Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình xe ô tô thân vỏ bằng vật liệu Composite, sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng điện phục vụ du lịch (Phần thiết kế)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG PHẠM TẠO NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH XE Ô TÔ THÂN VỎ BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE, SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN PHỤC VỤ DU LỊCH PHẦN THIẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

PHẠM TẠO

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH XE Ô TÔ THÂN VỎ BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE, SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

PHỤC VỤ DU LỊCH (PHẦN THIẾT KẾ)

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Khánh Hòa - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

PHẠM TẠO

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH XE Ô TÔ THÂN VỎ BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE, SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

PHỤC VỤ DU LỊCH (PHẦN THIẾT KẾ)

LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành : Kỹ thuật cơ khí động lực

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Tôi cũng xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả

Phạm Tạo

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện luận văn cũng như để có được kết quả như ngày hôm nay, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, động viên và hướng dẫn của các thầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS Lê Bá Khang, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi cũng xin cảm ơn Quí Thầy/Cô Khoa Sau Đại học, Khoa Kỹ thuật Giao thông, Viện Công nghệ chế tạo Tàu thủy và Xưởng Cơ khí Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi và cung cấp những kiến thức bổ ích để tôi hoàn thành luận văn

Dù đã có nhiều cố gắng nhưng chắc rằng đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót

và có những hạn chế nhất định Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của Quí Thầy/Cô và bạn bè để đề tài hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Khánh Hòa 12/2014

Phạm Tạo

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Ô TÔ THÂN VỎ BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE, SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN 4

1.1 Tổng quan về xe ô tô sử dụng các nguồn năng lượng 4

1.1.1 Lịch sử phát triển ngành công nghiệp ô tô 4

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển về xe ô tô sử dụng năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời 6

1.2 Công nghệ vật liệu trong chế tạo vỏ ô tô 11

1.2.1 Công nghệ chế tạo vỏ ô tô hiện nay 11

1.2.2 Ứng dụng vật liệu mới nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng, vận hành ô tô 13

1.3 Những yêu cầu cấp thiết về môi trường trong việc hướng đến sử dụng ô tô với nguồn năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời 14

1.3.1 Ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ ô tô gây ra .14

1.3.2 Tác hại của các chất ô nhiễm 16

1.4 Kết luận 18

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÔ HÌNH 21

2.1 Tổng quan về ô tô 21

2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế khung, vỏ và các hệ thống ô tô 22

2.2.1 Lực và momen tác dụng lên ô tô trong quá trình chuyển động .22

2.3 Ô tô sử dụng nguồn năng lượng điện, năng lượng mặt trời 27

2.3.1 Ô tô sử dụng năng lượng điện 27

2.3.2 Ô tô sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT) 31

2.4 Vật liệu composite sử dụng chế tạo khung vỏ ô tô .34

2.4.1 Định nghĩa và phân loại 34

2.4.2 Ứng dụng vật liệu composite chế tạo khung vỏ ô tô 36

2.4.3 Cấu trúc vật liệu composite 38

2.4.4 Các thông số cơ bản của nền và cốt 41

2.5 Sử dụng phần mềm chuyên ngành trong tính toán, kiểm nghiệm khung ô tô 41

2.5.1 Các phần mềm phổ biến trong tính toán, kiểm nghiệm khung ô tô 41

2.5.2 Sử dụng phần mềm RDM trong tính toán, kiểm nghiệm khung ô tô mô hình 43

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KHUNG, VỎ VÀ CÁC HỆ THỐNG CỦA Ô TÔ THÂN VỎBẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE, SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN PHỤC VỤ DU LỊCH 45

3.1 Mục đích, yêu cầu và các bộ phận, hệ thống xe mô hình cần tính toán, thiết kế 45

3.2 Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế khung ô tô và các hệ thống 45

3.3 Tính toán, thiết kế khung ô tô 46

3.3.1 Phương pháp chung 46

3.3.2 Tính toán, thiết kế khung ô tô mô hình 47

3.3.3 Tính toán khối lượng khung 52

3.4 Tính toán, thiết kế vỏ 61

3.4.1 Phân tích lựa chọn hình dáng vỏ 61

3.4.2 Thiết kế kỹ thuật vỏ xe .65

3.5 Tính toán, thiết kế hệ thống truyền lực 65

3.5.1 Phân tích và chọn phương án bố trí hệ thống truyền lực cho ô tô thiết kế 65 3.5.2 Phân tích các phương án bố trí hệ thống truyền lực trên ô tô 66

3.5.3 Tính toán và chọn động cơ điện 67

3.5.4 Phân tích, chọn truyền lực chính 73

3.6 Tính toán, thiết kế bộ phận điều khiển động cơ DC 75

3.6.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp 76

3.6.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện trở phần ứng Ru 76

3.6.3 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi từ thông 77

3.6.4 Lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ 77

3.6.5 Bộ phận điều khiển tốc độ động cơ 79

3.7 Tính toán, thiết kế hệ thống phanh 83

3.7.1 Yêu cầu đối với hệ thống phanh 83

3.7.2 Phân tích phương án thiết kế hệ thống phanh chính cho ô tô 84

3.7.3 Tính toán xác định các thông số của hệ thống phanh 87

3.7.4 Tính toán, thiết kế cơ cấu phanh 89

3.7.5 Thiết kế kỹ thuật hệ thống phanh 99

3.8 Tính nguồn điện 99

3.8.1 Xác định các thông số cho bộ nguồn ắc quy 99

3.8.2 Bộ nạp điện 101

3.9 Tính toán, thiết kế hệ thống lái 102

3.9.1 Yêu cầu khi tính toán thiết kế hệ thống lái 102

3.9.2 Phân tích chọn hệ thống lái 103

3.9.3 Chọn hệ thống lái cho ô tô thiết kế 106

3.9.4 Chọn những thông số chủ yếu 107

3.9.5 Thiết kế kỹ thuật hệ thống lái 109

3.10 Phân tích lựa chọn hệ thống treo 109

3.10.1 Nhiệm vụ hệ thống treo 109

3.10.2 Yêu cầu hệ thống treo 109

3.10.3 Chọn hệ thống treo 110

3.10.4 Chọn các bộ phận hệ thống treo 112

3.10.5 Hệ thống treo được chọn 112

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 113

4.1 Kết luận 113

4.2 Kiến nghị 113

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Ô tô đầu tiên trên thế giới chạy bằng động cơ hơi nước 4

Hình 1.2: Ô tô điện đầu tiên trên thế giới 5

Hình 1.3: Ô tô sử dụng năng lượng mặt trời đầu tiên (Sunmobile) 6

Hình 1.4: Xe ô tô sử dụng năng lượng mặt trời của hãng Siemens .6

Hình 1.5: Phân bổ khoản chi cho nghiên cứu ô tô điện tại Hoa Kỳ từ năm 2009 7

Hình 1.6: Xe năng lượng mặt trời của sinh viên ĐH Cần Thơ 9

Hình 1.7: Xe chạy bằng NLMT của ĐH Sư phạm kỹ thuật TP HCM 9

Hình 1.8: Ô tô sử dụng năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời của sinh viên ngành ô tô Đại học Nha Trang 10

Hình 1.9: Mô hình thể hiện lực tác dụng lên vỏ xe khi va chạm phía trước 11

Hình 1.10: Mô hình thể hiện lực tác dụng lên vỏ xe khi va chạm sườn 11

Hình 1.11: Biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm theo hệ số dư lượng không khí λ 14

Hình 1.12: Hiệu ứng nhà kính 18

Hình 2.1: Cấu trúc tổng quát của ô tô 21

Hình 2.2: Lực và momen tác dụng lên ô tô trong quá trình chuyển động lên dốc, tăng tốc (trong mặt phẳng dọc) 22

Hình 2.3: Sự phân bố trọng trọng lượng của xe 23

Hình 2.4: Phản lực của mặt đường lên các bánh xe trước 24

Hình 2.5: Sơ đồ biểu diễn lực kéo 26

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý ô tô điện 27

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của pin lithium-không khí 28

