất ra chiếc xe hiệu LaDalat Sau khoảng hai mươi năm, vào năm 1991, liên doanh lắp ráp Mekong Auto đã được thành lập Đến năm 2004, Thaco khánh thành Nhà máy Sản xuất và Lắp ráp oto Chu Lai – Trường Hải Lượng người sử dụng xe ô tô cho đến cuối năm 2017 là 16 xe/1000 người
Cùng vào năm đó là năm quá trình thực hiện hiệp định AFTA giảm thuế nhập khẩu ô tô từ các nước trong khu vực ASEAN giảm còn 0% Điều này đã khiến cắt giảm việc lắp ráp xe trong nước để nhập khẩu, gây ra sự dư thừa lao động trong ngành công nghiệp ô tô
Công ty TNHH Sản xuất và Kinh doanh VinFast đƣợc thành lập vào tháng 6 năm
Ngày 02/09/2017, Tổ hợp sản xuất ô tô VinFast chính thức khởi công với sự góp mặt của Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc Khi mới thành lập, VinFast đăng ký hoạt động trong ba lĩnh vực chính, bao gồm sản xuất thân xe có động cơ, rơ móc và bán rơ móc, sản xuất phụ tùng và bộ phận phụ trợ cho xe có động cơ.
VinFast, dù ra đời muộn màng so với các hãng ô tô khác tại Việt Nam, đã trở thành mảnh ghép quan trọng biến khát vọng ô tô Việt Nam của những người đi trước thành hiện thực, đƣa ngành ô tô Việt lên bản đồ thế giới Quá trình phát triển của VinFast đầy ấn tƣợng khi chỉ trong chƣa đầy 2 năm, họ đã biến một vùng đầm lầy thành các nhà xưởng hiện đại và ra mắt hai mẫu xe đầu tiên tại Paris Motor Show
2018, vƣợt qua mọi nghi ngờ về "giấc mơ ô tô Việt"
Trong những ngày đầu, VinFast đối mặt với nhiều hoài nghi về mục tiêu và hiệu quả hoạt động, nhất là khi thị trường đã có những tên tuổi lớn với nhiều năm kinh nghiệm nhƣ THACO, Thành Công, Toyota và Honda Tuy nhiên, từ những chiếc xe đô thị hạng A Fadil đầu tiên, đến năm 2020, VinFast đã đứng thứ tƣ về doanh số bán hàng, chứng minh sự nghiêm túc và quyết tâm chinh phục giấc mơ ô tô Việt Nam
Những nỗ lực của VinFast đƣợc ghi nhận khi hai mẫu ô tô điện của hãng xuất hiện trong “Lễ ra mắt thương hiệu xe điện toàn cầu VinFast” tại Mỹ vào ngày 18/11/2021 Đây được coi là bước đột phá lịch sử, không chỉ đối với VinFast mà còn với ngành công nghiệp ô tô Việt Nam Sự hiện diện của VinFast tại Triển lãm ô tô Los Angeles (LA Auto Show) 2021 đã đƣa Đông Nam Á trở thành điểm sáng mới trên bản đồ ô tô thế giới, giới thiệu một thương hiệu xe điện thông minh và toàn cầu
Vào tháng 6/2019, khi nhà máy sản xuất ô tô của VinFast khánh thành, hãng đã đƣợc vinh danh nhƣ một kỳ tích trong ngành công nghiệp ô tô thế giới Chỉ trong vòng
21 tháng, VinFast đã hoàn thành việc xây dựng và lắp đặt một nhà máy sản xuất ô tô quy mô lớn và hiện đại hàng đầu khu vực, điều mà nhiều người từng cho là không thể
VinFast là tên viết tắt của từ: VIỆT NAM – PHONG CÁCH – AN TOÀN – SÁNG
VinFast thể hiện khát vọng xây dựng một thương hiệu Việt Nam đẳng cấp và được công nhận trên trường quốc tế, đồng thời mở ra cơ hội sở hữu ô tô và xe máy phù hợp với thị trường, con người và thu nhập của người dân Thông qua lĩnh vực sản xuất ô tô và xe máy, Tập đoàn Vingroup còn mong muốn góp phần tạo động lực, thúc đẩy sự phát triển của công nghiệp nặng, công nghiệp chế tạo, và công nghiệp phụ trợ tại Việt Nam
1.1.4 Hệ thống phân phối c a VinFast
Sau khi thiết lập thành công mạng lưới các kênh phân phối, vấn đề tiếp theo mà một doanh nghiệp sản xuất cần đối mặt là lựa chọn hình thức phân phối VinFast đã chọn hình thức phân phối một cấp, nghĩa là sản phẩm đƣợc phân phối trực tiếp đến tay khách hàng chỉ qua một nhà phân phối duy nhất mà không có các nhà phân phối cấp nhỏ hơn Quyết định này giúp hãng xe tránh đƣợc những xung đột không cần thiết trong quá trình phân phối Đây đƣợc coi là một quyết định đúng đắn của các nhà quản lý VinFast, góp phần quan trọng vào việc phát triển hệ thống kênh phân phối VinFast đã thuyết phục thành công những đối tác đang phân phối xe của các hãng nổi tiếng nhƣ Honda, Suzuki, Mazda, và Ford tham gia vào hệ thống đại lý phân phối xe VinFast
Ngoài ra, để tăng cường độ phủ sóng và quảng bá thương hiệu, VinFast đã chủ động thúc đẩy việc sử dụng xe VinFast trong hệ thống phương tiện giao thông công cộng và xe công vụ Một số dự án lớn góp phần vào thành công của VinFast bao gồm dự án 1500 xe FASTGO gia nhập thị trường xe công nghệ cao và dự án đưa xe VinFast Lux A và Lux SA trở thành phương tiện di chuyển và chuyên chở cho cảnh sát giao thông
1.1.5 Những mẫu e điện VinFast nổi bật
VinFast VF e34 là mẫu xe đô thị hạng C được ra mắt vào tháng 11 năm 2021 Dù thuộc phân khúc C, VF e34 sở hữu thiết kế gọn gàng và nhiều tính năng vượt trội, phù hợp để di chuyển trong đô thị đông đúc.
