Nghiên cứu tính thân thiện của xe Điện và xe sử dụng Động cơ Đốt trong Đối với môi trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHÓ HÔ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN Nin MON: PHUONG PHAP LUAN NGHIEN CUU KHOA HOC DE CUONG NGHIEN CUU Đề tài: Nghiên cứu tính thân thiện của xe điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHÓ HÔ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN

Nin MON: PHUONG PHAP LUAN NGHIEN CUU KHOA HOC

DE CUONG NGHIEN CUU

Đề tài: Nghiên cứu tính thân thiện của xe điện và xe

sử dụng động cơ đốt trong đổi với môi trường

Lớp học phan: DHOT16B - 420300319837 Nhóm: 12

GVHD: TS TRAN THI THANH NHA

Thành phó Hỗ Chí Minh, tháng 11 năm 2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHÓ HỖ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN

Nin

MON: PHUONG PHAP LUAN NGHIEN CUU KHOA HOC

DE CUONG NGHIEN CUU

Đề tài: Nghiên cứu tính thân thiện của xe điện va xe sir dung dong co dot trong đôi với môi trường

Thanh pho H6 Chi Minh, ngay 03 thang 11 nam 2022

KHOA KHOA HOC CƠ BAN

TO GIAO DUC HOC

BAN CHAM DIEM TIEU LUAN CUOI KHOA

(DE CUONG NGHIEN CUU) Hoc ky 1 nam hoc 2020 - 2021

Lop: Nhóm

Đề lài:

Điểm tiểu luận nhóm

CLOs Nội dung Nhận xét Điểm

quan tài Dàn ý /0.25

CL2 liệu

(L5) | Nội dung /1.25 Thiết kế nghiên cứu /0.25 Phương

pháp | Phương pháp nghiên cứu /1.25

dân và | các trích dân trong bài /0.25 CL4 tài liệu | Trình bày trích dân trong

tham | bài /0.25 khảo Sô lượng/ chat lượng tải

(2) liệu tham khảo /0.25 Trỉnh bày danh mục

TLTK /0.50

Tổng điểm (a)

/9.00

2.2 Mục tiêu cụ thể: 0c n2 Lr TH ng re 7

EN*ẻ lối na 7

4 Đối tượng và phạm yi nghiên cứu - - 5:55 th t2 E222 rrErrrrrrrrkrrkrrrrrrrrrrrre 8 4.1 Đối tượng nghiên cứu: 5c 2222 Là S2 ch eo 8 4.2 Pham vi 2 nh ốc ố 8

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu 25-552 S2SScS2crrecrtrerkxrrrtkrrrtrrrrrrrrrrree 8 5.1 Ý nghĩa khoa học c5 cà 2 tr TT ng ng ng re 8 5.2 Ý nghĩa thực tiễn: 5c 2 tàn HH ng co 8

' 9®) nh 8 IS Ồ" 8 1.2 Xe sử dụng động cơ đốt trong 5 cà trọng 11

2 Các nghiên cứu trước đó có liên Q411 5-2 1 33x nén th Tến Hà TH TH TH HT nh ky TH 13 2.1 Khảo sát lượng phát thải ô nhiễm từ xe sử dụng động cơ đốt trong 13 2.2 Khảo sát mức độ phát thải ô nhiễm của xe điện à- 2 nntcrrrerrrrrrrrrrrree 14 2.3 So sánh lượng phát thải của xe điện và xe sử dụng động cơ đốt trong đối với môi trường

14

2.4 Dự kiến để khắc phục sự ô nhiễm môi trường do các phương tiện trên gây nên

3 Những khía cạnh chưa được đề cập trong các nghiên cứu trước đó ccs-cse¿

TIL, NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP c5 2S 22L 22v EHtHHgx 11x21 c1 errrrereeree 16