Hình 2.8: Sơ đồ cấu tạo của ATmega32 30

Hình 2.9: Cấu tạo pin mặt trời 32

Hinh 2.10: Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời 32

Hình 2.11: Nguyên lý hoạt động của 1 tế bào pin mặt trời 33

Hình 2.12: Sơ đồ phân loại vật liệu Composite 35

Hình 2.13: Một số dạng cốt thường gặp 35

Hình 2.14: Ô tô với vật liệu composite của hãng TaTa Motors 37

Hình 2.15: Cản ô tô bằng Composite của Công ty SX TM&DV Hợp Long Thành 37

Hình 2.16: Các sản phẩm bằng vật liệu Composite (cản, nội thất) của Công ty TNHH

MTV Hoàng Cương 37

Hình 2.17: Sơ đồ thuật toán của chương trình RDM 44

Hình 3.1: Khung hình chiếc thang 47

Hình 3.2: Khung hình ống rỗng 48

Hình 3.3: Khung gầm liền khối 48

Hình 3.4: Khung gầm liền khối ULSAB 49

Hình 3.5: Khung gầm hình xương sống 50

Hình 3.6: Khung ô tô mô hình thiết kế 53

Hình 3.7: Sơ đồ phân bố các nút trên khung ô tô trong RDM 54

Hình 3.8: Mô hình đặt lực trên khung xương ở chế độ phanh gấp 55

Hình 3.9: Biến dạng của khung xương khi ở chế độ phanh gấp 56

Hình 3.10: Biểu đồ lực dọc ở chế độ phanh gấp 56

Hình 3.11: Biểu đồ lực cắt ở chế độ phanh gấp 56

Hình 3.12: Biểu đồ mô men xoắn ở chế độ phanh gấp 57

Hình 3.13: Biểu đồ mô men uốn ở chế độ phanh gấp 57

Hình 3.14: Biểu đồ ứng suất ở chế độ phanh gấp 57

Hình 3.15: Mô tả lực ly tâm khi ô tô quay vòng 58

Hình 3.16: Mô hình đặt lực ở chế độ quay vòng 58

Hình 3.17: Biến dạng của khung xương ở chế độ quay vòng 58

Hình 3.18: Biểu đồ lực dọc ở chế độ quay vòng 58

Hình 3.19: Biểu đồ lực cắt ở chế độ quay vòng 60

Hình 3.20: Biểu đồ mô mem xoắn ở chế độ quay vòng 60

Hình 3.21: Biểu đồ mô men uốn ở chế độ quay vòng 60

Hình 3.22: Biểu đồ ứng suất ở chế độ quay vòng 60

Hình 3.23: Mô tả lực cản khí động học của ô tô 62

Hình 3.24: Các mẫu ô tô du lịch 4 chỗ ngồi trên thị trườngvỏ bằng vật liệu Composite 64

Hình 3.25: Vỏ ô tô không chịu tải 64

Hình 3.26: Vỏ ô tô chịu nửa tải 65

Hình 3.27: Cấu hình hệ thống truyền lực cho ô tô điện 66

Hình 3.28: Các loại lực tác dụng lên ô tô 68

Hình 3.29: Các loại động cơ điện 70

Hình 3.30: Đường đặc tính cơ của 3 loại động cơ điện 71

Hình 3.31: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều 72

Hình 3.32: Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện 73

Hình 3.33: Bố trí hệ thống truyền lực của ô tô mô hình .74

Hình 3.34: Sơ đồ bán trục giảm tải 1/2 .75

Hình 3.35: Đường đặc tính khi điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp 76

Hình 3.36: Đường đặc tính khi điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện trở 76

Hình 3.37: Đường đặc tính khi điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi từ thông 77

Hình 3.38: Đồ thị dạng xung khi điều khiển bằng PWM 77

Hình 3.39: Van bán dẫn đóng mở bằng Mosfet 78

Hình 3.40: Giản đồ xung 78

Hình 3.41: Giản đồ tạo xung vuông bằng phương pháp so sánh 79

Hình 3.42: Biểu tượng và ký hiệu điện trở 79

Hình 3.43: Ký hiệu và hình dạng biến trở 79

Hình 3.44: Tụ điện 80

Hình 3.45: Diode bán dẫn P - N 80

Hình 3.46: Hình dạng van (mosfet) 81

Hình 3.47: Sơ đồ khối của bộ phận điều khiển tốc độ động cơ 81

Hình 3.48: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động cơ điện DC 82

Hình 3.49: Sơ đồ khối nguồn 82

Hình 3.50: Thuật toán điều khiển tốc độ động cơ 83

Hình 3.51: Hệ thống phanh dẫn động thủy lực 84

Hình 3.52: Các sơ đồ phân dòng 85

Hình 3.53: Sơ đồ thông số kết cấu của cơ cấu phanh 89

Hình 3.54: Sơ đồ xác định góc đặt δ của lực N1 khi áp suất phân bố đều 90

Hình 3.55: Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh 92

Hình 3.56: Sơ đồ xác định kích thước tấm ma sát 93

Hình 3.57: Sơ đồ tính truyền động phanh 96

Hình 3.58: Sơ đồ mắc ắc quy 100

Hình 3.59: Pin mặt trời trang bị cho ô tô mô hình .100

Hình 3.60: Bộ sạc điện từ pin mặt trời tới ắc quy 101

Hình 3.61: Bộ sạc điện từ điện lưới tới ắc quy 101

Hình 3.62: Sơ đồ hoạt động của hệ thống điện trên ô tô 102

Hình 3.63: Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng 103

Hình 3.64: Cơ cấu lái trục vít con lăn 103

Hình 3.65: Cơ cấu lái trục vít chốt quay 104

Hình 3.66: Cơ cấu lái trục vít - cung răng 105

Hình 3.67: Dẫn động lái 3 khâu 106

Hình 3.68: Dẫn động lái 6 khâu 106

Hình 3.69: Sơ đồ dẫn động lái 107

Hình 3.70: Các thông số của hình thang lái 107

Hình 3.71: Sơ đồ quay vòng của ô tô 108

Hình 3.72: Hệ thống treo độc lập 110

Hình 3.73: Phương án chọn hệ thống treo trước 111

Hình 3.74: Hệ thống treo phụ thuộc 111

Hình 3.75: Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp lá .111

Hình 3.76: Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lò xo trụ 111

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 3.1: Bảng tính toán tổng khối lượng ô tô mô hình 53 Bảng 3.2: Thông số hệ số cản theo các loại hình dạng thân ô tô khác nhau 63

bằng cách điều chỉnh điện áp ra

ngoại vi của vi điều khiển

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nhiên liệu hóa thạch là nguồn tài nguyên vô giá mà trái đất hàng tỷ năm tích lũy được Nó cung cấp năng lượng cho những phương tiện giao thông, các nhà máy công nghiệp, sưởi ấm các toà nhà và sản sinh ra điện năng phục vụ đời sống con người Hiện nay, nguồn nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 80% nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp Trong đó, trữ lượng dầu mỏ được xác định khoảng (1184÷1342) tỉ thùng (theo số liệu thống kê của cơ quan thông tin năng lượng Hoa Kỳ EIA trong giai đoạn

2007 - 2009) trong khi sản lượng tiêu thụ hàng năm là 85,896 triệu thùng/ngày

Tốc độ khai thác sử dụng các nguồn nhiên liệu trên so với trữ lượng của chúng đang dấy lên hồi chuông cảnh báo về việc cạn kiệt năng lượng hóa thạch trong tương lai Vì vậy, việc đa dạng hóa các nguồn năng lượng và tránh sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch là một trong những mục tiêu hàng đầu của các nhà khoa học trên toàn thế giới

Bên cạnh đó nhiên liệu hóa thạch như dầu, than, khí tự nhiên khi đốt cháy sẽ thải ra CO2, ôxít sunphua (SOx), ôxít nitơ (NO2), methane (CH4),…Những khí này là nguyên nhân gây ra tác hại to lớn đối với môi trường sống và ảnh hưởng trực tiếp đến chính con người như: Mưa axit, sự nóng lên toàn cầu, gây ra nhiều bệnh tật, gây ra các tranh chấp trên toàn cầu…

Trong các nguồn gây ô nhiễm không khí, ô nhiễm do động cơ đốt trên ô tô phát thải là nguồn gây ô nhiễm lớn nhất Trong quá trình hoạt động, động cơ đốt trong ô tô thải ra các chất gây ô nhiễm như CO, CO2, NOx, HC, Ngoài việc gây ô nhiễm trực tiếp, các chất thải này khi phát tán vào không khí sẽ bị phân tích hoặc tổng hợp để tạo

ra các tác nhân khác, gây ảnh hưởng xấu đến con người cũng như đến môi trường sinh thái, khí hậu

Hiện nay, việc kiểm soát khí thải phương tiện xe cơ giới tham gia giao thông tại các thành phố lớn là một yêu cầu cấp thiết Chính phủ đã ban hành Quyết định số 249/2005/QĐ-TTg ngày 10/10/2005 quy định tiêu chuẩn khí thải tương đương mức Euro 2 Chỉ thị số 46/2004/CT-TTg và Nghị định số 23/2004/NĐ-CP của Chính phủ

về việc loại bỏ ô tô quá hạn sử dụng

Nếu chỉ xét từ góc độ bảo vệ môi trường thì sử dụng ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời và ô tô chạy bằng ắc qui điện là giải pháp triệt để nhất cho tình trạng ô nhiễm môi trường bởi khí thải của các phương tiện giao thông cơ giới hiện nay

