Nghiên cứu các đặc tính xe điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TÍNH XE ĐIỆN S K C 0 9 MÃ SỐ: T2011 - 24 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TÍNH XE ĐIỆN Mã số: T2011-24 Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Ngọc Âu TP HCM, 1/2012 MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN I.1 Lịch sử xe điện I.2 Lịch sử xe ô tô điện I.3 Xe điện với vấn đề tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU CÁC DẠNG NGUỒN ĐIỆN CUNG CẤP CHO XE ĐIỆN I Tổng quát II Các thông số ắc quy 10 III Các loại ắc quy 12 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU ĐỘNG CƠ ĐIỆN DÙNG CHO XE ĐIỆN 18 I Tổng quan vềy động dùng cho xe điện 18 II Yêu cầu động dùng cho xe điện 19 III Động chiều kích từ độc lập 19 IV Động không đồng ba pha rotor lồng sóc 22 CHƯƠNG IV CÁC BỘ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG CẤP NGUỒN CUNG CẤP CHO XE ĐIỆN (BỘ BIẾN ĐỔI XUNG ÁP – CHOPPER) 28 I Bộ biến đổi xung áp giảm áp- Loại A 28 II Bộ biến đổi xung áp tăng áp- Loại B 29 III Bộ biến đổi xung áp Loại C 30 IV Bộ biến đổi xung áp Loại D 30 V Bộ biến đổi xung áp Loại E 31 CHƯƠNG V TÍNH TOÁN CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ DUNG LƯỢNG ẮCQUY CHO XE ĐIỆN 33 I Chọn công suất động 33 II Chọn dung lượng ắc quy 35 III Kết tính toán 35 CHƯƠNG KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Chương mở đầu CHƢƠNG MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề: Ngày nay, Chúng ta phải đối mặt với nạn ô nhiễm việc nóng dần lên trái đất Các chất đốt hóa thạch ngày khan gây ô nhiễm môi trường, tình trạng kẹt xe thành phố lớn giới vấn nạn, … Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM đặc biệt quan tâm đến vấn đề tiết kiệm lượng đăng cai tổ chức hội thảo quốc tế lượng xanh vào năm 2012 Nhận thấy, việc sử dụng xe điện phần giúp giải vấn nạn trên, nhiên Việt Nam nghiên cứu xe điện chưa nghiên cứu sâu rộng Đề tài “Nghiên cứu đặc tính xe điện” bước đầu tìm hiểu loại xe điện, nghiên cứu phận quan trọng xe điện accu, động điện, nguồn cấp cho động ứng dụng cho xe điện, đề tài phần nội dung dự án nghiên cứu chế tạo xe điện sử dụng lượng mặt trời Khoa Điện Điện Tử, Nghiên cứu đặc tính xe điện đề tài khác dự án như: Nghiên cứu pin lượng mặt trời, điều khiển cấu xoay pin, dò tìm công suất cực đại; Nghiên cứu hệ thống giám sát, hiển thị thông số vận hành, báo tình trạng lượng tại, cảnh báo tình trạng làm việc không bình thường, phận, hệ thống hỗ trợ gồm truy cập internet, dò đường, hệ thống định vị GMS… Đề tài hoàn thành góp phần chung định hướng Khoa Điện Điện Tử cho việc nghiên cứu tiết kiệm lượng, bảo vệ môi trường sử dụng lượng xanh thời gian tới II Mục đích: - Tìm hiểu tổng quan xe điện - Tìm hiểu tích trữ lượng accu - Tìm hiểu loại động điện dùng cho