Hiết kế hệ thống cơ Điện tử Đề tài thiết kế sản phẩm cơ Điện tử “xe Đạp Điện

Noi dung hoc tap Tên chủ đề Thiết kế sản phâm cơ điện tử: Xe đạp điện Hoạt động của sinh viễn Noi dung 1: nhiém vu thiét ké Thiết lập danh sách yêu cầu Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ Xác đị

HOC PHAN: THIET KE HE THONG CO DIEN TU

Đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử

“Xe đạp điện”

viên thực hiện: Hoàng Đào Tùng Dương

Dang Truong Giang Pham Truong Giang

Hà Nội

PHIẾU HỌC TAP CA NHAN/NHOM

1 Tên lớp:

Họ và tên thành vĩ

Dang Truong Giang

Pham Truong Giang

Hoang Dao Tung Duong

II Noi dung hoc tap

Tên chủ đề Thiết kế sản phâm cơ điện tử: Xe đạp điện

Hoạt động của sinh viễn

Noi dung 1: nhiém vu thiét ké

Thiết lập danh sách yêu cầu

Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ

Xác định các vấn đề cơ bản

Thiết lập cấu trúc chức năng

Phát triển cấu trúc làm việc

Lựa chọn cấu trúc làm việc

Nội dung 3: Thiết kế cụ thé

Xây dựng các bước thiết kế cụ thê

Tích hợp hệ thống

Phác thảo sản phâm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác Áp dụng các công cụ hỗ trợ: Mô hình hóa mô phỏng, CAD, HIL, đề thiết kế sản phâm

Sản phẩm nghiên cứu: Dáo cáo thu hoạch bài tập lớn

1 Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các

tài liệu tham khảo

2 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

CHUONG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KÉ

À jtrườ

Xe đạp điện thân thiện với môi trường đang là xu hướng trên thế giới ở cả châu Âu, châu Mỹ lẫn châu Á không phải ở trào lưu, mà ở sự tiện lợi cũng như những ưu thế nhất định của nó đối với các loại xe chạy bằng xăng Điều này đặc biệt dé nhận thấy ở Việt Nam khoảng 5 năm trở lại đây, khi xe điện trở thành phương tiện không thê thiếu đối với học sinh, sinh viên, người già và dân công sở Xe đạp điện sẽ tiếp tục bùng nỗ

ng tương lai Xe đạp điện giờ đây không chí đơn thuần là phương tiện giao thông

gọn nhẹ, tiện lợi, thân thiện môi trường, tiết kiệm mà trên cả là phong cách và sở thích

của người dùng Xe đạp điện so với xe máy có cái chất riêng của nó Nhìn những bạn

học sinh, sinh viên đi xe đạp điện cảm giác trẻ trung, đúng độ tuôi lại rất phong cách

Có nhiều lý do khác nhau để người dùng tìm đến xe đạp điện, nhưng dù vì lý do gi thi tương lai, xe đạp điện vẫn sẽ là phương tiện được nhiều người dùng, nhất là giới

ai xe dap dié

Hiện nay xe đạp điện được phân loại cơ bản dựa trên 2 dòng cơ ban là dòng xe chạy

bằng pin và xe chạy bằng ắc quy Xe bằng pin xuất hiện sau và được cải tiễn nhiều so với xe chạy bằng ắc quy Nhưng do giá thành cao hơn do với xe ắc quy mà xe đạp điện chạy ắc quy vẫn được sử dụng rất nhiều và phố biến

xe đạp đệ ứ tụ

Pin lihium còn được biết đến với những cái tên như: Li on, viết tắt là

LIB, la dòng pm được nạp nhiên liệu dựa trên co chế sạc từ nguồn điện Loại pin này

được sử dụng rộng rãi trên nhiều thiết bị công nghệ, đặc biệt trên những chiếc xe điện

hay điện thoại thông minh, máy tính, máy chơi game, máy chụp hình và các thiết bị điện tử khác

Uu diém cua — đạp điện

duongtr -— từng loại

+_ Thời Sạc — tiếng đẩy);

+ Trọng lượng nhẹ;

+_ Tuổi thọ hé tốt khoảngtừ -— năm mới cần mới

Nhược diém cia đạp điện

Quốc đang quốc sản xuất loại lớn nhất thế giới

Xe dap dié tr a d

Uu diém cua ắc

+ thấp

+ thể chuyển chuyên với tốc đệ nhờ điện lớn

+ đạp điện ắc thể đi được đường từ — lần sạc néu được tôi ưu về suất

Nhược điêm của dc

+ Tý lệ khối lượng nhỏ;

duge trién tir — kiểu

+_ Thời Sạc thườngtừ -— tiếng:

+ Trọng lượng lớn, thường gấp — lần OL

Ứ uụ tiaxe dap dié

Xe dap dién đang là xu thế của thời đại tiêu dùng “xanh” và thông minh Những lợi ích

của xe điện đối với người dùng đã khiến các chính phủ và nhiều nhà sản xuất trên thế giới công bé kế hoạch cắt giảm việc bán phương tiện sử dụng nhiên liệu xăng, dau

Và xe điện cũng có rất nhiều lợi ích cho cuộc sống

Xe đạp điện thân thiện với môi trường: Một trong những lợi ích lớn nhất của xe đạp điện là tác động tích cực tới môi trường Cấu tạo của xe điện không có ống xá, qua đó góp phần hạn chế khí thải ra ngoài môi trường, giúp giảm ô nhiễm không khí cục bộ,

đặc biệt ở những thành phố lớn đông dân cư Nhờ việc sử dụng động cơ điện, xe đạp

điện vận hành êm ái, không gây tiếng ồn Đây được coi là một giải pháp hữu hiệu để

sạch chất lượng không khí, giảm ô nhiễm tiếng én, cải thiện chất lượng cuộc sống

và sức khỏe của con người

Xe đạp điện an toàn, giảm thiểu tai nạn: Năng lượng của xe đạp điện đến từ pin, bởi vậy trong quá trình xe hoạt động hoàn toàn không diễn ra quá trình đốt cháy, nhờ đó

xe có khả năng giảm thiểu tối đa nguy cơ cháy nỗ Ngoài ra, những trang bị tự động

thông minh hễ trợ đắc lực trong quá trình lái xe và hệ thống an toàn tiêu chuẩn việc

đưa xe ô tô điện vào sử dụng phố biến có khả năng giảm thiểu các vụ tai nạn xây ra hàng năm, gây thương vong và ách tắc giao thông cục bộ

Xe dién cai thiện trải nghiệm người dùng: Nếu nói về lợi ích của xe đạp điện so với xe

sử dụng động cơ đốt trong thì trực quan nhất là khả năng tiết kiệm chỉ phí toàn diện

Xe đạp điện có chỉ phí vận hành thấp hơn rất đáng kể, bao gồm cả chỉ phi vận hành,

nhiên liệu và sửa chữa Bên cạnh đó, với trang bị tiện nghi hiện đại và nhiều tính năng

hỗ trợ, việc cầm lái phương tiện năng lượng mới sẽ mang đến trải nghiệm thú vị và

vượt trội cho người dùng

Sự phát triển ngành công nghiệp xe đạp điện tạo ra nhiều việc làm mới: Sự phát triển

của ngành xe đạp điện tại Việt Nam dẫn đến việc tạo ra rất nhiều ngành nghề mới.

thị trường đòi hỏi nguồn lực nhân công lớn với trình độ, tay nghề cao Quá trình chuyên đổi này cũng sẽ tạo ra hàng triệu việc làm với mức thu nhập cao hơn cho người Việt, góp phân cái thiện và thay đối chất lượng cuộc sống

Nhiệm

au sắc

àu sắc đơn lẻ, trung tính

Đa dạng các tùy chọn màu sắc

+Có khả năng cách điện

Vật liệu làm bánh:

anh xe co khả năng chiu mai mom

6 dé ma sat cao chống trượt

hiu áp suất cao

ông suất hoạt động:

ông suất hoạt động của động cơ khoảng

W đến ông suất đèn pha: tr W đến

hề độ lái xe phù hợp với địa hình khác nhau

Chế đệ lái xe tiết kiệm pin khi pin gần hết

điện

guôn điện

guén dién sac pin: AC 220V

guén dién ding trong xe: DC từ 60V đến

hire nang an toan

6 2 phanh an toàn trước

ó khả năng chống cháy nỗ khi sử dụng nhiều

hông bị dò điện khi sử dụng dưới trời mưa

Đèn pha chiế hi six dung khi trời tối

hời gian hoạt động

hời gian sặc xe: từ 6h đến §h tự động ngắt khi đầy

hoi gian hoạt động: chạy được tir 80 đến 100km sau mỗi lần sặc

hời gian ba

hời gian bảo hành lốp: 6 tháng đến

Thời gian bảo hành pin: 12thang dén 18 thang hời gian bảo đưỡng: từ 3 tháng đến 6 tháng Hiện thị