Trong thực tế nghiên cứu, hàng ngàn mẫu ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời được thiết kế và chế tạo Tuy nhiên, tất cả chúng mới chỉ được coi là biểu tượng của khả năng và quyết tâm bảo vệ môi trường của con người Còn rất nhiều vấn đề kỹ thuật, kinh tế và xã hội cần giải quyết để ô tô điện mặt trời có thể trở thành phương tiện giao thông thông dụng trong tương lai

- Sử dụng vật liệu mới trong chế tạo vỏ ô tô: Theo quan điểm của các nhà sản xuất ô tô, mức tiêu thụ nhiên liệu do Chính phủ Liên bang Hoa Kỳ đặt ra là 54,5 dặm/galông (tương đương 1 lít xăng đi được 22km) (được áp dụng vào năm 2025), trong khi Liên minh châu Âu (EU) đặt mục tiêu cắt giảm lượng khí thải cácbon điôxít (CO) trung bình của các loại ôtô sản xuất trong khu vực khoảng 33% (2020), tương đương 95 g/km là rất khó khả thi

Kể từ khi động cơ đốt trong được ra đời cùng với vô số những cải tiến về mặt

kỹ thuật cũng như công nghệ để đạt được những thành quả ngày nay: hệ thống phun xăng điện tử, thiết kế khí động học, hệ thống thu nạp năng lượng thừa…tất cả những điều này cũng khó có thể giúp động cơ có thể đạt được ngưỡng tiêu chuẩn mức tiêu thu nhiên liệu cũng như khí thải như yêu cầu trên

Đây thự sự là một thách thức đối với các nhà hoạch định Và hướng đi mà các nhà sản xuất ô tô nghĩ tới để đạt được những yêu cầu trên là sự thay đổi trong vật liệu cấu thành của chiếc ô tô Điều đó có nghĩa rằng nguyên vật liệu sản xuất ô tô phải có trọng lượng nhẹ hơn nhưng không làm tăng giá thành sản phẩm Bởi lẽ, một phần nhiên liệu tiêu thụ và khí thải sinh ra khi động cơ hoạt động được dùng để thắng lực cản do tự trọng của xe gây nên

Các công nghệ gần đây đã được phát triển như là thép siêu nhẹ (HSS) hay sợi pôlyme các-bon (CFRP) đã tiêu tốn khá nhiều chi phí cho các nhà sản xuất Nhu cầu

về một loại vật liệu vừa nhẹ, bền, có khả năng chống chọi va đập phải được cân bằng với các yêu cầu khác về tối đa hóa ứng dụng của dây chuyền sản xuất hiện tại và vấn

đề này cũng đặt ra câu hỏi liên quan đến việc tiếp cận với nhưng vật liệu hoàn toàn xa

lạ của quy trình sản xuất hiện nay hay nguồn cung cho các loại vật liệu đó

Với những phân tích trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình xe ô tô thân vỏ bằng vật liệu composite, sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng điện phục vụ du lịch” (phần thiết kế) để thực hiện

2 Mục tiêu nghiên cứu

Thiết kế mô hình xe 4 chỗ ngồi, thân - vỏ bằng vật liệu Composite, sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng điện

3 Phương pháp và trình tự nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu: Kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm

Trình tự nghiên cứu:

- Khảo sát yêu cầu kỹ thuật của xe ôtô điện

- Tính toán các yếu tố lực tác động lên xe, các yêu cầu về tốc độ của xe, từ đó thiết kế sơ bộ mô hình

- Xây dựng phương án chế tạo mô hình cho phù hợp với yêu cầu đặt ra

- Tính toán thiết kế khung, vỏ và các hệ thống dựa vào yêu cầu kỹ thuật của xe

- Thử nghiệm, kiểm tra và hoàn chỉnh mô hình

4 Phạm vi nghiên cứu

- Đặc điểm nguồn năng lượng mặt trời, điện và ứng dụng năng lượng mặt trời,

điện cho ô tô

- Cơ sở lý thuyết và tính toán khung vỏ, các hệ thống của mô hình

- Vật liệu Composite, nghiên cứu và ứng dụng vật liệu Composite vào chế tạo thân - vỏ xe ô tô mô hình

5 Bố cục của luận văn

Nội dung chính của luận văn được chia thành 4 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về ô tô sử dụng năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời, thân vỏ bằng composite

Chương 2: Cơ sở tính toán, thiết kế mô hình

Chương 3: Tính toán, thiết kế khung, vỏ và các hệ thống của ô tô thân vỏ

bằng vật liệu composite, sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng điện

Chương 4: Kết luận và đề xuất ý kiến

6 Giới hạn của đề tài

Do thời gian và kinh phí có hạn nên đề tài tập trung tính toán, thiết kế cho một

số bộ phận, hệ thống: Khung, hệ thống phanh, bộ phận điều khiển tốc độ động cơ, hệ thống truyền lực, các hệ thống còn lại chủ yếu là tính chọn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Ô TÔ THÂN VỎ BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE, SỬ DỤNG

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN 1.1 Tổng quan về xe ô tô sử dụng các nguồn năng lượng

1.1.1 Lịch sử phát triển ngành công nghiệp ô tô [13]

Đối với cuộc sống của con người, ô tô là phát minh mang tính cách mạng trong lịch sử ngành giao thông Năm 1769, một kỹ sư người Pháp tên là Nicolas J Cugnot đã phát minh ra chiếc ô tô đầu tiên có thể chạy trên đường (hình 1.1) Trên thực tế, sản phẩm này là một chiếc máy kéo ba bánh sử dụng động cơ hơi nước được dùng trong quân đội Tuy nhiên, hoạt động của chiếc ô tô ban đầu rất hạn chế, nó chỉ

có thể chạy được liên tục trong vòng 15 phút Ngoài ra, thiết kế của chiếc xe không phù hợp với việc di chuyển trên đường bởi vì động cơ hơi nước làm cho xe có kích thước rất lớn và nặng

Hình 1.1: Ô tô đầu tiên trên thế giới chạy bằng động cơ hơi nước

Vào khoảng những năm 1832 -1839, Robert Anderson người Scotland đã phát minh ra loại xe điện chuyên chở đầu tiên Năm 1842, hai nhà phát minh người Mỹ là Thomas Davenport và Robert Davidson trở thành những người đầu tiên đưa pin vào sử dụng cho ô tô điện Đến năm 1865, Camille Faure đã thành công trong việc nâng cao khả năng lưu trữ điện trong pin, giúp cho xe điện có thể di chuyển một quãng đường dài hơn Pháp và Anh là hai quốc gia đầu tiên đưa ô tô điện vào phát triển trong hệ thống giao thông vào cuối thế kỷ 18

Chiếc xe đua La Jamais Contente (1899) Edison và chiếc xe Detroit (1914)

Hình 1.2: Ô tô điện đầu tiên trên thế giới

Đến đầu thế kỷ XX, ô tô điện trở nên yếu thế so với ô tô sử dụng động cơ đốt trong do những nguyên nhân chính sau:

- Vào thời điểm này, người ta đã tìm ra những mỏ dầu lớn trên thế giới dẫn đến việc hạ giá thành của dầu và các sản phẩm dẫn xuất trên toàn cầu Vấn đề nhiên liệu cho xe chạy động cơ đốt trong trở nên đơn giản

- Về giá thành, năm 1928, một chiếc xe chạy điện có giá khoảng 1750 USD, trong khi đó một chiếc xe chạy xăng chỉ có giá khoảng 650 USD

- Về mặt kỹ thuật, công nghệ chế tạo động cơ đốt trong và công nghiệp ô tô có những tiến bộ vượt bậc: Charles Kettering đã phát minh ra hệ thống khởi động cho xe chạy xăng, ngành công nghiệp ô tô cuối cùng cũng đã đến tuổi trưởng thành, với số lượng lớn ô tô được sản xuất bằng dây chuyền lắp ráp của nhà máy sản xuất ô tô của Henry Ford bởi Henry Ford vào năm 1914 Kết quả là đến năm 1935, ô tô điện đã gần như biến mất do không thể cạnh tranh được với ô tô chạy động cơ đốt trong

Những năm 60, 70 của thế kỷ trước, ngành công nghiệp ô tô phải đối mặt với hai vấn đề lớn mang tính toàn cầu:

- Vấn đề năng lượng: Các nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá

có khả năng bị cạn kiệt và không thể tái tạo được Trong khi đó, điện năng là loại năng lượng rất linh hoạt, nó được chuyển hóa từ nhiều nguồn năng lượng khác, trong đó có các nguồn năng lượng tái tạo vô tận như năng lượng gió, mặt trời, sóng biển,…