Ngay từ khi vừa ra mắt, xe ô tô điện VinFast VF e34 gây ấn tƣợng mạnh với khách hàng bởi động cơ vƣợt trội, công nghệ thông minh, hiện đại, bắt kịp xu thế toàn cầu
Một số tính năng nổi bật của dòng xe này có thể kể đến nhƣ ứng dụng trí tuệ nhân tạo Ghi nhớ và đề xuất hệ thống giải trí phù hợp với khi điều khiển xe, điều hoà tự động, âm thanh 6 loa sống động…
Thông số kỹ thuật của xe VinFast VF8
Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật VinFast VF8
Thông số hệ thống truyền động
VinFast VF8 – Bản Eco VinFast VF8 – Bản Plus Động cơ 2 Motor (Loại 150 kW) 2 Motor (Loại 150 kW) Công suất tối đa (kW) 260 tương đương 349 hp 300 (~402 hp)
Mô men xoắn cực đại
Khả năng tăng tốc từ 0-
100km/h (s) – mục tiêu dự kiến
Dẫn động AWD / 2 cầu toàn thời gian
AWD / 2 cầu toàn thời gian
Chế độ lái Eco / Normal Eco / Normal / Sport
1.2.1 Ngoại thất c a xe VinFast VF8
VinFast VF8 đƣợc thiết kế theo tỉ lệ hiện đại, lấy cảm hứng từ triết lý "Cân bằng động" Những đường cong mềm mại được kết hợp với các đường cắt sắc nét, tạo nên một ấn tượng mạnh mẽ và đầy tính tương lai
Hiện tại, VinFast VF8 phiên bản Eco Plus có 8 màu ngoại thất và 4 màu nội thất: Đen (Eco, Plus), be, xanh, và nâu (Plus) Kích thước tổng thể của xe là 4750mm x 1934mm x 1667mm, với chiều dài cơ sở là 2.950mm và khoảng sáng gầm xe là 179mm Đây là kích thước lý tưởng cho một mẫu SUV cỡ trung, giúp cân đối cấu trúc xe, làm nổi bật thiết kế của Pininfarina, đồng thời hỗ trợ kiểm soát lực kéo tốt và khả năng di chuyển linh hoạt trên mọi địa hình Khoảng sáng gầm xe không tải đạt 179mm giúp xe di chuyển ổn định và tránh mất cân bằng khi vào cua
VinFast VF8 vẫn giữ nguyên thiết kế dải đèn LED ban ngày ôm trọn logo chữ
“V” tương tự các dòng xe xăng & xe điện VF-e34, dễ dàng nhận diện từ xa phía đằng trước cả ban ngày và đêm
Phần đầu xe tích hợp các chức năng:
- Đèn chiếu sáng ban ngày, Đèn sương mù, Đèn chiếu góc, Đèn chờ, dẫn đường (LED), Đèn chào mừng
- Đèn pha: Dạng Led, Tự động bật tắt và điều chỉnh góc chiếu thông minh
- Kính chắn gió chống tia UV, Gạt mưa trước tự động
- Gương chiếu hậu: Chỉnh / gập điện, Tự động chỉnh khi lùi và nhớ vị trí, Tích hợp:
Đèn báo rẽ, sây mặt gương (Eco)
Đèn báo rẽ, sấy mặt gương, chống chói tự động (Plus)
- Camera tích hợp trên gương chiếu hậu, mặt ca lăng Đặc biệt phần đầu xe, dưới nắp capo tích hợp thêm 1 khoang hành lý, với sức chứa khoảng 78L, có đèn trong khoang
Hình 1.8: Đèn chiếu sáng đ u xe
1 Đèn trang trí Đƣợc sử dụng với đèn định vị để cung cấp tính năng chiếu sáng cho xe Tắt khi DRL đƣợc bật
2 Đèn pha – 5 chức năng: Đèn chiếu gần, đèn chiếu xa, Đèn chiếu ban ngày (DRL), Đèn định vị và đèn báo rẽ
5 Đèn báo rẽ trong gương chiếu hậu
Xe điện VF8 kết hợp hoàn hảo giữa kiểu dáng SUV và Coupe, với phần mái vuốt cong từ trụ C, mang lại những đường nét mềm mại nhưng vẫn đầy mạnh mẽ và năng động Phong cách thiết kế này đƣợc nhiều nhà sản xuất ƣa chuộng cho xe điện, giúp tối ƣu hóa không gian cho hệ thống pin
Hình 1.9: Đuôi e VinF st VF8
Kính cửa sổ và viền cửa được trang bị tiện ích chỉnh điện một chạm 4 cửa Kính cửa sổ có màu đen đảm bảo sự riêng tư, viền cửa sổ được làm bằng thép sáng Cấu trúc cửa sổ gồm kính cách âm 2 lớp ở hàng ghế trước và kính 1 lớp ở hàng ghế sau.