xe điện - Tìm hiểu biến đổi lượng cung cấp nguồn cho xe điện III Nội dung: Đề tài bao gồm nội dung sau: Chương mở đầu Chương Nghiên cứu tổng quan xe điện Chương Nghiên cứu tích trữ lượng accu dùng cho xe điện Chương Nghiên cứu động điện dùng cho xe điện Chương Bộ biến đổi lượng cung cấp nguồn cho động xe điện (Chopper) Chương Tính toán chọn công suất động dung lượng ắc quy cho xe điện Chương kết luận Chương mở đầu IV Kế hoạch thực hiện: Thời gian thực 04/2011-5/2011 Nội dung Chƣơng Tổng quan xe điện Tổng quan Lịch sử xe điện Xe điện với vấn đề tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường Chƣơng Nghiên cứu tích trữ lƣợng accu 06/2011 – 07/2011 dùng cho xe điện Tổng quát Các loại accu Cấu trúc accu Vấn đề nạp điện cho accu Tính toán lựa chọn dung lượng accu Chƣơng Nghiên cứu động điện dùng cho xe điện 08/2011-9/2011 Tổng quát Động DC Động AC Tính toán lựa chọn động cho xe điện Chƣơng Tìm hiểu biến đổi lƣợng cung 10/2011 –12/2011 cấp nguồn cho động xe điện Bộ biến đổi xung áp giảm áp (Chopper Class A) Bộ biến đổi xung áp tăng áp (Chopper Class B) Bộ biến đổi xung áp (Chopper Class C) Bộ biến đổi xung áp (Chopper Class B) Bộ biến đổi xung áp (chopper class D) Bộ biến đổi xung áp (chopper class E) Chƣơng Tính chọn công suất động dung lƣợng ắc quy xe điện Chương Tổng quan xe điện CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN I Lịch sử xe ô tô điện : Các tập đoàn ôtô hàng đầu giới sức cải tiến công nghệ cho phù hợp tiêu chuẩn khí thải biến động giá nhiên liệu Xe điện trở thành hướng phát triển, bên cạnh công nghệ lai dầu diesel Nhìn lại lịch sử phát triển xe điện, đến với xe dấu mốc quan trọng công nghệ mẻ theo bình chọn MSNbc 1922 - Detroit Electric model 90 Xe điện phát triển từ lâu Thậm chí chúng thông dụng xe chạy xăng vào thời kỳ đầu xe Theo nhà sử học, phụ nữ ưa chuộng mà xe điện trở thành kiêng kỵ quý ông, không người đàn ông muốn bị bắt gặp ngồi ôtô chạy điện Hình 1.5 Detroit Electric 1914 Có nhiều hãng sản xuất xe điện vào thời Babcock Electric (1916 1912), Baker Electric (1899 - 1916), Ohio Electric (1908 - 1918)… Detroit Electric nhà sản xuất xe điện tiếng tồn lâu nhất, từ 1907 đến tận 1942 Chính phu nhân Henry Ford, Clara Ford, nảy sinh mâu thuẫn với chồng không lựa chọn sản phẩm gia đình Model T, thay vào Detroit Electric 1914 Bà thường dùng xe để thăm bạn bè họ hàng 1974 - Serbing-Vanguard Citicar Trong thời kỳ xảy khủng hoảng lượng năm 1970, SerbingVanguard Citicar lựa chọn thay cho phương tiện giao thông khác, tạo nên sốt xe cỡ nhỏ Cho tới 1977, nhà sản xuất bán tới 2.300 Citicar có Chương Tổng quan xe điện tầm hoạt động 80 km tốc độ tối đa 45 km/h Khách hàng lựa chọn nâng cấp từ phiên 3,5 mã lực lên mã lực với tốc độ tối đa lên khoảng 60 km/h Hình 1.5 Hình xe điện thiết kế nhỏ gọn Đến 1976, số lượng Citicar tiêu thụ đưa Serbing - Vanguard lên vị trí thứ Mỹ sau GM, Ford, Chrysler, AMC Checker Sau đó, tập đoàn Commuter Vehicles mua lại thiết kế Citicar đổi tên Commuta - Car Phiên nâng cấp tiếp tục sản xuất vào năm 1979, có khoảng nghìn Comuta-car Comuta-van xuất xưởng Với 4.300 chiếc, Citicar hay Comuta-car giữ kỷ lục lượng xe điện sản xuất lịch sử ngành ôtô 1996 - General Motor EV1 Những năm đầu thập kỷ 90, GM đổ hàng tỷ USD vào nghiên cứu xe điện cho đời mẫu xe điện hãng EV1 Thế hệ EV1 gắn ắc quy chì- axit, giới hạn chạy từ 120 đến 160 km Thế hệ thứ thay ắc quy niken hydrua nâng giới hạn chạy lên 120 đến 240 km không đáp ứng nhu cầu người dùng Mặc dù coi xe điện tốt giới EV1 so sánh với mẫu xe sử dụng động đốt Chương Tổng quan xe điện Hình 1.6 Mẫu xe GM General Motor EV1 1996 Một vấn đề giá xe, GM cho phép thuê EV1 năm 48 nghìn km với giá từ 34 nghìn đến 44 nghìn USD Giải pháp cho EV1 ngừng sản xuất hòa vốn 2002 - Ford Th!nk City Cháu trai Henry Ford, Bill Ford, mạo hiểm đưa tập đoàn vào nghiên cứu công nghệ xe sau ông lên làm chủ tịch kiêm Tổng Giám Đốc Ford Khởi đầu việc mua lại hãng sản xuất xe điện Nauy- Th!nk Th!nk tiếng từ trước với xe sân gôn đáng tự hào, với City, thương hiệu có xe thực thụ Th!nk City xe điện giới vượt qua kiểm tra va đập đủ chất lượng chạy đường cao tốc năm 2008 Tốc độ tối đa 105 km/h giới hạn chạy 210 km/1 lần sạc, tăng tốc 50 km/h 6,5 giây 80 km/h 16 giây Hình 1.7 Mẫu Ford Th!nk City năm 2002 Chương Tổng quan xe điện Tuy nhiên, vào năm 2002, Th!nk City tay Ford, Th!nk City bị thu hồi nhiều lỗi kỹ thuật Ford định dừng chiến dịch quảng bá cho Th!nk City bán lại cho tập đoàn sản xuất xe điện Thụy Sĩ, Th!nk City xuất ngược lại Nauy nhu cầu xe điện cao Th!nk City sản xuất tiếp vào năm 2007 2008 - GEM e4 Chrysler đầu tư vào hãng sản xuất xe điện Global Electric Motocar họ nhận thấy tiềm thị trường xe điện tốc độ thấp hay gọi NEV (Neighborhood electric vehicle) Mặc dù có vận tốc tối đa 40 km/h giới hạn chạy 48 km xe GEM ứng dụng rộng rãi phù hợp yêu cầu nhiều loại hình công việc Sáu mẫu xe GEM e2 (2 chỗ), e4 (4 chỗ), e6 (6 chỗ), eS, eL, eL XD (thêm giá chở hàng phía sau) sử dụng hàng ngày mục đích dạo, tuần tra đường phố công viên, chở khách du lịch, bán hàng lưu động, sử dụng bệnh viện, sân bay hay sân gôn… Đến nay, 35 nghìn GEM sản xuất tiêu thụ tiềm GEM lớn Hình 1.8 Mẫu xe GEM hãng Global Electric Motocar 2008 2011 - Chevrolet Volt Bước phát triển ngành công nghiệp xe điện trông chờ vào Chevrolet Volt, hứa hẹn đưa thị trường với phiên 2011 Mặc dù Hiệp hội kỹ sư ngành ôtô xếp loại vào xe plug-in hybrid (hybrid sạc điện gia dụng), nhà sản xuất lại tránh dùng từ “hybrid” để xe họ Chương Tổng quan xe điện Hình 1.9 Mẫu thiết kế Chevrolet: Chevrolet Volt Thay vào