- Môi trường đang bị ô nhiễm nghiêm trọng: Một trong những nguyên nhân

chính làm môi trường bị ô nhiễm là khí thải từ các phương tiện giao thông (đặc biệt là

ô tô) Ô tô điện là lời giải triệt để cho vấn đề này vì nó không có khí thải Do đó, trong thời kỳ này ô tô điện dần tìm lại được ưu thế của mình, các hãng ô tô đầu tư mạnh mẽ cho việc nghiên cứu, chế tạo các dòng ô tô điện

Đến 1999, Kelly Hart chế tạo thành công chiếc Sunmobile - ô tô Năng lượng mặt trời đầu tiên trên thế giới, chiếc xe này sử dụng cả 2 nguồn năng lượng là năng

lượng mặt trời và sức đạp của bàn đạp

Sunmobile có thiết kế với 4 bánh xe, 2 chỗ ngồi, và bàn đạp xe đạp Loại pin được sử dụng là Photovoltaic được lắp ở trên trần xe, vận tốc tối đa 30 km/h và chạy được quãng đường tối đa là 30 km với pin sạc đầy

Hình 1.3: Ô tô sử dụng năng lượng mặt trời đầu tiên (Sunmobile)

Hiện nay, ở các nước phát triển, ngành công nghiệp ô tô đang bị đình trệ do thị trường khá ảm đạm Ngược lại, ở các nước đang phát triển như Ấn Độ và Brazil, mức tăng trưởng của ngành công nghiệp ô tô luôn cao hơn qua mỗi năm, do sức mua của thị trường ô tô trong nước ngày càng tăng Bên cạnh thế mạnh là sản xuất dòng ô tô sử dụng động cơ đốt trong với cải tiến về công nghệ (khung, vỏ, động cơ, khung gầm,) thì dòng ô tô sạch (sử dụng nhiên liệu sinh học, pin nhiên nhiệu, năng lượng điện, năng lượng mặt trời,…) cũng được các hãng xe chú trọng nghiên cứu, phát triển

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển về xe ô tô sử dụng năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời

Xe năng lượng mặt trời là xe điện với nguồn điện được cung cấp từ pin quang điện qua hấp thu ánh sáng mặt trời và tạo ra dòng điện

Hình 1.4: Xe ô tô sử dụng năng lượng mặt trời của hãng Siemens

Ưu điểm:

+ Ô tô năng lượng mặt trời được xếp vào dạng ô tô sạch

+ Hoạt động rất êm, hiệu suất cao, ít bảo trì, bảo dưỡng

+ Năng lượng mặt trời là vô tận và quá trình sản sinh ra nó không gây ô nhiễm

Nhược điểm:

+ Giá thành cao

+ Cơ sở hạ tầng cho ô tô năng lượng mặt trời vẫn chưa có

+ Không chủ động được năng lượng mặt trời trong việc sử dụng, phụ thuộc điều kiện thời tiết, hiệu suất của pin mặt trời thấp

1.1.2.1 Trên thế giới

1) Hoa Kỳ

Năm 2009, trong chuyến thăm Trung tâm Nghiên cứu ô tô điện Edison tại miền Nam California, Tổng thống Mỹ Barack Obama đã duyệt khoản chi 2,4 tỷ đô la cho

việc nghiên cứu ô tô điện và được phân bổ như hình 1.6:

Hình 1.5: Phân bổ khoản chi cho nghiên cứu ô tô điện tại Hoa Kỳ từ năm 2009

Từ cơ cấu khoản chi trên, ta thấy rằng nguồn năng lượng và hệ truyền động là những vấn đề then chốt trong nghiên cứu ô tô điện

2) Châu Âu

Xe plug-in hybrid và các bộ biến đổi điện tử công suất là những vấn đề chính được quan tâm nghiên cứu Ô tô điện lai (plug-in hybrid electric vehicle) là loại xe sử dụng hỗn hợp cả nhiên liệu xăng và điện như tên gọi “hybrid” Thuật ngữ “plug-in” cho biết rằng xe có bộ nạp tích hợp sẵn, người dùng chỉ cần cắm điện vào nguồn lưới dân dụng mà không cần một bộ nạp bên ngoài Một số dòng xe hybrid đã được lưu hành tại

Việt Nam như Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Honda Civic Hybrid,…

3) Nhật Bản

Các hãng ô tô lớn đang lần lượt đưa các mẫu xe thuần điện (pure Evs) ra thị trường Nissan với Nissan Leaf, tuy vậy Mitsubishi mới là hãng đầu tiên tung ra xe điện thương phẩm với i-MiEV Xe i-MiEV đã được giới thiệu ở Việt Nam tại triển lãm

ô tô Vietnam Motor Show 2010

Để có thể đưa ra thị trường mẫu xe ô tô điện i-MiEV, hãng Mitsubishi Motors

đã mất hơn 40 năm nghiên cứu Từ khi ấp ủ những ý tưởng đầu tiên về xe ô tô điện, chính thức bắt đầu nghiên cứu từ năm 1966 Cho đến nay, hãng Mitsubishi Motors đã chế tạo ra 10 mẫu xe thử nghiệm với hơn 500.000 km chạy thử trên toàn cầu

Trong giới nghiên cứu, các trường ĐH lớn ở Nhật đều có những phòng thí nghiệm, trung tâm nghiên cứu về ô tô điện Trung tâm nghiên cứu dưới sự lãnh đạo của giáo sư Yoichi Hori (sau đây gọi tắt là Hori-Lab) tại viện khoa học công nghiệp Trường ĐH Tokyo là một trong những đơn vị tiên phong nghiên cứu về xe điện tại Nhật Bản Những nghiên cứu của Hori-Lab tập trung vào 2 lĩnh vực chính: Điều khiển chuyển động (Motion Control) và Hệ thống năng lượng cho xe (Vehicle Power System)

Lĩnh vực điều khiển chuyển động được thực hiện với những nhánh sau:

- Điều khiển chuyển động bám mặt đường

- Điều khiển ổn định động học thân xe trên cơ sở quan sát các biến trạng thái và quan sát nhiễu

- Điều khiển hệ thống lái

Lĩnh vực nghiên cứu hệ thống năng lượng cho xe được tập trung vào hai nhánh chính:

- Sử dụng công nghệ siêu tụ điện (Ultra-capacitor) tích trữ năng lượng

- Sử dụng công nghệ truyền tải điện không dây (Wireless Power Transmission) Các nghiên cứu của Hori-Lab đều được thực nghiệm trên hệ thống xe điện thí nghiệm xây dựng tại trung tâm gồm xe UOT Electric March I, II sử dụng nguồn ắc quy và hệ thống xe điện nhỏ COMS 1, 2, 3 chạy hoàn toàn bằng siêu tụ điện

4) Hàn Quốc và Trung Quốc

Công nghệ truyền tải điện không dây ứng dụng trong xe điện được khai thác mạnh

mẽ bởi các nhà nghiên cứu thuộc viện khoa học và công nghệ tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) với dự án chế tạo xe điện nạp năng lượng từ dưới đất trong suốt quá trình hoạt

động (OnLine Electric Vehicle - OLEV) Các sản phẩm xe bus điện thuộc dự án này đang chạy thử nghiệm rất tốt trong khuôn viên của KAIST và công viên Grand Seoul

Tại Thượng Hải, Trung Quốc, xe bus điện sử dụng siêu tụ của hãng SINAUTEC đang gây tiếng vang mạnh mẽ Siêu tụ được nạp nhanh chóng tại mỗi điểm dừng của xe bus

1.1.2.2 Tại Việt Nam

1) Xe Năng lượng Mặt Trời của sinh viên ĐH Cần Thơ

Xe được thiết kế theo kiểu 4 bánh khá gọn nhẹ Với công suất động cơ 2x250W, vận tốc 25km/giờ, xe chở được 2 người (kể cả người lái) Trên mui xe có gắn

3 tấm pin mặt trời Pin này sẽ hấp thu năng lượng mặt trời, đưa qua bộ điều khiển và chuyển thành điện một chiều vận hành xe hoạt động

2) Xe chạy bằng năng lượng mặt trời Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM

ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM có khả năng chở tối đa 8 người, vận tốc tối

đa 40km/giờ, xe chạy được (40÷70)km/ngày tùy thuộc vào ánh sáng mặt trời

Hình 1.7: Xe chạy bằng NLMT của ĐH Sư phạm kỹ thuật TP HCM

Hình 1.6: Xe năng lượng mặt trời của sinh viên ĐH Cần Thơ

3) Xe sử dụng năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời của sinh viên ngành

ô tô Đại học Nha Trang:

Sinh viên ngành ô tô Đại học Nha Trang đã chế tạo thành công ô tô sử dụng năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng điện, chở được 2 người kể cả người lái với vận tốc gần 30km/h, có thể chạy trung bình gần 4h/ngày ở điều kiện nạp đầy ắc quy và trời nắng có cường độ chiếu sáng tốt