Nẹp cửa: Mạ crom, riêng bản Plus có bậc lên xuống
LaZang: Hợp kim 19 inch (Eco), 20 inch (Plus)
Đèn hậu: Led, đèn sương mù sau
Cốp xe & kính sau: Chỉnh đóng mở cơ (Eco)/ Chỉnh điện và hỗ trợ đóng mở cốp đá chân (Plus), Sưởi sấy kính sau
Camera 360: Tích hợp trên cốp sau
Khoang hành lý chứa khoảng 376L, khi gập hàng ghế thứ 2 xuống chứa khoảng 1.373L, có đèn sáng
Hình 1.10: Đèn chiếu sáng đuôi e
1 Đèn phanh trung tâm; 2 Đèn sau; 3 Đèn của sau; 4 Đèn biển số; 5 Đèn sương mù
1.2.2 Nội thất xe VinFast VF8
Hình 1.11: Nội thất xe VinFast VF8
Không gian nội thất của xe điện VinFast VF8 đƣợc thiết kế tối giản, mang lại sự rộng rãi và thoải mái cho hành khách VF8 có cấu hình 5 chỗ ngồi với 2 hàng ghế tiện nghi Đặc biệt, VF8 trang bị hệ thống ghế tích hợp sưởi ở phiên bản Eco và sưởi – thông gió ở phiên bản Plus, tính năng này rất phù hợp cho mùa lạnh ở Việt Nam và các nước châu Âu Ngoài ra, xe còn có hệ thống lọc không khí trong cabin Combi 1.0, mang đến không gian trong lành cho hành khách
Hình 1.12: Nội thất xe VinFast VF8
Cụm đồng hồ trước người lái được thiết kế gọn gàng, cung cấp thông tin chính xác và dễ dàng quan sát, bao gồm các thông tin quan trọng nhƣ tốc độ và dung lƣợng pin thông qua màn hình hiển thị trên kính lái (HUD) Màn hình giải trí trung tâm có kích thước 15,6 inch, độ phân giải cao, với số lượng nút bấm vật lý được giảm thiểu, giúp người dùng dễ dàng theo dõi và điều khiển các tính năng của xe Ngoài ra, xe còn hỗ trợ kết nối điện thoại và cổng USB loại C
1.2.3 Hệ thống an toàn – an ninh
Hệ thống an toàn trên xe điện VinFast VF8 dự kiến sẽ đạt các chứng nhận tiêu chuẩn chất lƣợng và an toàn cao nhất, bao gồm: ASEAN NCAP 5 sao - Đánh giá an toàn xe hơi mới cho các nước Đông Nam Á, EURO NCAP 5 sao - Đánh giá an toàn xe
23 hơi Châu Âu, và NHTSA 5 sao - Chương trình đánh giá an toàn giao thông đường bộ của Cơ quan An toàn Giao thông Quốc gia Mỹ
Xe được trang bị hệ thống 11 túi khí bao gồm: 1 túi khí trước lái, 1 túi khí cho ghế phụ lái, 2 túi khí rèm, 2 túi khí bên hông hàng ghế trước, 2 túi khí bên hông hàng ghế sau, 2 túi khí bảo vệ chân hàng ghế trước, và 1 túi khí trung tâm hàng ghế trước
1.2.4 Tính năng hỗ trợ người lái
Hệ thống hỗ trợ lái xe nâng cao ADAS mang đến trải nghiệm lái thƣ thái nhờ các chức năng hỗ trợ người lái Mang đến sự an tâm khi di chuyển nhờ khả năng phát hiện các nguy cơ tiềm ẩn và cảnh báo kịp thời
CÁC NHÓM TÍNH NĂNG HỖ TRỢ NGƯỜI LÁI NÂNG CAO TRÊN VF 8:
Trợ lái trên cao tốc
Hỗ trợ tự động chuyển làn
Giám sát hành trình thích ứng
Trợ lái khi có nguy cơ va chạm
Đèn pha tự động và các tính năng khác
Hệ thống các dịch vụ thông minh trên VinFast VF 8 là kết quả của việc ứng dụng công nghệ tiên tiến trên thế giới như: trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây, lưu trữ dữ liệu BIG DATA nhằm mang đến cho khách hàng những trải nghiệm hiện đại, tuyệt vời nhất
CÁC NHÓM TÍNH NĂNG CỦA DỊCH VỤ THÔNG MINH TRÊN VF8:
Điều khiển xe thông minh
Thiết lập, theo dõi và ghi nhớ hồ sơ người lái
Tiện ích gia đình và văn phòng
Cập nhật phần mềm từ xa
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE VINFAST-VF8
Hệ thống cung cấp năng lƣợng
Xe VinFast VF-8 đƣợc trang bị bộ máy năng lƣợng có điện áp cao với bình điện áp cao High Voltage (HV) là nguồn năng lƣợng chính để vận hành các bộ phận trên xe và giúp xe di chuyển và đây cũng là nguồn năng lƣợng chính trên xe Cấu trúc của các bộ phận trên xe đƣợc liên kết nhƣ hình 2.1 sau:
Hình 2.1: Hệ thống cung cấp điện
1, Bộ sưởi; 2, Cổng 3 trong 1 (OBC, DCDC, PDU); 3, VCU; 4, Dây điện; 5, Pin;
6, Hệ thống điều khiển điện sau (EDS); 7, Cổng sạc; 8, Hệ thống điều khiển điện trư c
(EAC); 9, Bộ chuyển đổi điện
Hình 2.2: Sơ đồ mạch điện hệ thống năng lượng c a xe VinFast VF-8
2.1.1 Tìm hiểu về Pin trên ô tô điện
Người đã phát hiện ra pin điện hóa là Alessandro Volta, là một người Ý sống khoảng giữa thế kỉ XVIII đến đầu thế kỉ XIX Năm 1800 thì viên pin đầu tiên đƣợc ra đời và đƣợc đặt tên là “pin Volta”, và đơn vị vôn đƣợc đặt để vinh danh phát minh của ông Ông đã phát hiện ra rằng một điện thế sẽ đƣợc hình thành khi xếp hai tấm kim loại khác nhau, đƣợc gọi là điện cực, đặt chìm chúng trong chất điện phân Ngoài ra thì điện áp còn phụ thuộc vào một số yếu tố như các loại kim loại, kích thước, chất điện phân, áp suất và nhiệt độ
2.1.1.1 Cấu tạo và hoạt động c a Pin
Hình 2.3: Cấu tạo và hoạt động cơ bản c a Pin
Cấu trúc cơ bản của một ô pin nhƣ trong hình 2.2(a):
- Cực dương của pin thường sử dụng oxit kim loại;
- Cực âm pin thường sử dụng kim loại dẫn điện hoặc than chì;
- Các điện cực đƣợc nối với nhau bằng các bộ thu dẫn dòng điện;
- Có các dải phân cách giúp ngăn ngừa tình trạng đoản mạch giữa các điện cực và cho dòng ion di chuyển thuận lợi;
- Chất điện phân là tế bào điện hóa sử dụng nguồn điện bên ngoài để tạo ra phản ứng trong quá trình sạc và xả pin
Hoạt động cơ bản của pin:
Khi sạc pin, bộ sạc được kết nối với hai cực của pin Dòng điện chạy từ bộ sạc vào cực dương, đi qua pin và thoát ra từ cực âm Đồng thời, dòng electron chạy theo hướng ngược lại, từ cực âm đến cực dương Trong khi đó, các ion dương di chuyển qua chất điện phân từ cực dương sang cực âm, giúp pin tích trữ năng lượng dưới dạng hóa học.