ó màn hình hiển thị thông số của xe

CHƯƠNG2: THIẾT KẺ SƠ BỘ

Khối lượng xe: từ 40kg đến 50kg

Công suất hoạt động:

Công suất hoạt động của động cơ: từ 300W đến 400W

Nguôn điện sạc xe: AC 220V

Nguồn điện trong xe: DC từ 60V đến 80V

Có khả năng hoạt động dưới trời mưa

Không bị rò rÍ điện

Chức năng hông mình:

Cảnh báo chống trộm

Thời gian hoat dong:

Thời gian sạc xe: từ 6h đến 8h

Thời gian sử dụng xe: chạy được 80km đến 100km sau mỗi lần sặc Thời gian bảo hành:

Thời gian bảo hành xe: từ 18 tháng đến 2

Thời gian bảo hành pin: từ 8 tháng đến 12 tháng

Xu ly va L _„| Thôngbáo | _ Diéu Khién

Dién nang Biến áp

Lưu trữ điện năng

Bảo vệ hệ

thống điện

Khống chế tốc độ

Chire nang con sac

:

Điện ign nang nã : 1 "mm Chong "hông chập điện chap dia † Đểnnin , ảng noš Ngất điện khi :

-+-5 phanh LT—-_-»| Ngtin — |_—_—_—~ i >

Chức năng con thôn

eet TTT Se ee eee ee eee eee ^s `

Trạng thái xe / `

VÀ ge \

- L-> Chức năngthông | - >| Hien thi \

Chức năng con khởi động xe

ha Ta sees sees ee see eee eee N

\ Nee eee ee eee eee ee ee eee eee ee eee eee - ,

Chức năng con sặc điện

: ——— >

| day AC DC 1

\ 2

Ị

| hind

\ 1 Tín hiệu điêu

I Giim t ; khiên động cơ

lâm toc L+—~y

khiển _ _ _ > Điền khiênđèn _.~ _ _ > F3

hậu I

\ wo DLL ⁄

Khien woe i 3 Đánhlái Digu khién bin | R

Nhận biết khi có người tiếp xúcxe

Giai phap Chức năng

Sặc Lây điện 2 chân đẹt 3 chan det

Ngặt điện khi quá

tải role nhiệt | cầu chỉ

Chong chập điện | ách điện Chông thâm

khi trời mưa eo» oO

Dân động Giảm tộc hệ Hệ giảm tộc

ăn khớp răng vô cấp bánh ra

Truyền động @ Dai r Truc e@

Nhan biet khi co

người tiếp xúc xe |cảm biến |cảm biến

điện dung tiệm cận

Dinh vi Dinh vi

Không chế tốc | Do tốc độ Phương Phương Phương

pháp đo tiếp | pháp đo | pháp đo sử

phản quang | dụng tần số

Phát động di n đạp

Công nghệ | Công nghệ |Công nghệ

phanh đĩa phanh điện

vàng (biến thê 3) Qua đó ta có thê đi đến xét tính kha thi của các biến thé

để đánh giá và so sánh các biến thể Tuy nhiên độ phức tạp và quan trọng của các tiêu chí để đánh giá là khác nhau, vì thế để có thể bao quát và thấy được mức độ quan trọng của các tiêu chí, ta xây dựng một cây mục tiêu Trong cây mục tiêu bao gồm những tiêu chí đặt ra cho biến thể Trong các tiêu chí lớn có những tiêu chí nhỏ hơn được đặt ra Số điểm bên trái (w) là độ quan trọng của tiêu chí đó với tiêu chí lớn hơn, số điểm bên phái (wt) là độ quan trọng của tiêu chí đó với tổng thê hệ thống