Hình 1.8: Ô tô sử dụng năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời

của sinh viên ngành ô tô Đại học Nha Trang

Ngoài ra cũng có thể kể đến sản phẩm ô tô điện mang tính thử nghiệm đã được nghiên cứu chế tạo bởi các nhà khoa học và những nhà sáng chế không chuyên Việt Nam như: Ô tô điện 3 bánh của ông Trần Văn Tâm sống tại Củ Chi - TP HCM (2008), chở được 3 người, tốc độ 35km/h, sử dụng động cơ một chiều 48V- 800W, 4 ắc quy khô 12V/50Ah, chạy 40km nạp một lần

Những thành công bước đầu trong việc chế tạo xe ô tô điện, ô tô sử dụng năng lượng mặt trời của ĐH Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Cần Thơ, Đại học Nha Trang, nhà sáng chế Trần Văn Tâm,…rất đáng được khích lệ và biểu dương Tuy nhiên, những chiếc xe này được chế tạo với phương pháp thủ công, chưa có hàm lượng khoa học và quy trình công nghệ

Trong khi làn sóng nghiên cứu ô tô điện đang nổi lên mạnh mẽ trên thế giới thì tại Việt Nam, đối tượng này chưa nhận được sự quan tâm thích đáng của các nhà khoa học, giới doanh nghiệp cũng như các nhà làm chính sách Ở Việt Nam chưa hề có một nghiên cứu nào thực sự bài bản, khoa học và mang tính hệ thống về ô tô điện Chúng ta cần nhanh chóng đầu tư, triển khai nghiên cứu lĩnh vực này nếu không muốn bị lệ thuộc vào thế giới

1.2 Công nghệ vật liệu trong chế tạo vỏ ô tô [14]

1.2.1 Công nghệ chế tạo vỏ ô tô hiện nay

Vỏ ô tô thể hiện cá tính của người sử dụng mà còn chứa đựng những công nghệ tiên tiến hàng đầu trong ngành công nghệ chế tạo ô tô hiện nay Đó là công nghệ vật liệu, gia công, lắp ráp, chống ồn, an toàn,…mang lại cảm giác thỏa mái, chắc chắn, thanh thoát cho người tiêu dùng

+ Vật liệu truyền thống quan trọng nhất trong thành phần cấu tạo vỏ ô tô là thép Sự kết hợp tinh tế giữa thép và các loại vật liệu khác như composite và kim loại nhẹ là lựa chọn tối ưu cho vỏ ô tô trên dòng phổ thông, bởi chi phí sản xuất thấp, nguồn nguyên liệu dồi dào Tuy nhiên, vật liệu thép làm tăng khối lượng của ô tô dẫn đến tăng suất tiêu hao nhiên liệu, rất khó định hình (với các loại thép thông thường, có

độ cứng cao) Vì thế, thành phần thép trong ô tô được cắt giảm đáng kể, việc này đòi hỏi các nhà khoa học vật liệu nghiên cứu vật liệu thay thế thép thông thường bằng thép nano có độ cứng vững cao nhưng dễ định hình, tạo thuận lợi cho quá trình gia công để tạo ra các sản phẩm chất lượng cao

+ Hợp kim nhôm: Vật liệu nhôm được áp dụng đã cung cấp giải pháp kỹ thuật

lý tưởng, bởi mật độ hạt của nó chỉ bằng một phần ba của thép và đặc biệt là đáp ứng được các yêu cầu độ bền cơ học và độ cứng cao Tuy nhiên, giá thành chế tạo đắt gấp năm lần thép Song, trong thời gian vừa qua, tỷ lệ nhôm trong thành phần chế tạo của ô

tô đã tăng lên rất nhiều

+ Vật liệu composite: Sự ra đời của vật liệu Composite khiến các nhà sản xuất

ô tô có thêm nhiều sự lựa chọn hơn Một trong những vật liệu được quan tâm hàng đầu hiện nay trong chế tạo vỏ ô tô là sợi các-bon Các kết quả nghiên cứu thử nghiệm sức bền vật liệu thu được cho thấy sợi các bon có thể chịu một lực tác động gấp 12 lần so với thép, độ bền cao gấp 3 lần và nhẹ hơn thép 4 lần

Vật liệu này có thể dùng để chế tạo hầu hết các bộ phận của một chiếc ô tô, đặc biệt là phần vỏ nhằm giảm trọng lượng, tăng độ bền, độ an toàn và tạo kiểu dáng sang trọng Bên cạnh các-bon thì titan và ma-giê cũng được đánh giá cao Nhưng vấn đề chi phí của những vật liệu này khiến nhiều nhà sản xuất e ngại Các chuyên gia dự đoán sau năm 2015, các ứng dụng của sợi các-bon trong ngành công nghiệp ô tô sẽ chiếm (10÷15)% Đối với vật liệu mới này vẫn còn nhiều vấn đề cần phải được giải quyết, đặc biệt trong việc sửa chữa, bảo dưỡng

- Ứng dụng công nghệ nano: Vật liệu nano với những ưu điểm vượt trội đang

thu hút các hãng sản xuất và ngành công nghiệp phụ trợ ô tô vào cuộc cách mạng mới Nhờ có công nghệ nano mà những lớp sơn phủ bóng bên ngoài vỏ ô tô trở nên bền và đẹp hơn Sơn nano có khả năng giữ màu và độ bóng cao hơn 40% so với sơn thông thường Ngoài ra, vật liệu composite sợi các bon cũng được cải tiến đáng kể, đây là loại vật liệu không đẳng hướng Nó chỉ có thể chịu lực tương tác lớn khi lực có hướng trùng với hướng của chuỗi phân tử, nếu sợi các-bon được thay bằng ống nano các-bon vật liệu chịu lực tốt hơn

Theo quan điểm của các nhà sản xuất ô tô, mức tiêu thụ nhiên liệu do Chính phủ

Liên bang Hoa Kỳ đặt ra là 54,5 dặm/gallon (tương đương 1l xăng/22km) là quá khắt

khe và khó khả thi, trong khi thời hạn chót cho tiêu chuẩn đó là năm 2025 Nó đồng nghĩa với việc nguyên vật liệu sản xuất ô tô phải có trọng lượng nhẹ hơn với giá rẻ hơn Đây là một thách thức đối với các nhà khoa học, nhà đầu tư trong lĩnh vực ô tô

Các công nghệ gần đây đã được phát triển như là thép siêu nhẹ (HSS) hay sợi pôlyme các-bon (CFRP) đã tiêu tốn khá nhiều chi phí cho các nhà sản xuất Nhu cầu về một loại vật liệu vừa nhẹ, bền, có khả năng chống chọi va đập phải được cân bằng với các yêu cầu khác: Dây chuyền sản xuất, nguồn cung cho các loại vật liệu hiện nay,…

+ Vật liệu nhẹ

Ngày nay, trong ô tô, các chi tiết bộ phận làm từ thép chiếm ¾ khối lượng xe, phần lớn là thép lá nhẹ Tỷ lệ thép trong vật liệu cũng ngày càng giảm đi theo từng mẫu xe mỗi năm do thành phần nhôm và phi kim (khoảng 8%) và nhựa (khoảng 11%) được kết hợp trong những mẫu ô tô đời mới

Gần đây, chuyên gia hàng đầu của Volkswagen khẳng định: Chúng tôi chọn vật liệu đúng và đặt nó vào đúng chỗ của nó Nhưng câu hỏi đặt ra là, vật liệu nào được gọi là vật liệu “đúng”

1.2.2 Ứng dụng vật liệu mới nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng, vận hành ô tô

Nissan gần đây công bố việc ứng dụng một loại thép công nghệ cao (AHSS) cho mâm đúc ô tô, có thể chịu áp lực lên đến 1200 MPa và có thể dùng để chế tạo ¼ các bộ phận trên xe ô tô Trong khi đó, Volkswagen ra thông cáo báo chí về việc loại

bỏ hoàn toàn vật liệu thép cũ trên ô tô của hãng bằng một loại thép mới có sức bền gấp

6 lần thép thông thường và vật liệu mới này không chỉ giúp chiếc Golf nhẹ đi hơn 100kg mà còn tiết kiệm nhiều chi phí khác Volkswagen cũng cho biết thêm rằng hợp kim nhôm sẽ là kim loại chủ đạo trong việc giảm trọng lượng xe ô tô