- Khi pin được sử dụng trong hình 2.2(c), dòng điện I chạy từ cực dương qua tải rồi về lại cực âm, dòng electron e - chảy ngược lại từ cực âm qua dương, các ion dương thì đi từ cực âm đến cực dương thông qua chất điện phân
- Hai quá trình này có các dòng chảy điện trái ngƣợc nhau
2.1.1.2 Kí hiệu và cách mắc Pin
Các biểu tƣợng về pin đƣợc thể hiện trong hình 2.3:
Hình 2.4: Kí hiệu và các cách mắc nối pin a, Kí hiệu pin; b, Pin nối tiếp; c, Pin song song; d, Pin nối tiếp-song song
Pin có thể đƣợc mắc nối tiếp hay song song nhƣ hình 2.3(b) và hình 2.3(c)
Khi mắc pin nối tiếp, điện áp tại hai đầu bộ pin bằng tổng điện áp của các pin thành phần Do điện áp tăng, công suất điện cũng tỷ lệ thuận tăng lên.
- Khi mắc pin song song, dòng điện và công suất đầu ra cao hơn Năng lƣợng của hộp pin lưu trữ, tuổi thọ pin cùng với điện áp của pin đều phụ thuộc vào dòng điện hay nguồn điện đƣợc lấy từ pin Mắc song song làm tang dung lƣợng và thời lƣợng sử dụng pin, nên giúp cho hộp pin tăng năng lƣợng, tuổi thọ và tạo ra điện áo cho ra công suất ổn định hơn
Pin ô tô điện thì thường được lắp đặt theo chuỗi nối tiếp-song song như trong hình 2.3(d), nó tích hợp đƣợc tác dụng của cả hai kiểu mắc nối tiếp và song song nên góp phần tối ƣu đƣợc chức năng và tuổi thọ của pin trên xe
2.1.2 Những loại Pin được sử d ng trên ô tô điện
Có hai loại pin chính là:
- Pin sơ cấp: loại pin đƣợc tạo ra để sử dụng một lần rồi bỏ đi – không sạc lại bằng điện
- Pin thứ cấp: loại pin có thể tái sử dụng nhiều lần bằng cách sạc lại bằng cách cắm điện hay đặt vào bộ điện để đƣợc nạp đầy năng lƣợng pin nhƣ cũ
Trên ô tô điện thì pin thứ cấp chính là loại pin đƣợc sử dụng chính để cung cấp điện cho động cơ của xe hoạt động (có thể thấy trên xe thuần điện (BEV) hay xe Hybrid (HEV)) Trong số đó thì ba loại pin đƣợc công nhận và sử dụng trên ô tô điện là:
- Pin Niken-metal Hydride (NiMH);
- Pin Lithium-ion (Li-ion)
Pin axit chì là loại pin đƣợc phát minh vào năm 1859, cũng là loại pin đƣợc sử dụng lâu đời nhất đến tận ngày nay Pin axit chì đƣợc ứng dụng ở trong mọi loại ô tô, kể cả những chiếc ô tô điện từ thế kỷ XIX Đây là loại pin ƣớt, loại dung dịch đƣợc sử dụng là axit sulfuric nhẹ để trong một hộp chứa Tên gọi của loại pin này bắt nguồn từ việc kết hợp giữa điện cực chì và axit để tạo ra điện trong pin Ƣu điểm cốt lõi của loại pin này chính là chi phí dùng để sản xuất thấp nhƣng chúng lại tiềm ẩn khá nhiều nguy hiểm trong quá trình sử dụng và có thể gây nổ nếu nhƣ sạc quá mức Tuổi thọ của loại pin này cũng khá ngắn khi chỉ có thể sử dụng đƣợc trong khoảng ba năm Pin axit chì có năng lƣợng là 34Wh/kg và mật độ năng lƣợng thì thấp Bên cạnh đó thì thành phần chính làm nên pin axit chì chính là chì nên chúng có khối lƣợng rất nặng, chiếm đến khoảng 20-25% khối lƣợng của xe Chính vì những nhƣợc điểm đó cùng với công nghệ pin ngày càng phát triển thì pin axit chì ngày nay đã không còn đƣợc sử dụng rộng rãi nữa
Hình 2.5: Cấu tạo c a Pin axit chì
Cấu tạo của pin axit chì bao gồm:
- Các tấm cực âm đƣợc làm từ chì (Pb);
- Các tấm cực dương được làm từ chì đioxi (PbO 2 );
- Chất điện phân là dung dịch axit sulfuric nhẹ (H 2 SO 4 );
- Hai cực âm, dương và vỏ Pin;
- Tấm màng ngăn cách tế bào: mỗi loại pin axit chì đều có số lƣợng tế bào khác nhau để tạo ra điện áp khác nhau, ví dụ loại 6V sẽ có 3 ngăn và loại 12V sẽ có 6 ngăn (mỗi tế bào khoảng 2V)
Hình 2.6: Quá trình sạc c a Pin axit chì
Quá trình sạc gồm các phản ứng:
- Tại điện cực dương: PbSO 4 + H 2 O → PbO 2 + H 2 SO 4 + 2H + + 2e -
- Tại điện cực âm: PbSO 4 + 2H + + 2e - → Pb + H 2 SO 4
- Tổng phản ứng: 2 PbSO 4 + 2H 2 O → Pb + PbO 2 + H 2 SO 4
Các phản ứng trên bị đảo ngƣợc lại ở trong quá trình phóng điện
Hình 2.7: Quá trình phóng điện c a Pin axit chì 2.1.2.2 Pin Niken-Metal Hydride
Pin Niken (NiMH) được sử dụng vào thương mại vào những năm cuối thập kỷ 80 của thế kỷ trước Chúng sở hữu mật độ năng lượng cao - có khả năng tích lũy một lượng năng lượng lớn trong khi kích thước pin lại tương đối nhỏ - và đặc biệt hơn là không chứa bất kỳ loại kim loại độc hại nào Điều này cũng khiến cho việc pin đƣợc mang sử dụng lại một cách dễ dàng, và năng lƣợng của Pin Niken đƣợc cho là vƣợt trội vì gấp đôi so với Pin axit chì (68 Wh/kg)
Do kích thước nhỏ nên pin Niken giúp cho khối lượng của xe trở nên nhẹ nhàng hơn, cùng với đó là tuổi thọ của chúng là khoảng từ 5-7 năm
Cùng với những ƣu điểm nhƣ vậy thì pin Niken lại có một số nhƣợc điểm nhƣ hiệu suất sạc thấp hơn so với các loại pin khác và việc phin tự xả với tỉ lệ là khoảng 12,5% mỗi tháng trong điều kiện nhiệt độ phòng, và sẽ càng nghiêm trọng hơn nếu ở trong môi trường có nhiệt độ cao
Hình 2.8: Cấu tạo c a Pin Niken – Metal Hydride
Cấu tạo của pin Niken bao gồm:
- Bản cực dương làm từ Niken oxyhydroxit;
- Bản cực âm sử dụng hydro đƣợc hấp thụ từ hydride kim loại;
- Màng ngăn thì đƣợc làm từ giấy hoặc màng bọc, dùng để ngăn cách bản cực dương và bản cực âm, ngăn ngừa sự tiếp xúc và hiện tượng đoản mạch;
Hệ thống truyền lực
Hình 2.29: Hệ thống dẫn động trên e điện VinFast
Hệ thống truyền lực đóng vai trò quan trọng trong việc truyền năng lượng từ động cơ điện đến bánh xe, giúp xe điện vận hành trên đường Hệ thống truyền lực cơ bản thường gồm: pin hoặc bộ truyền lực, động cơ điện và bộ điều khiển Pin cung cấp năng lượng cho động cơ, còn bộ điều khiển quản lý lưu lượng điện để điều chỉnh tốc độ và di chuyển của xe Cuối cùng, động cơ điện chuyển hóa năng lượng điện thành chuyển động, giúp xe di chuyển qua hệ thống truyền động.
Cấu tạo động cơ xe ô tô điện đơn giản hơn nhiều so với động cơ đốt trong khác trên ô hiện nay Không sử dụng các thành phần, chi tiết phức tạp nhƣ xilanh, bánh răng, piston, hệ thống lọc nhiên liệu, trục khuỷu… Năng lƣợng điện từ motor điện đƣợc truyền thẳng đến bánh xe qua hệ thống truyền động để chúng di chuyển và từ trường quay này làm cho router quay Động cơ điện hiện nay sử dụng điện xoay chiều
Động cơ điện sử dụng nguồn điện một chiều, sau khi đi qua bộ biến tần sẽ được chuyển thành dòng điện ba pha Dòng điện này sẽ tạo ra từ trường quay, kết hợp cùng bánh răng và bộ giảm tốc giúp truyền lực tới bánh xe, tạo nên chuyển động cho xe điện.
Tất cả các động cơ quay phải có từ trường thay đổi để tạo ra chuyển động quay và tạo ra momen quay Động cơ chải thực hiện điều này bằng cách bật và tắt các cuộn dây một cách cơ học khi rotor quay Động cơ cảm ứng xoay chiều không có chổi than; thay vào đó, họ sử dụng dạng sóng AC để thay đổi từ trường trong động cơ và tạo ra momen xoắn
Bộ biến tần giúp chuyển đổi dòng điện một chiều trực tiếp từ pin thành dòng điện xoay chiều trong stato của động cơ Các sóng điện được tạo ra lệch pha nhau 120 độ, hình thành nên từ trường quay bên trong stato Từ trường này tạo nên dòng điện trong rôto Ngược lại, dòng điện cảm ứng trong rôto lại sinh ra từ trường thứ hai có chiều ngược với từ trường của stato Sự tác động ngược chiều giữa hai từ trường tạo nên mô-men quay của động cơ.