đó, mô tả “xe điện mở rộng giới hạn nhờ động đốt trong” Ý kiến bắt nguồn từ việc Volt không nối trực tiếp động đốt trục xe, động đóng vai trò máy phát điện, khác với thiết kế hybrid Giới hạn chạy điện xe 65 km, sau xe chuyển sang chạy xăng Điều có nghĩa với người quãng đường ngắn nội thành Volt xe điện Khác với xe điện EV1, lần Volt có thiết kế chỗ, tốc độ tối đa lên đến 160km/h, dung tích ắc quy giảm từ 300L EV1 xuống 100L Xe sử dụng hệ thống động lực Voltec sau trở thành hệ thống tiêu chuẩn chế tạo cho xe điện tương lai Tuy nhiên lần giá lại vấn đề với GM Volt ấn định giá khởi điểm 40 nghìn USD mức giá giúp GM sinh lãi Với hỗ trợ từ phía phủ, giá xe giảm xuống mức 32.500 USD Liệu Volt có phải lựa chọn tốt danh sách xe hybrid ngày dài hay không câu hỏi khó II Xe điện với vấn đề tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường Vì xe điện lại bảo vệ môi trường Dưới số lý lại cần có nhiều xe điện đường phố:  Sử dụng xe điện cá nhân tốn thời gian và tiền bạc cá phương tiện giao thông truyền thống sử dụng động đốt Chương IV Các biến đổi lượng cung cấp nguồn cho xe điện Hệ số điều chỉnh :  = ton/T Nhận xét: Bằng cách điều chỉnh  từ 01, điện áp tải biến thiên khoảng từ 0V, điện áp trung bình chopper .Vs Vs (4.3) rỏ ràng điện áp tải lớn điện áp nguồn nên gọi tăng áp Trong trường hợp tải động DC dòng điện phần ứng: Iư = [Vs/(1-) – E]/Rư 30 (4.4) Chương IV Các biến đổi lượng cung cấp nguồn cho xe điện III Bộ biến đổi xung áp Loại C: Hình 4.3a Bộ biến đổi xung áp Class C Hình 4.3c Dạng sóng choppper Class C Hình 4.3b Đặc tính làm việc chopper class C Chopper Class C kết hợp Class A Class B chế độ làm việc gốc phần tư I T1 = ON D2 dẫn, gốc phần tư thứ II T2 = ON D1 dẫn hình 4.3b, dạng sóng hình 4.3c Giản đồ kích đóng công tắc T1 T2 đối nghịch, điện áp tạo thành tải không âm, thay đổi +Vs Nếu tải động DC giá trị điện áp trung bình tải là: VL = .Vs (4.5) dòng điện phần ứng: Iư = (.Vs – E)/Rư (4.6) Nhận xét: việc hay đổi tỉ số kích đóng  hai công tắc T1 T2 hoàn toàn điều khiển đảo chiều dòng điện qua tải, trạng thái tải trở thành nguồn phát đưa lượng trở nguồn IV Bộ biến đổi xung áp Loại D: Khi T1 T2 kích dẫn đồng thời điện áp VL = Vs dòng điện tải IL có chiều hình 4.4a, đặc tính làm việc gốc phần tư thứ I Khi T1 T2 ngưng dẫn, dòng điện tải IL liên tục chiều qua D1 D2 lượng trả nguồn lượng tích trữ với tải cảm (động DC), đặc tính làm việc gốc phần tư thứ IV Giá trị điện áp trung bình tải là: VL = Vs.(2 -1) (4.7) trường hợp tải động DC dòng điện phần ứng: Iư = [Vs.