Các giải pháp vật liệu như nhôm, thép công nghệ cao hay sự kết hợp đa kim gồm cả sợi composite, nhưng điều quan trọng đáng lưu tâm là các nhà sản xuất vẫn phụ thuộc vào kim loại Trong phiên điều trần trước Ủy Ban nghiên cứu quốc gia về vấn đề nhiên liệu cho các phương tiện hạng nhẹ tại Ann Arbor bang Minasota, Matthew Zaluzec - chuyên gia Viện nghiên cứu vật liệu và Sản xuất của Ford và là thành viên Hiệp hội vật liệu Mỹ cho rằng: “Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đã quá phụ thuộc vào kim loại mà chưa có những bước tiến mới” Ông nhấn mạnh bằng hiện trạng: “Các nhà máy mua thép, cán, đúc thành các bộ phận thân vỏ xe ô tô, sau đó sơn

và lắp ráp thành xe ô tô hoàn chỉnh”

1.2.2.1 Sự cạnh tranh trong nghiên cứu

Các thay đổi trong việc sử dụng các ngôn ngữ trong thiết kế và sản xuất ô tô, sẽ tạo cơ hội cho các nhà cung cấp nguyên vật liệu trong việc đa dạng hóa các sản phẩm

cung cấp OEM (sản phẩm của nhà cung cấp cho một hãng xe được bán ra ngoài thị

trường dưới thương hiệu của nhà cung cấp khác)cho các hãng

Trong phạm vi này, hiện tại duy trì hai tổ chức đóng vai trò làm đầu mối nghiên cứu là WorldAutoSteel trực thuộc World Steel Association về thép và Aluminum in Transportation Group trực thuộc The Aluminum Association là về nhôm Hai tổ chức trên đã công bố các nghiên cứu về việc cắt giảm (35÷40)% trọng lượng của ô tô tùy vào loại xe ô tô

Năm 2012, Ủy Ban Châu Âu cũng đã tài trợ cho 7 nhà sản xuất ô tô, đứng đầu

là Volkswagen, cũng như là các nhà cung cấp của họ để nghiên cứu một dự án có tên

là SuperLightCar - Ô tô siêu nhẹ, mà kết quả là có thể giảm 35% trọng lượng của ô tô

Mặc dù ba nhóm nghiên cứu trên có các mục tiêu khác và chiến lược khác nhau nhưng đều mang lại hiệu quả giảm trọng lượng theo một cách nào đó Ngoài ra, một

công ty tư nhân là Design AG of Fulda, Đức, đã đầu tư khá bài bản khi triển khai các

dự án nghiên cứu, ứng dụng các vật liệu sản xuất ô tô cho tương lai

1.2.2.2 Chi phí trong việc ứng dụng các loại vật liệu khác nhau làm vỏ ô tô

Auburn Hills - một kỹ sư thuộc Ủy ban đường bộ Mỹ, đã sử dụng một chiếc Honda Accord 2011 để đánh giá hiệu quả của công nghệ vật liệu, tính năng vận hành sau khi thay đối cấu trúc, tính toán chi phí Nhóm đã đưa ra kết quả là chi phí sản xuất tăng khoảng 10% (khoảng 1.500USD) Sản xuất ô tô bằng vật liệu bổ sung là nhôm có thể giảm 35% trọng lượng nhưng tăng thêm 927 USD chi phí Tuy nhiên khi kết hợp, nhôm, thép và composite thì sẽ giảm trọng xe ô tô 22,4% nhưng chỉ tốn thêm 319 USD Còn nếu dùng Polyme các-bon CFRP thì sẽ giảm một nửa trọng lượng nhưng tăng thêm 2700 USD

Có một số ý kiến trái chiều của hãng Honda “chỉ trích” về nghiên của Auburn Hills trên chiếc Accord 2011 Các kỹ sư của Honda đưa ra những nghi vấn về khả năng chịu tác động khi va chạm, khả năng vận hành cũng như tính năng an toàn cho chiếc xe ô tô được thí nghiệm trong điều kiện sử dụng thực tế

1.3 Những yêu cầu cấp thiết về môi trường trong việc hướng đến sử dụng ô tô với nguồn năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời

1.3.1 Ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ ô tô gây ra [4]

Hiện nay, người ta đã xác định được các chất ô nhiễm trong không khí, mà phần lớn là các chất đó có trong khí xả động cơ đốt trong Khí xả động cơ đốt trong luôn có chứa một hàm lượng đáng kể các chất độc hại như: Oxide nitơ (NO, NO2, N2O, gọi chung là NOX), monoxide cacbon

(CO), hydrocarbon chưa cháy (HC),

bồ hóng, muội than, Chì (Pb), lưu

huỳnh (S)

Một trong những thông số có

tính tổng quát ảnh hưởng đến mức

độ phát sinh ô nhiễm của động cơ là

hệ số dư lượng không khí λ Hình

1.9 trình bày một cách định tính sự

phụ thuộc của nồng độ NOX, CO,

HC trong khí xả theo hệ số dư lượng không khí λ

Hình 1.11: Biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm

theo hệ số dư lượng không khí λ

1.3.1.2 Monoxide Carbon (CO)

Monoxide Carbon có mặt trong khí xả động cơ đốt trong là quá trình cháy không hoàn toàn của hỗn hợp giàu hay do sự phân giải sản vật cháy với nhiệt độ

CO là chất khí không màu, không mùi rất độc Theo số liệu thống kê các nguồn phát sinh ô nhiễm chủ yếu hiện nay, người ta thấy 70% lượng CO trong khí quyển là

do khí xả động cơ ô tô gây ra, tốc độ gia tăng nông độ CO trong khí quyển ở mức độ cao (gần 3%/năm)

1.3.1.3 Hydrocarbon chưa cháy (HC)

HC có mặt trong khí xả chủ yếu là do các không gian chết trong buồng cháy hay nói cách khác là HC được hình thành ơ những nơi có nhiệt độ thấp Ngoài ra khi hỗn hợp quá nghèo, tốc độ cháy thấp dẫn đến tình trạng bỏ lửa, khi đó sẽ là nguyên nhân làm tăng nồng độ HC trong khí thải

1.3.1.4 Bồ hóng - muội than, chì, lưu huỳnh

Bồ hóng, muội than: Đối với động cơ sử dụng nhiên liệu xăng hàm lượng bồ hóng, muội than không đáng kể Tuy nhiên đây là chất ô nhiễm quan trọng trong khí

xả động cơ Diesel

Lưu huỳnh: Thông thường xăng có chứa khoảng 600 ppm lưu huỳnh Trong quá trình cháy, lưu huỳnh bị oxy hoá thành SO3, chất này có thể kết hợp với nước để tạo ra H2SO4

SO3 + H2 O = H2 SO4

Chì: Để tăng tính chống kích nổ của nhiên liệu, người ta pha thêm tetraetyl chì Pb(C2H5)4 vào xăng Sau khi cháy, những hạt chì có đường kính cực bé thoát ra theo khí xả, lơ lửng trong không khí và trở thành chất ô nhiễm đối với bầu khí quyển, nhất

là khu vực có mật độ giao thông cao

1.3.2 Tác hại của các chất ô nhiễm

1.3.2.1 Đối với con người

1) CO

CO là chất khí không màu, không mùi, không vị CO ngăn cản sự dịch chuyển của hồng cầu trong máu, làm cho các bộ phận của cơ thể bị thiếu oxy Nạn nhân sẽ bị

tử vong khi 70% số hồng cầu bị khống chế khi nồng độ CO trong không khí

>1000ppm Ở nồng độ thấp hơn, CO cũng có thể gây nguy hại lâu dài với con người

- Khi 20% hồng cầu bị khống chế, nạn nhân bị nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn

- Khi 50% hồng cầu bị khống chế, não bộ con người bị ảnh hưởng mạnh

Tuy nhiên CO là chất trung gian quan trọng trong quá trình oxy hoá cacbon thành cacbonic, khí cacbonic thông qua quang hợp sẽ tạo ra oxi

6CO2 +6H2O → C6H12 O6 + 6O2

2) NO x

NOx là họ các oxide nitơ, trong đó NO chiếm tỉ lệ lớn NOx được hình thành do

N2 tác dụng với O2 ở điều kiện nhiệt độ cao

NO không nguy hiểm nhiều, nhưng nó là cơ sở để tạo ra NO2

NO là chất khí màu hồng nhạt, có mùi, khứu giác có thể phát hiện khi nồng độ của nó trong không khí khoảng 0,12ppm NO2 là chất khó hoà tan, do đó nó có thể theo đường hô hấp đi vào phổi gây viêm và huỷ hoại các tế bào của cơ quan hô hấp Nạn nhân sẽ bị mất ngủ, ho, khó thở

3) Hydrocarbon (HC)

HC có trong khí thải do quá trình cháy không hoàn toàn khi hỗn hợp giàu, hoặc

do hiện tượng cháy không bình thường Chất gây tác hại đến con người chủ yếu là các