Hình 2.30: Hệ thống truyền động điện (EDS)
Electric Drive System (EDS) đƣợc gọi là hệ thống truyền động điện Hệ thống này chính là cầu nối để truyền tải momen từ động cơ đến các bánh xe để tạo ra động năng giúp xe chuyển động Không nhƣ xe xăng hay diesel, các hệ thống truyền động trên xe điện VinFast sử dụng điện nên sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn rất nhiều so với các dòng xe khác và cũng không thải ra khí CO2 nên rất an toàn cho môi trường Một thiết kế của tương lai
Hệ thống truyền động điện bao gồm:
Bộ biến tần (E-Motor Controller)
Bộ giảm tốc (Bộ bánh răng xoắn, vi sai, Khóa đỗ xe)
Hình 2.31: Hệ thống EDS phí trư c
1 Motor điện; 2 Biến t n; 3 HV-Wiring; 4 Giảm tốc; 5 Khó đỗ xe b) EDS phía sau
Hình 2.32: Hệ thống EDS phía sau
Tương tự, EDS phía sau rất là giống EDS phía trước, điểm khác biệt duy nhất là EDS phía sau không có cơ cấu và bộ truyền động khóa đỗ xe
EDS phía sau quay theo hướng ngược lại so với EDS phía trước, cơ bản là do hướng lắp trong xe
53 c) Các thành ph n cơ bản c a EDS
Hình 2.33: Thành ph n hệ thống EDS
1 Vỏ Stator phía sau; 2 Bộ lắp ráp Rotor; 3 Bộ lắp ráp lõi Stator; 4 Vỏ Stator bên trong; 5 Vỏ Stator bên ngoài; 6 Vỏ điều khiển phía trên; 7 PCBA; 8 Vỏ điều khiển phí dư i; 9 Hộp số giảm tốc; 10 Vỏ truyền động; 11 Bộ kích hoạt đỗ e điện; 12
Cơ cấu hó đỗ xe
Dễ thấy, ƣu điểm vƣợt trội của động cơ điện là không thải ra khí CO2 từ các nhiên liệu đốt và gây hại môi trường Ngoài ra, động cơ điện còn cho phép chúng ta sử dụng các phương pháp điều khiển tiên tiến hiện nay để điều khiển động cơ, cho thấy những ƣu điểm vƣợt trội về khả năng điều khiển, quản lý từ đó nâng cao chất lƣợng động học của xe ô tô điện
Bên cạnh đó, động cơ điện sẽ tạo cảm giác dễ chịu khi điều khiển do không có tiếng ồn phát ra khi di chuyển Đặc biệt, động cơ điện có hiệu suất vận hành tốt hơn rất nhiều so với động cơ đốt trong
54 Động cơ điện có khả năng đáp ứng momen xoắn một cách chính xác và nhanh gấp khoảng 100 lần so với động cơ đốt trong Mỗi bánh xe còn có thể sử dụng hai hoặc bốn động cơ trong bánh xe, còn động cơ đốt trong thông thường chỉ được một động cơ đốt trong
Tích hợp động cơ vào bánh xe giúp đơn giản hóa cấu trúc cơ khí của ô tô điện, nhưng quan trọng hơn là cho phép điều khiển bánh xe độc lập Điều này đem lại sự linh hoạt cao hơn trong việc kiểm soát chuyển động của xe.
Ngoài ra, động cơ trên xe ô tô điện có thể tính toán chính xác momen điện từ của động cơ bằng cách đo các thông số về dòng điện và điện áp từ động cơ Điều này làm khả năng tính toán và điều khiển trở nên dễ dàng và chính xác hơn từ tác động giữa bánh xe và mặt đường Có khá nhiều loại motor hiện nay được áp dụng trên ô tô điện
2.2.3.1 Motor DC có chổi than
Xe điện sử dụng đa dạng động cơ điện Động cơ DC có chổi than, một dạng động cơ đơn giản, được dùng rộng rãi trong nhiều ứng dụng do dễ bảo trì, chi phí thấp và hiệu suất cao Động cơ này thường được cấp nguồn điện xoay chiều, có hiệu suất cao và được sử dụng làm động cơ kéo Dựa vào cấu tạo nam châm, động cơ DC có chổi than được chia thành hai loại phổ biến: nam châm vĩnh cửu và nam châm điện.
Cấu tạo c a motor DC có chổi than
Hình 2.35: Cấu tạo DC Motor DC có chổi than
Mô tơ DC chổi than có thể có stato bằng nam châm vĩnh cửu hoặc bằng cuộn dây điện từ Trong ứng dụng công nghiệp, thông dụng hơn cả là loại stato nam châm vĩnh cửu, còn gọi là mô tơ DC nam châm vĩnh cửu (PMDC) Rô tơ gồm các cuộn dây quấn quanh lõi sắt có rãnh và được lắp trên cổ góp Khi rô tơ quay, chổi than sẽ tiếp xúc với cổ góp, cung cấp dòng điện cho các cuộn dây.
Hoạt động của Hệ thống truyền lực
Tương tự như bao xe điện khác, VinFast VF8 có cho mình 4 chế độ để điều khiển hoạt động xe nhƣ sau:
- Số N (Neutral): Trạng thái tự do
- Số D (Drive): Số tiến/ Số lái
2.3.1 Parking (P) Ở trạng thái này, xe sẽ ngắt điện vào motor và kích hoạt phanh tay điện tử nên khi ta đạp ga thì xe cũng sẽ không chạy
Phanh tay sẽ tự động ngắt khi chuyển từ P sang D, R hay số N
2.3.2 Reverce (R) Ở trạng thái này, khi nhấn xe sẽ đổi chiều dòng điện làm motor quay ngƣợc giúp xe đi lùi
Ta chỉ có thể chọn lùi xe khi xe đang đứng yên ở vị trí N hoặc P và bất cứ khi nào tốc độ di chuyển của xe nhỏ hơn 8 km/h
Trong trường hợp người lái chọn số lùi từ vị trí N hoặc P nhưng bàn đạp ga đang đƣợc nhấn thì sẽ không có mô-men xoắn nào đƣợc truyền đi cho đến khi nhả bàn đạp ga để đảm bảo an toàn
Khi xe ở vị trí N, không có momen xoắn nào đƣợc truyền động cơ và biến tần sẽ ở chế độ chờ
Phanh phải đƣợc sử dụng khi chuyển từ số N sang Lái hoặc Lùi thì yêu cầu chuyển số mới đƣợc chấp nhận
Số D có thể đƣợc sử dụng bất cứ khi nào xe đứng yên hoặc di chuyển về phía trước Số D cũng được kích hoạt nếu yêu cầu tốc độ lùi nhỏ hơn 8 km/h
Khi xe ở vị trí N lâu hơn 1 giây và đang di chuyển với tốc độ chậm hơn 1 km/h, yêu cầu phải nhấn bàn đạp phanh, nhả ga và chuyển sang số R hoặc D.