1 Thiết kế nghiên cứu 2-52-2722 H2 HH re 16

Qe COM na 3 17

3 Thiết kế nội dung để thu thập thông tỉn - -5 2 5c tt tre 17

4.) MO him nghién tru oo 17

5 Phuong phap nghién curu oo cece 17

a Quy trình thu thập đữ liệu - . nh HT ke 17

vi na 18

CẤU TRÚC DỰ KIÊN CỦA LUẬN VĂN ào nh ng HH n1 co 18

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU -25-252c 22c 2 TH ng t2 series 19 ).9?8/19/089-9801090057.078.4/7 00018 6 44134“4,,H, ,., 20

IV 18519911 0A415 00025 .43:ố,H ,., )à, )HÀH,., 20

IV 18013009) )0167 91007187 -‹+dÄậâ4ỤH R 20 108019257 - ix.ấA H.), , HHH 21

NGHIÊN CỨU TÍNH THÂN THIỆN CỦA XE ĐIỆN VÀ XE

SU DUNG DONG CO DOT TRONG DOI VOI MOI

TRUONG

I PHAN MO DAU

1 Ly do chon dé tai

Trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay một trong những vấn

đề cấp thiết đặt ra là thực trạng ô nhiễm môi trường Đây không chỉ là vấn đề của một quốc gia hay một khu vực, mà còn là mối quan tâm chung của toàn thế giới Quá trình phát triển của nên kinh tế - xã hội của nhân loại đã và đang gây ra những tác động to lớn đối với môi trường, làm biến đổi môi trường sống của con người và có xu hướng ngày càng xuống cấp tram trong Do la su biến đổi của khí hậu, nóng lên toàn cầu, hiệu ứng nhà kính, sự suy giảm tầng ôzôn, mưa axit đặc biệc là ô nhiễm không khí do ô tô gây ra Vì thế giải pháp hàng đầu được đặt ra dé cai thiện chất lượng không khí chính là tăng cường sử dụng các phương tiện được trang bị công nghệ thân thiện với môi trường Thấu hiểu được tầm quan trọng của việc sử dụng các sản phẩm công nghệ an toàn với môi trường nhóm 12 quyết định chọn đề tài: “ Nghiên cứu tính thân thiện của xe điện và xe sử dụng động cơ đốt trong đối với môi trường” để có cái nhìn tổng quan về sự ảnh hưởng của xe điện và xe sử dụng động cơ

đốt trong đối với môi trường và thông qua đó tìm ra các giải pháp giúp bảo vệ môi trường

2 Mục tiêu nghiền cứu

- _ Nguyên nhân nào làm cho xe điện và xe sử dụng động cơ đốt trong gây ảnh hưởng

đến môi trường?

- _ Làm thế nào đề hạn chế ô nhiễm môi trường do xe điện và xe sử dụng động cơ đốt trong gây ra?

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đôi tượng nghiên cứu:

Tính thân thiện đối với môi trường của xe điện và xe sử dụng động cơ đốt trong 4.2 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu: tại Việt Nam và một số quốc gia khác

Thời gian nghiên cứu, tìm kiếm tài liệu bắt đầu từ ngày 29/09/2022 Thời gian tiễn

hành nghiên cứu từ ngày 29/09/2022 đến ngày 04/11/2022

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu

5.1 Y nghĩa khoa học

Khảo sát tính thân thiện của xe sử dụng động cơ đốt trong và xe điện đôi với môi trường và tìm ra một số giải pháp để hạn chế sự ô nhiễm môi trường do các loại xe gây ra 5.2 Ý nghĩa thực tiễn:

Thông qua việc nghiên cứu khảo sát tính thân thiện của xe điện và xe sử dụng động

cơ đột trong đôi với môi trường đề đê xuât một sô giải pháp đề cải thiện xe điện và xe máy làm hạn chê được sự ảnh hưởng của các phương tiện này đôi với môi trường trong bôi cảnh hiện nay

Il TONG QUAN TAI LIEU

1 Cac khai niém

1.1 Xe điện

Xe điện hay EV là một phương tiện giao thông sử dụng một hoặc nhiều động cơ điện

để tạo lực đây Xe điện có thê sử dụng bộ gom dòng, với điện từ bên ngoài xe, hoặc có thê chạy tự động bằng pin (đôi khi được sạc bằng tâm quang năng, hoặc bằng pin nhiên liệu hay máy phát điện) Xe điện bao gồm tàu và xe đường bộ, xe mặt nước và xe dưới nước, máy bay điện và tàu vũ trụ điện