HC thơm

- Khi nồng độ của các HC thơm lớn hơn 40ppm sẽ gây ra bệnh ung thư máu

- Khi nồng độ lớn hơn 1g/cm3 sẽ gây rối loạn hệ thần kinh

- HC cũng là nguyên nhân gây ra các bệnh về gan

6) Chì

Chì có trong không khí thải do tetraetyl chì Pb(C2H5)4 được pha vào xăng nhằm tăng tính chống kính nổ của nhiên liệu Sự pha trộn chất này vào xăng đang là vấn đề bàn cãi của giới khoa học

Chì tồn tại trong khí xả dưới dạng hạt, có đường kính rất nhỏ Vì vậy rất dễ xâm nhập vào cơ thể qua da hoặc đường hô hấp Khi đã vào được cơ thể, khoảng (30÷40)% lượng chì này đi vào máu Sự hiện điện của chì gây xáo trộn sự trao đổi ion ở não, làm trở ngại cho sự tổng hợp enzyme để hình thành hồng cầu Điều đặc biệt là chì sẽ tác động lên hệ thần kinh làm cho trẻ em chậm phát triển trí tuệ Chì bắt dầu gây nguy

hiểm cho con người khi nồng độ của nó trong máu vượt quá (200÷250) mg/l

1.3.2.2 Đối với môi trường

1) Thay đổi nhiệt độ khí quyển

Các chất gây ô nhiễm, đặc biệt là dạng chất khí gây hiệu ứng nhà kính, làm ảnh hưởng đến quá trình cân bằng nhiệt của bầu khí quyển Trong số những chất khí gây hiệu ứng nhà kính, người ta quan tâm đến khí cacbonic (CO2) vì nó là thành phần chính trong sản phẩm cháy của nhiên liệu có chứa cacbon

Sự gia tăng nhiệt độ bầu khí quyển do các chất gây hiệu ứng nhà kính có thể được giải thích: Quả đất nhận năng lượng từ mặt trời và bức xạ lại qua không gian một

phần nhiệt lượng mà nó nhận được, nhưng trong quá trình bức xạ lại không gian thì một phần nhiệt lượng của bức xạ mặt trời bị lớp khí gây ra hiệu ứng nhà kính giữ lại sẽ bức xạ ngược về trái đất làm cho bầu khí quyển của trái đất ngày càng nóng hơn

Hình 1.12: Hiệu ứng nhà kính

Với tốc độ gia tăng nồng độ khí cacbonic trong bầu khí quyển như hiện nay Người ta dự đoán vào khoảng giữa thế kỷ 22, nồng độ khí cacbonic có thể tăng lên gấp đôi Khi đó theo dự tính của các nhà khoa học sẽ xảy ra sự thay đổi quan trọng đối với

sự cân bằng nhiệt trên trái đất

- Nhiệt độ bầu khí quyển sẽ tăng lên từ (2÷3)0C

- Một phần băng ở vùng bắc cực và nam cực sẽ tan ra làm tăng chiều cao mực nước biển

- Làm thay đổi chế độ mưa gió và sa mạc hoá thêm bề mặt trái đất

2) Ảnh hưởng đến sinh thái

Sự gia tăng của NOx, đặt biệt là NO2 có nguy cơ làm gia tăng sự huỷ hoại lớp ozon ở thượng tầng khí quyển - lớp khí cần thiết để lọc tia cực tím phát xạ từ mặt trời

Tia cực tím gây ung thư da và gây đột biến sinh học Đặc biệt là làm đột biến sinh ra các vi trùng có khả năng làm lây lan các bệnh lạ dẫn đến huỷ hoại sự sống của mọi sinh vật trên trái đất giống như điều kiện hiện nay trên sao hỏa

Mặt khác các chất khí có tính acid như: SO2, NO2, bị oxy hoá tạo thành các acid sunfuric, acid Nitric hoà tan trong mưa, trong tuyết, trong sương mù,…làm huỷ hoại thảm thực vật trên mặt đất (mưa acid) và gây ăn mòn các công trình kim loại

1.4 Kết luận

- Hiện nay nguồn nhiên liệu hóa thạch trên thế giới ngày càng cạn kiệt, việc tìm kiếm những nguồn năng lượng mới, tránh sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch là một trong những mục tiêu và thách thức hàng đầu của các nhà khoa học trên toàn thế giới

- Tình hình ô nhiễm môi trường từ khí thải của các phương tiện giao thông cơ giới ngày càng gia tăng Mật độ các phương tiện tham gia giao thông ngày càng nhiều

đã tác động trực tiếp đến người tham gia giao thông, ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường sống và sức khỏe cộng đồng

- Ô tô sử dụng điện năng là xu hướng phát triển chung của ngành công nghiệp ô

tô trên toàn thế giới để tiến tới giảm ô nhiễm môi trường và sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạnh

- Các nhà sản xuất ô tô trên thế giới đã có những nghiên cứu, phát triển sản phẩm ô tô chạy bằng năng lượng điện trên các phiên bản khác nhau để hướng đến sản xuất ô tô chạy bằng năng lượng điện 100% trong tương lai

- Nước ta có thị trường nội địa lớn với gần 90 triệu dân đầy tiềm năng Trong

xu thế hòa nhập kinh tế khu vực (AFTA) và thế giới (WTO), thị trường nội địa của nước ta chắc chắn sẽ là mảnh đất màu mỡ đối với các nhà sản xuất ô tô thế giới

- Ô tô sử dụng năng lượng điện và năng lượng mặt trời ở Việt Nam mới chỉ được sinh viên các trường đại học và một số nhà chế tạo không chuyên nghiên cứu, thử nghiệm, chưa có công trình nghiên cứu nào chuyên sâu, mang tính học thuật và công bố chính thức trên các tạp chí chuyên ngành

- Tại Trường Đại học Nha Trang, ngành công nghệ ô tô là một ngành khá non trẻ (thành lập năm 2006) Do đó, việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các mô hình mang tính thực tiễn nhằm góp phần nâng cao chất lượng đào tạo tại Nhà trường là hết sức cần thiết

- Nha Trang là thành phố du lịch nổi tiếng, đón hàng triệu lượt khách du lịch mỗi năm (năm 2013 là trên 2,3 triệu lượt), để phục vụ cho việc phát triển du lịch tại

địa phương, năm 2010 UBND tỉnh đã cho xây dựng và phê duyệt Đề án “Phát triển, tổ

chức giao thông đường bộ thành phố Nha Trang đến năm 2015 và định hướng đến năm 2025” trong đó vấn đề quy hoạch xây dựng các bãi đỗ xe xung quanh thành phố

và hạn chế các xe chở khách trên 30 chỗ ngồi (sử dụng động cơ xăng và diesel) hoạt động trong khu vực nội thành là một trong những nội dung chính của đề án trên Ngoài

ra Nha Trang là một trong những thành phố có lượng bức xạ mặt trời cao nhất cả nước, với hơn 5,815 kWh/m2/ngày trong thời gian 8 tháng/năm, do đó Nha Trang có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng năng lượng mặt trời

Từ những phân tích, đánh giá trên cho thấy việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo

xe mô hình sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng điện để tiến tới sản xuất thương mại là việc làm hết sức cần thiết, có tính thời sự hiện nay Ngoài ra việc ứng dụng vật liệu composite trong chế tạo xe mô hình nhằm tăng độ bền, giảm trọng lượng của xe, qua đó nâng cao hiệu quả sử năng lượng mặt trời và năng lượng điện là những hướng nghiên cứu mà đề tài tập trung giải quyết

- Chở người và/hoặc hàng hóa

- Kéo các rơ moóc, sơmi rơ moóc

- Thực hiện chức năng, công dụng đặc biệt

Ô tô là một đối tượng kỹ thuật phức tạp về phương diện cấu trúc, đa dạng về tính năng và mục đích sử dụng Từ đối tượng cơ khí truyền thống ở giai đoạn đầu của lịch sử phát triển, xe cơ giới hiện đại là một tổ hợp các thiết bị cơ khí, điện, điện tử và

tự động Mức độ điện tử hóa, tự động hóa chiếm tỷ lệ ngày càng lớn trên các loại xe cơ giới hiện đại

Cấu trúc tổng quát của ô tô

Hình 2.1: Cấu trúc tổng quát của ô tô

Tuỳ theo mục đích sử dụng, mức độ hiện đại hoá, giá cả, ô tô có cấu trúc và được trang bị khác nhau Tuy nhiên, mỗi ô tô đều được cấu thành từ những thành tố cơ bản sau đây: Động cơ; Khung và vỏ; Hệ thống chuyển động; Hệ thống truyền lực; Hệ

thống treo; Hệ thống lái; Hệ thống phanh; Hệ thống điện - điện tử; Các hệ thống nhằm nâng cao tính năng an toàn, tiện nghi,