Nếu xe đang đứng yên ở vị trí P hoặc N mà khi ta muốn chuyển qua số D nhƣng bàn đạp ga đang đƣợc nhấn, sẽ không có momen xoắn nào đƣợc truyền đi cho đến khi nhả ga để đảm bảo an toàn cho hành khách
2.3.5 Yêu c u chuyển số bị chối
Một số trường hợp nhất định thì yêu cầu chuyển số sẽ bị từ chối để không làm ảnh hưởng tới hoạt động của xe dẫn tới hư hỏng, thậm chí ảnh hưởng anh toàn cho hành khách, đến khi các điều kiện yêu cầu đƣợc đáp ứng thì sẽ đƣợc chuyển số Khi yêu cầu bị từ chối thì một cảnh báo âm thanh sẽ phát ra để thông báo sự lựa chọn không hợp lệ tới người lái
VinFast VF8 cung cấp 3 chế độ lái xe có thể lựa chọn sau:
Sự khác biệt giữa 3 chế độ là lƣợng năng lƣợng tiêu thụ của hệ thống quản lý nhiệt:
Ở chế độ Sport, hệ thống quản lý nhiệt sẽ hoạt động toàn diện để duy trì độ ẩm và nhiệt độ mong muốn bên trong xe, đồng thời kiểm soát nhiệt độ của pin ở khoảng hoạt động bình thường.
- Chế độ phạm vi giảm tiêu thụ điện năng của xe bằng cách sửa đổi các chiến lƣợc quản lý nhiệt; nó cho phép pin HV hoạt động trong phạm vi nhiệt độ danh nghĩa rộng hơn, giúp giảm năng lượng tiêu thụ để làm mát và sưởi ấm cho pin;
97 nó hạn chế khả năng sưởi ấm và làm mát cabin, làm giảm năng lượng sử dụng của máy nén AC, bộ sưởi PTC và động cơ quạt gió; hiệu suất và hành vi của hệ thống truyền lực không bị ảnh hưởng Khi chế độ Phạm vi được chọn, nó vẫn hoạt động cho đến khi chế độ Chuẩn đƣợc chọn lại
Hệ thống kiểm soát độ bám đường làm giảm mô men xoắn của động cơ để giảm độ trượt của lốp sau trong quá trình tăng giảm tốc Kiểm soát độ bám đường hoạt động bằng cách so sánh tốc độ lốp trước (được đo bằng Hệ thống chống bó cứng phanh trước ABS, cảm biến tốc độ bánh xe) với tốc độ lốp sau (được đo bằng tốc độ động cơ và hộp số, hoặc bằng cảm biến tốc độ bánh xe ABS phía sau) Kiểm soát độ bám đường được tự động bật mỗi khi xe vào số D Xe giám sát tốc độ bánh xe và kiểm soát mô men xoắn của động cơ để giảm thiểu hiện tƣợng trƣợt bánh xe
Mô-men xoắn truyền động không hạn chế khả dụng khi:
- Hệ thống đang ở chế độ truyền động
- Trạng thái pin và biến tần đều ổn
- Bộ chọn bánh răng nằm trong ở vị trí D hoặc R và phanh đỗ điện tử đƣợc giải phóng
- Mô-men xoắn truyền động bị hạn chế nhƣng có sẵn nếu: nhiệt độ của pin và/hoặc biến tần điều khiển nằm ngoài giới hạn xác định; biến tần mất liên lạc với Pin
Phanh tái sinh là một cơ chế phục hồi năng lượng làm chậm phương tiện đang chuyển động bằng cách chuyển động năng của nó thành dạng có thể sử dụng ngay lập tức hoặc lưu trữ cho đến khi cần thiết
Hệ thống phanh tái sinh bao gồm hai giai đoạn:
Kiểm soát lực kéo tái tạo (RDC) và Kiểm soát phanh tái tạo (RBC)
- Hệ thống kiểm soát lực kéo tái tạo (RDC) chuyển đổi động năng của xe khi người lái nhả chân ga
- Hệ thống kiểm soát phanh tái tạo (RBC) tạo ra lực phanh và năng lƣợng khi đạp phanh
Phanh tái tạo hoạt động trên nguyên tắc động cơ điện cũng có thể hoạt động nhƣ một máy phát điện Điều này đặt một tải lên động cơ, do đó cung cấp thêm tác dụng phanh
Biến tần truyền động chuyển đổi lệnh mô men xoắn tái sinh thành dạng sóng điện áp và dòng điện 3 pha thích hợp để tạo ra mô men xoắn này trong động cơ một cách hiệu quả nhất Lệnh mô men xoắn có thể là số dương hoặc số âm Khi mô men xoắn đƣợc sử dụng để làm chậm xe, năng lƣợng sẽ đƣợc trả lại cho pin để tạo ra lực phanh tái sinh
Lƣợng động năng đƣợc chuyển hóa thành điện năng luôn nhỏ hơn 100% do ma sát trong động cơ, hệ truyền động và điện trở Hệ thống phanh đĩa thường được sử dụng cùng lúc với phanh tái sinh, điều này để tối đa hóa lƣợng động năng thu đƣợc
Phanh ở tốc độ thấp không sử dụng hệ thống phanh tái sinh nhiều nhƣ ở tốc độ cao Phanh tái sinh làm giảm tải do đó làm giảm độ mài mòn của hệ thống
QUY TRÌNH THÁO LẮP ĐỂ BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE VINFAST VF-8
Quy trình tháo động cơ điện