Cách thức vận hành của xe điện: phụ thuộc vào loại pin mà xe sử dụng Tuy nhiên, theo tông quan, xe điện hoạt động theo nguyên lý lẫy năng lượng từ các viên pin với số

lượng nhiêu, nguôn điện sẽ được chuyên hóa từ I chiêu sang 3 chiêu sau đó cung câp năng lượng đó cho động cơ đề xe hoạt động Khi dừng lại hay giảm tốc độ thì động cơ sẽ phát ra năng lượng và truyền ngược lại pin

Phân loại xe điện: được chia làm 4 loại phổ biến:

Xe điện chạy bịn (BEV): BEV là loại xe điện chạy hoàn toàn bằng pin Loại xe này chỉ

có một nguồn năng lượng duy nhất là pin, không có động cơ xăng Các viên pin này có dung lượng cao, lưu trữ năng lượng đủ để có thể chạy và được sạc lại thông qua nguồn điện bên ngoài

Xe dién hybrid plug-in (PHEV): PHEV 1a loai xe điện kết hợp dùng năng lượng điện từ pin và từ động cơ xăng hoặc diesel Xe điện PHEV có thê nhận năng lượng pin ngay chính từ động cơ trên xe, song song với sạc từ nguồn ngoài So với BEV, viên pin của

xe điện PHEV có dung lượng nhỏ hơn, nên nếu cần di chuyển xa bằng PHEV thì gần như là bạn phải vừa dùng pin vừa dùng xăng hoặc dâu

Xe điện lai không phích cắm (HEV): Xe điện HEV gần như giống với xe điện HPEV, vừa dùng nhiên liệu điện vừa dùng nhiên liệu xăng Tuy nhiên nhiên liệu điện của loại

xe này không thể được cắm sạc từ nguồn ngoài, mà được tạo ra từ “phanh tái tạo” - tức chuyền nhiệt năng từ phanh xe thành điện năng

Xe điện sử dụng pin nhiên liệu (FCEV): ECEV - xe điện được chạy bằng viên pin nhiên liệu Pin nhiên liệu là loại pm được tạo ra từ khí oxi và hydro nén, các khí này có sẵn trong môi trường tự nhiên, nên khi sử dụng chúng sẽ không tạo ra bất cứ vấn đề nào về

khí thải

Ưu điểm:

Tiết kiệm được chi phí nhiên liệu: Chi phí khi xe chạy băng điện ít hơn so với xe chạy

bằng nhiên liệu thường Chỉ phí cho mỗi dặm chạy bằng điện ít hơn đáng kế so với khí

đốt và bạn có thê để dàng sạc xe ngay tại nhà riêng của mình mà không cần phải đến bat

kì một trạm sạc nào Nhiều nơi làm việc và trung tâm mua sam cũng có chỗ sạc xe miễn phí cho bạn Mặc khác, nếu chính phủ xây dựng các trạm sạc miễn phí hoặc bạn sử dụng nguồn năng lượng Mặt Trời cho các viên pin thì số tiền phải bỏ ra cho nhiên liệu lại càng giảm sâu hơn nữa

It hu hong va dé dang bao tri xe: xe điện chạy bằng ắc — quy và không cần động cơ cơ hoc dé chạy Mặt khác, xe điện không cần trang bị các linh kiện đi kèm với động cơ đốt trong Điều này giúp giảm chi phí liên quan đến những bộ phận như bu-gi, bộ loc dau,

bơm, van, và các thiết bị liên quan khác Bên cạnh đó, khi sản xuất, các hãng cũng sẽ đảm bảo độ bền cho các viên pin của pin trong khoảng vài năm