2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế khung, vỏ và các hệ thống ô tô

2.2.1 Lực và momen tác dụng lên ô tô trong quá trình chuyển động [3]

Hình 2.2: Lực và momen tác dụng lên ô tô trong quá trình chuyển động lên dốc, tăng tốc (trong mặt phẳng dọc)

Với:

G - Trọng lượng toàn bộ của ô tô

Fk - Lực kéo tiếp tuyến

2.2.1.1 Trọng lượng

Trọng lượng (G) là lực hút của trái đất tác dụng lên các khối lượng của xe

Trọng lượng có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống dưới, điểm đặt tại trọng tâm của xe

Hình 2.3: Sự phân bố trọng trọng lượng của xe

G - trọng lượng, G b1 - trọng lượng phân bố trên các bánh xe trước,

G b2 - trọng lượng phân bố trên các bánh xe sau

Trọng lượng ép các bánh xe xuống mặt đường Tỷ lệ giữa trọng lượng phân bố trên các bánh xe trước và sau (Gb1/Gb2) phụ thuộc vào vị trí của trọng tâm của xe Thông thường Gb1/Gb2  50/50 đối với ô tô con

2.2.1.2 Phản lực của mặt đường

Trong thực tế, cả mặt đường và bánh xe đều không phải là những vật cứng tuyệt đối nên chúng đều biến dạng dưới tác dụng của trọng lượng của ô tô Mặt đường và bánh xe tiếp xúc với nhau ở vô số điểm và tạo nên vùng tiếp xúc Tại mỗi điểm tiếp xúc trên bánh xe sẽ có một phản lực thành phần tác dụng từ mặt đường Tổng của tất

cả các lực thành phần đó được gọi là phản lực tổng hợp từ mặt đường (gọi tắt là phản

lực của mặt đường) Phản lực của mặt đường có điểm đặt tại tâm vùng tiếp xúc

Để tiện trong nghiên cứu, người ta thường phân tích phản lực của mặt đường thành 3 thành phần: Z, X và Y

Z1 a1

Hình 2.4: Phản lực của mặt đường lên các bánh xe trước

G b1 - trọng lượng phân bố trên bánh xe, F x - lực đẩy từ khung ô tô, F y - lực ngang,

Z 1 - phản lực vuông góc, X 1 - phản lực tiếp tuyến, Y 1 - phản lực ngang,

a 1 - khoảng cách giữa tâm tiếp xúc và mặt phẳng ngang của bánh xe

- Phản lực vuông góc (Z), còn gọi là lực đỡ, là thành phần có phương vuông

góc với mặt đường

Z 1 - Phản lực vuông góc tác dụng lên các bánh xe trước, Z 1 = Gb1.cos  = G1

Z 2 - Phản lực vuông góc tác dụng lên các bánh xe sau, Z 2 = Gb2.cos  = G2

- Phản lực tiếp tuyến (X) - thành phần tác dụng trong mặt phẳng ngang và có

phương cùng phương chuyển động của ô tô (phương của trục Ox)

- Phản lực ngang (Y) - thành phần tác dụng trong mặt phẳng ngang và có

phương của trục Oy

2.2.1.3 Lực cản dốc

dốc có phương song song với mặt đường, chiều ngược chiều chuyển động của xe khi

xe lên dốc và cùng chiều khi xe xuống dốc, điểm đặt tại trọng tâm của xe

Trong đó: dấu (+) ứng với trường hợp xe xuống dốc, dấu (-) khi xe lên dốc

2.2.1.4 Lực cản lăn

biến dạng của bánh xe và của mặt đường Lực cản lăn có phương song song với chiều chuyển động của xe, chiều ngược chiều chuyển động của xe, điểm đặt tại tâm tiếp xúc

Trị số của lực cản lăn được xác định bằng biểu thức:

Trong đó: Ff - tổng lực cản lăn; Ff1, Ff2 - lực cản lăn ở các bánh xe trước và sau;

f1, f2 - hệ số cản lăn ở bánh xe trước và ở bánh xe sau; Z1, Z2 - phản lực vuông góc tại các bánh xe trước và sau

Nếu f1 = f2 = f, ta có: Ff = f.(Z1 + Z2) = f.G.cos

Để thuận tiện trong việc khảo sát động lực học ô tô, người ta thường kết hợp

Trong đó:  là hệ số cản lăn của đường,  = fcos  sin

2.2.1.5 Lực cản khí động học

khí, là lực của không khí tác dụng lên xe khi chuyển động Lực cản khí động học có

phương song song với mặt đường, điểm đặt tại tâm chắn gió Lực cản khí động học có chiều cùng chiều hoặc ngược chiều chuyển động của xe, tuỳ thuộc vào hướng và tốc

độ của gió, tốc độ của xe Trị số của lực cản khí động học thường được xác định bằng thực nghiệm Theo [2], lực cản khí động học có thể xác định như sau:

Trong đó: o - mật độ của không khí quanh xe, [kg/m3]; cw - hệ số cản khí động học; Af - tiết diện ngang chắn gió của xe, [m2]; v - vận tốc của xe, [m/s]; vo - vận tốc chính diện của gió, [m/s]

2.2.1.6 Lực quán tính

xe Lực quán tính xuất hiện khi tốc độ của xe thay đổi Lực quán tính có phương song song với mặt đường, chiều ngược với chiều của gia tốc, điểm đặt tại trọng tâm của xe

Trong đó: Fj - tổng lực quán tính quy về trọng tâm của xe; F’j- lực quán tính của các khối lượng chuyển động tịnh tiến; F’’j- lực quán tính của các khối lượng chuyển động quay (bánh đà, trục khuỷu, ); j- gia tốc của xe

j g

G F

Với δi là hệ số quán tính quay, có thể tính δi gần đúng như sau:

2.2.1.7 Lực kéo

sinh ra do moment kéo được truyền từ động cơ đến bánh xe chủ động Lực kéo có phương song song với mặt đường, chiều cùng chiều chuyển động của xe, điểm đặt tại tâm tiếp xúc giữa bánh xe chủ động và mặt đường

k

t t e

k

k k

r

i M r

M

Trong đó: Me- momen quay của động cơ, it- tỷ số truyền giữa động cơ và bánh

xe chủ động, t- hiệu suất của hệ thống truyền lực , rk- khoảng cách giữa tâm bánh xe chủ động và tâm vùng tiếp xúc

G b

Z

F Mk

F k

Hình 2.5: Sơ đồ biểu diễn lực kéo

M k : moment kéo, F Mk : lực tác dụng lên mặt đường

do momen kéo sinh ra, F k : lực kéo

Để thuận tiện trong phân tích, người ta thường lấy rk  rb (bán kính trung bình làm việc của bánh xe chủ động), khi đó:

b

k k

Ngoài các loại lực và mô men đã trình bày ở trên, còn tồn tại một số loại lực và

moment khác tác dụng lên ô tô trong quá trình chuyển động, như: Lực ly tâm (Fl), Lực

ngang (Fy), Lực ma sát (Fms), Lực phanh (Fp), Momen phanh (Mp) và Momen quán

động không ổn định và là nguyên nhân chính gây nên sự nghiêng ngang của thùng xe

và làm lật xe khi xe quay vòng

Trong trường hợp ô tô chuyển động đều (dt/dv = 0) theo một quỹ đạo đường tròn thì góc quay vòng của các bánh xe dẫn hướng sẽ không đổi α= const (dα/dt= 0) lực ly tâm được xác định theo công thức:

2 2

b- Chiều rộng cơ sở của xe (m)

Khi ô tô quay vòng, lực Fjl phụ thuộc vào: Khối lượng, bán kính quay vòng và vận tốc chuyển động của ô tô Để giảm Fjl chúng ta phải giảm vận tốc của ô tô và giảm khối lượng (không được chở quá tải), đồng thời phải tăng bán kính quay vòng

Trong hai thành phần của Fjl thì thành phần lực ngang Fjly là nguyên nhân chính làm cho ô tô chuyển động không ổn định và gây nên sự nghiêng ngang của thùng ô tô, làm cho ô tô lật đổ

2.3 Ô tô sử dụng nguồn năng lượng điện, năng lượng mặt trời [13]

2.3.1 Ô tô sử dụng năng lượng điện

Ô tô chạy điện về nguyên tắc là ô tô

sạch tuyệt đối (zero emission) đối với môi

trường Nhưng ô tô chạy bằng năng lượng

điện gặp phải khó khăn vấn đề cung cấp điện

năng, nếu như tất cả các loại ô tô đều chạy

bằng điện thì ít hay nhiều còn phụ thuộc vào

các nguồn năng lượng khác “Lượng C02 thải ra khi ô tô chạy quãng đường 1Km” giảm

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý ô tô điện