Bước 1: Tháo trục dẫn động bánh trước (bên trái)
Bước 2: Tháo trục dẫn động trung gian phía trước
Bước 3: Mở khóa và ngắt kết nối đầu nối điện cao áp (1) ra khỏi PDU
Bước 4: Nhả kẹp đầu nối điện cao áp (2)
Máy nén hệ thống điều hòa không khí bản VN
Bước 5: Mở khóa và ngắt kết nối đầu nối điện (1)
Bước 6: Mở khóa và ngắt kết nối đầu nối điện áp cao (2)
Bước 7: Tháo 3 bu lông (1) Mô men xoắn: 28Nm
Bước 8: Tháo máy nén hệ thống điều hòa không khí (2) và treo sang một bên bằng dây hoặc móc phù hợp Không làm căng các đường ống
Máy nén hệ thống điều hòa không khí bản Mỹ/Châu Âu
Bước 9: Mở khóa và ngắt kết nối đầu nối điện (1)
Bước 10: Mở khóa và ngắt kết nối đầu nối điện áp cao (2)
Bước 11: Tháo 4 bu lông (1) Mô men xoắn: 28Nm
Bước 12: Tháo máy nén hệ thống điều hòa không khí (2) và treo sang một bên bằng dây hoặc móc phù hợp Không làm căng các đường ống
Bước 13: Mở khóa và ngắt kết nối đầu nối điện (1) khỏi bộ chấp hành phanh đỗ
Bước 14: Nới kẹp (1) khỏi ống xả động cơ điện
Bước 15: Tháo ống xả động cơ điện và dịch nó sang một bên
Lưu ý: Nguy cơ cho môi trường
- Gom và loại bỏ chất lỏng rò rỉ
- Tuân thủ các quy định thải bỏ của quốc gia
Bước 16: Nới kẹp (1) khỏi ống nạp động cơ điện
Bước 17: Tháo ống nạp động cơ điện và dịch nó sang một bên
Lưu ý: Nguy cơ cho môi trường
- Gom và loại bỏ chất lỏng rò rỉ
- Tuân thủ các quy định thải bỏ của quốc gia
Lưu ý khi tháo: Đỡ cụm động cơ điện bằng một giá kích bộ truyền động/động cơ điện
Bước 18: Tháo đai ốc (1) Mô men xoắn: 100 Nm
Bước 19: Tháo 2 bu lông (2) Mô men xoắn: 100 Nm
Bước 20: Tháo đai ốc (1) Mô men xoắn: 100 Nm
Bước 21: Tháo 2 bu lông (2) Mô men xoắn: 100 Nm
Bước 22: Thận trọng hạ giá kích bộ truyền động/động cơ điện cho đến khi có thể tiếp cận đầu nối điện (1)
Bước 23: Mở khóa và ngắt kết nối đầu nối điện (1) của bộ điều khiển điện
Bước 24: Tháo động cơ điện ra khỏi khoang động cơ
Bước 1: Tháo khung phụ sau
Bước 2: Tháo trục dẫn động trung gian phía sau
Bước 3: Tháo trục dẫn động bánh sau (bên phải)
Bước 4: Để nhấc động cơ điện ra khỏi bàn nâng, gắn bộ dây nâng vào động cơ điện tại những điểm (1) nhƣ hình
Bước 5: Tháo và bỏ bu lông chịu nhiều mô men xoắn (1) Chỉ thay bằng linh kiện mới, mô men xoắn – lần đầu: 88 Nm
Bước 6: Tháo và bỏ bu lông chịu nhiều mô men xoắn (1) Chỉ thay bằng linh kiện mới, mô men xoắn – lần đầu: 88 Nm
Bước 7: Tháo và bỏ bu lông chịu nhiều mô men xoắn (2) Chỉ thay bằng linh kiện mới, mô men xoắn – lần đầu: 186 Nm
Bước 8: Kết nối bộ dây nâng vào một giàn nâng có bánh xe và tiến hành nâng động cơ điện (1) lên khỏi khung phụ.
Quy trình tháo lắp trục
3.2.1 Tr c dẫn động bánh trư c (bên trái)
Bước 1: Tắt hệ thống HV
Bước 2: Tháo tấm chắn bùn phía trước bên dưới
Bước 3: Tháo thanh giằng ngoài phần nối trục lái tại cam lái (bên trái)
Bước 4: Tháo thanh điều khiển dưới phía trước tại cam lái (bên trái)
Bước 5: Tháo và bỏ đai ốc chịu nhiều mô men xoắn (1) Chỉ thay bằng linh kiện mới, mô men xoắn: 280 Nm
Bước 6: Kéo cụm phanh (1) ra ngoài để nhả trục dẫn động (2) ra khỏi moay ơ
Bước 7: Dùng dụng cụ tháo cụm trục dẫn động (1) để tháo cụm trục dẫn động bánh trước bên trái ra khỏi cụm hộp số
Bước 8: Tháo cụm trục dẫn động (2) ra khỏi xe Sau khi tháo cụm trục dẫn động, che đậy các lỗ hở trên cụm hộp số, ngăn không để tạp chất xâm nhập
Lưu ý: Nguy cơ cho môi trường
- Gom và loại bỏ chất lỏng rò rỉ
- Tuân thủ các quy định thải bỏ của quốc gia
3.2.2 Tr c dẫn động bánh sau (bên trái)
Bước 1: Tắt hệ thống HV
Bước 2: Tháo cam bánh xe sau (bên trái)
Bước 3: Tháo trục dẫn động (1) ra khỏi trục dẫn động trung gian phía sau (2)
Bước 4: Tháo cụm trục dẫn động (1) ra khỏi xe Sau khi tháo cụm trục dẫn động, che đậy các lỗ hở trên trục dẫn động trung gia phía trước để ngăn không cho tạp chất xâm nhập
Lưu ý: Nguy cơ cho môi trường
- Gom và loại bỏ chất lỏng rò rỉ
- Tuân thủ các quy định thải bỏ của quốc gia