- Dễ dàng đăng ký sử dụng: Trước tình hình xe điện, đặc biệt là ô tô điện vẫn đang còn chưa được sử dụng phô biến thì một số chính phủ và quốc gia đã đưa ra các gói hỗ trợ tối ưu nhất trong quá trình mua, sử dụng xe cho người dân Điều này là hoàn toàn cần thiết để khuyến khích việc ø1a tăng loại phương tiện thân thiện với môi trường nay -_ Giảm sự phụ thuộc xăng, dầu từ nước ngoài cho quốc gia: Một vài quốc gia do thiếu tài nguyên nên hầu như phải phụ thuộc vào nguồn cung xăng, dầu ở nước ngoài Nếu xe điện được đưa vào sử dụng rộng rãi thì áp lực này sẽ giảm xuống vì năng lượng được

dùng cho xe có thẻ tái tạo và lây từ chính quốc gia đó

- _ Lý tưởng cho lái xe tại đô thị: Đối với cư dân đô thị, loại xe có thể sạc là một lựa chọn hợp lý Nếu xe chạy băng khí đốt chạy hiệu quả hơn trên đường cao tốc thì những chiếc

xe điện thê hiện ưu điểm vượt trội khi chạy trong thành phố Nếu bạn sống ở đô thị, việc

có một chiếc xe điện sẽ rất tiện lợi

Nhược điểm:

- Pham vi chay khong nhat quan: Mỗi chiếc xe điện đều có phạm vi chạy được nhà sản xuất ước tính nhưng con số này rất khó đạt được trong điều kiện lái xe thực tế Phạm vi ước tính được thực hiện bởi một người lái xe chuyên nghiệp với sự kiên nhãn cao va trong điều kiện hoàn hảo, điều này không phản ánh những gì xảy ra trong điều kiện thực

tế

- _ Ví dụ như thời tiết: trong thời tiết lạnh, phạm vi chạy xe có thê giảm tới 40% Do vậy,

xe điện có thê không phải là sự lựa chọn hợp lý cho những người thường phải đi chuyên trong mủa đông lạnh Ngoài ra, xe điện hoạt động tốt hơn khi được sử dụng và lái nhẹ nhàng, những người ít binh tĩnh sẽ đạt hiệu quả thấp hơn nhiều khi chạy loại xe này

- Pham vi chạy tôi đa vẫn còn hạn chế: Ngay cả trong phân khúc 335 dặm - phạm vi tối

đa mà chiếc Model § 100D của Tesla đạt được, con số đó vẫn không thể so sánh với phạm vi mà một chiếc xe hơi 4 xy-lanh điển hình chạy bằng xăng đạt được (trung bình khoảng 370 dặm) Ngoài Tesla, các mẫu xe điện còn lại đều có phạm vi chạy từ 100 đến

278 dặm trên một lần sạc đầy, gây khó khăn cho việc di chuyển hàng ngày Tuy nhiên, hầu hết chúng ta không cần xe chạy được một phạm vi quá xa mà chỉ tầm 30 dặm một ngày

Giá thành mua xe khá đắt: Mặc dù có một số chương trình giảm giá và giảm thuế tín dụng cho người tiêu dùng, giá mua ban đầu cho một chiếc xe điện có thê vượt quá tầm với của người tiêu dùng

1⁄2 Xe sử dụng động cơ đốt trong

Xe sử dụng động cơ đốt trong là phương tiện sử dụng động cơ chuyên hóa năng lượng

từ nhiên liệu thành động năng giúp xe vận hành

Cách thức vận hành của xe sử dụng động cơ đốt trong: Khi hỗn hợp nhiên liệu và không khí được đốt cháy bên trong xi-lanh của động cơ đốt trong, sự gia tăng của nhiệt độ

và áp suất bên trong xi-lanh sẽ đây cho piston di chuyên, chuyên động này làm quay trục khuỷu của động cơ và tạo ra nguôn cơ năng cho toàn bộ chiếc xe

Phân loại xe sử dụng động cơ đốt trong:

Xe sử dụng động cơ xăng: Động cơ xăng là một trong những loại động cơ được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay Hỗn hợp xăng và không khí được nén dưới áp suất cao Cuối kỳ nén, buøi phát ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp đã nén Quá trình cháy sinh lượng nhiệt lớn đây piston tir diém chat trên xuống điểm chết dưới Lúc này, trục khuỷu quay truyền chuyên động tới hộp số rồi tới các bánh xe