6 g danh gid cac bié

a ảng điềm đánh giá các tiêu chí

é

Chuyên đôi AC | Mạch chính lưu tia

Mạch chỉnh lưu cầu

Truyền điện Dây rời

Dây liền

Lưu trữ điện Công nghệ pin lithium

Công nghệ pin niken Công nghệ acqul

Nguyên lý cảm biên điện

Nguyên lý cảm biến tiệm

Công nghệ phanh tang

Công nghệ phanh đĩa

Công nghệ phanh điện tử

Chong bó má Công nghệ ABS

Điêu hướng Đánh lái Co cau ghi đông

Cơ cấu vô lăng

Cân băng xe Nguyên lý tự cân băng

Điêu khiên bánh | Trụ

Banh rang Khong ché tốc | Đo tốc độ Phương pháp đo tiếp xúc

độ

Phương pháp đo phản

Phương pháp đo sử dụng tân số chớp

Phát động di

chuyên

Hiện thị thông báo | Đèn báo Điêu khiến xy | Nut gat

khi trời mưa

xe khi sử | trộm cốp

dụng Nhận

khi có người tiếp xúc xe Định vị

N điện

động cơ

động

Qua quá trình đánh giá ta thấy biến thê số I có điểm đánh giá cao nhất và xếp hạng tong thê tốt nhất Điều đó cơ bản chứng tỏ biến thê 1 được tối ưu tốt nhất đối với các tiêu chí đề ra Bién thé 1 do đó đại diện cho l giải pháp nguyên tắc tốt dé bat đầu giai đoạn thiết kế cụ thê

chức năng tông hợp được, nhóm thiết kế sẽ tiến hành bố trí hình học cho sản phẩm

xe đạp điện bằng việc xây dựng một bản phác thảo biểu thị rõ vị trí hình học tương

đối giữa các khối trong sản phẩm sao cho sản phẩm có thể hoạt động một cách

thuận tiện nhất có thế

Sau khi định hình layout vị cho các bộ phận, ta tiến hành ghép nhóm cho

một số các các cụm bộ phận có chung thiết kế để bố trí trí hình học và có được bố

trí hình học tương quan giữa các layout như

Nhóm8 Nhóm 9

Nhóm 2

Layout thé xe dap dié

Với mỗi nhóm bệ phận thiết kế sẽ có một vài chỉ tiết chung có tương quan

chung cùng thiết kế với nhau Bảng dưới đây thể mô tả một số chức năng và nhiệm

vụ đặt ra cho các nhóm thiết kế:

Nhóm an toàn điện

Cầu chì Rơle

Nhóm hiện thị Vi xử lý

Việc thiết kế và định hình sản phẩm

trình khác nhau từ đó đưa ra được sản

đòi hỏi qua nhiêu khâu và các quy

phẩm hoàn thiện đáp ứng nhu cầu thị

trường và mục tiêu thiết kế ban đâu Quy trình mô tả quá trình này được thực

hiện theo sơ đồ tông quát như sau:

ả ẽắ ế ẩmco khi xe đạp điệ

Qua quá trình xác định layout sơ bộ bản vẽ lắp xe đạp điện được xây dựng

dựa trên bố trí trí không gian thiết kế sao cho phù hợp

3.6 thể hiển chuyển động của xe đạp điện động cơ l quay dẫn động bằng xích truyền động cho hai bánh tạo nên di chuyên Cùng với sự điều hướng của ghi đông dẫn hướng chuyên động cho xe

é é

Khung xe dap dié

là bộ phận quan trọng của xe đạp điện, là nơi chịu lực của máy Độ

cứng vững của máy phụ thuộc nhiều vào độ cứng vững của khung máy Đối với

kết cấu khung máy dành cho xe đạp điện chịu tải trọng lớn nên thiết kế khung máy bằng không gỉ nhằm tiết kiệm về giá cả, dễ tháo lắp và sửa chữa

trong quá trình lắp máy thể chịu tải trọng tối đa là 150 kg

Động cơ xe đạp điệ suất động cơ: 1000W

Xe đạp điện loại 4 12V (điện áp xe là 48V) và dung lượng bình là Ah thì số

kWh cho 1 lan sac sé la: 48 Volts x gid / 1000 =

hất liệu vỏ: nhựa ABS

IC dié énxe dié

Định nghĩa: Board (bo điều tốc), là bệ phận trung tâm giúp tất cả các hoạt động của xe

đạp điện Câu tao: Kha phức tạp, gồm 1 hệp kim loại có hình vuông, bên trong là hệ

thông rất nhiều bo mạch Nguyên lý hoạt động: Board chuyển đôi đòng điện 2 chiều từ pin/bình ắc quy thành dòng điện 3 pha cho các động cơ

hức năng; Điều khiển tay ga xe đạp điện tăng tốc, giảm tốc Kích hoạt bộ chống trộm

Giúp xe bật khóa thông minh, định vi, hiển thị màn hình điện tử Nhận tín hiệu từ các

động cơ như mở khóa, vặn øa, phanh xe, đèn, còi,

hình được sử dụng hiển thị các thông số sau:

han trăm pin

suất: 18 W

trắng