Xe sử dụng động cơ diesel: Động cơ diesel hay còn gọi là máy dầu cũng là loại động cơ đốt trong khá phô biến hiện nay Thay vì sử dụng bugi tạo tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp khí nạp ở cuối kỳ nén đầu kỳ cháy, đầu điesel được phun vào buồng cháy

Trong hệ thông động cơ diesel sẽ có thêm bộ phận bugi sưởi Buồng cháy trong động cơ

lạnh nên không khí nén sẽ không đủ nhiệt độ và áp suất cần thiết dé tự cháy Vì vậy, cần phải làm nóng buồng cháy trước khi khởi động

Xe sử dụng động cơ ga hay động cơ khí đốt: Động cơ gas hay động cơ khí đốt khá phô biến trong các động cơ đốt trong ô tô hiện nay Loại động cơ thiết kế với hệ thống buồng đốt hòa trộn, dựa trên cơ sở chỉnh sửa nắp máy, buồng đốt, piston

Hệ thống đường nạp tạo các dòng khí chuyên động liên tục trên đường ống tạo dòng xoáy khi đi vào bên trong buồng đốt giống trên động cơ diesel Hiện sử dụng phô biến trong các loại hình xe tải, xe chở khách

Xe hơi có động cơ sử dụng loại nhiên liệu khác: Ngoài xăng, dầu và khí đốt, xe còn có thé sinh công nhờ LPG, cồn, khí hydro, v.v Mỗi loại có những đặc điểm riêng biệt sau:

e LPG latén viét tắt của Liquefed Petroleum Gas - khí đầu mỏ hóa lỏng, loại nhiên liệu

này được sản xuất vào năm 1990 LPG tạo ra lượng khí thải ít hơn so với xăng nhưng

yêu cầu lượng nhiều hơn để xe di chuyền trên đường Hầu hết các xe chạy bằng xăng

có thể chuyển đổi đề chạy bằng LPG, hệ thống nhiên liệu và thùng chứa riêng Hiện LPG đang được ứng dụng phô biến trong các dòng xe SUV, giúp giảm thiểu chỉ phí vận hành

Hydro: Phải mất một thời gian, nhiên liệu khí Hydro mới có chỗ đứng trên thị trường

xe ô tô Pin nhiên liệu hydro khan hiếm đây giá thành xe lên cao Tuy nhiên, động cơ hydro cung cấp nhiều lợi ích hơn các loại năng lượng EV khác, có thể bơm đây và sử dụng khá lâu mà không lo nước thoát ra từ ống xả Nguyên lý hoạt động của động cơ

là sử dụng hydro từ bình và oxy tạo ra điện chạy động cơ Động cơ đốt trong sử dụng khí hydro hoạt động hiệu quả hơn động cơ điện

Cén: Cén được sử dụng nhiều trong các ứng dụng trước đây và phô biến trong các cuộc đua xe Điểm cộng của nhiên liệu cồn là chỉ số octan cao của metanol Các nhiên liệu cồn khác như: butanol và ethanol cũng có thế sử dụng đề vận hành động cơ đốt trong Đặc biệt, Methanol có năng lượng thấp hơn xăng cần sử dụng nhiều methanol hơn để có được lượng năng lượng tương tự Nhiên liệu này hiện khá rẻ và đễ dàng sản xuất từ khí tự nhiên

Ưu điểm:

Phạm vi đi chuyên lớn: Không giới hạn phạm vi di chuyển, vì tính phố biến của xăng và dầu nên khi năng lượng cạn kiệt bạn chỉ cần vào đồ nhiên liệu vài phút là có thé di chuyên thoải mái

Phù hợp với các loại siêu xe giúp dat tốc độ cực đại nhanh nhất

Sức kéo tốt, vận hành trên mọi địa hình: những xe máy dầu thường sản sinh mô-men- xoăn cực đại cao hơn ngay ở dải vòng tua thấp nên xe có sức kéo lớn hơn, tiện lợi cho việc chở đồ nặng và đi trên các địa hình phức tạp

Giá thành rẻ hơn so với xe điện, đa dạng phân khúc giúp người tiêu dùng dễ dàng chọn lựa