(2 -1) – E]/Rư 31 (4.8) Chương IV Các biến đổi lượng cung cấp nguồn cho xe điện Hình 4.4a Bộ biến đổi xung áp Class D Hình 4.4c Dạng sóng choppper Class D; tON>tOFF Hình 4.4b Đặc tính làm việc chopper class D V Bộ biến đổi xung áp Loại E: Hình 5.5a Bộ biến đổi xung áp Class E Hình 5.5b Đặc tính làm việc Class E Bộ chopper điều khiển theo cách sau: Cách 1: -Hoạt động gốc phần tư I II: T4 kích đóng liên tục, T1 T2 điều khiển đóng cắt ngược pha ta có chopper làm việc kiểu đảo dòng hình 4.3b -Hoạt động gốc phần tư III IV: T3 kích đóng liên tục, T1 T2 điều khiển đóng cắt ngược pha ta có chopper làm việc kiểu đảo dòng điện áp cực tính ngược lại Cách 2: -Khóa T1 T4 diode D1 D2 hợp thành mạch chopper kiểu đảo dòng chopper class D hình 4.4a Chopper hoạt động gốc phần tư I IV 32 Chương IV Các biến đổi lượng cung cấp nguồn cho xe điện -Tương tự T2 T3 diode D1 D2 hợp thành mạch chopper hoạt động gốc phần tư II III Cách 3: Việc kích đóng dựa nguyên tắc cách hai có thay đổi sau: -Các mạch choppper hợp thành (T1,T4) (T2,T3) được điều khiển đồng thời thay điều khiển riêng rẻ cách - Khóa (T1,T4) (T2,T3) hợp thành cặp bổ phụ, nghĩa khóa cặp kích dẫn ngược pha 33 Chương v Tính toán chọn công suất động dung lượng ắc quy cho xe điện CHƢƠNG V TÍNH TOÁN CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ DUNG LƢỢNG ẮCQUY CHO XE ĐIỆN I Chọn công suất động Chọn động điện cho xe điện bao gồm nhiều tiêu chuẩn phải đáp ứng: - Động phải có đủ công suất kéo - Tốc độ phù hợp đáp ứng phạm vi điều chỉnh tốc độ với phương pháp điều chỉnh thích hợp - Thỏa mãn yêu cầu mở máy hãm điện - Phù hợp với nguồn điện sử dụng (loại dòng điện, cấp điện áp ) - Thích hợp với điều kiện làm việc (điều kiện thông thoáng, nhiệt độ, độ ẩm, khí độc hại, bụi bặm, trời hay nhà ) Đối với cấu di chuyển xe , lực cản tĩnh phụ thuộc vào khối lượng xe chuyên chở khối lượng xe , trạng thái đường (ổ gà dốc , vật cản đường đi…) tác động gió Công suất động theo điều kiện cản chuyển động: Nv = tl Nv = tl (Nf + Nω) (5.1) G f Vmax K F Vmax ( + ) (HP) (5.2) 3500 270 Trong đó:  t - Hiệu suất hệ thống truyền lực K - Hệ số cản không khí (KGS2/m4) F - Diện tích cản diện (m2) Vmax – Vận tốc cực đại ôtô ( km/h) 33 Chương v Tính toán chọn công suất động dung lượng ắc quy cho xe điện G – Trọng lượng toàn ôtô, KG f – Hệ số cản lăn mặt đường Các thông số lựa chọn: Hiệu suất truyền lực chính: (  t ) Để đánh giá tổn thất lượng hệ thống truyền lực người ta dùng hiệu suất trình truyền lực(  t) tỷ số công suất bánh xe chủ động công suất hữu ích động cơ, thường xác định thực nghiệm Khi tính toán sức kéo ta chọn theo loại ô tô sau: ô tô tải ô tô khách: t= 0,85 0,90 Hệ số cản không khí: (K) Hệ số khí cản động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng chất lượng bề mặt ô tô( KG.s2/m4), hệ số K xác định thực nghiệm Diện tích cản diện: (F) Diện tích cản điện ô tô diện tích hình chiếu ô tô lên mặt phẳng vuông góc với trục dọc xe ô tô (m2) Việc xác định diện tích có nhiều khó khăn, để đơn giản tính toán người ta dùng công thức gần sau: F = B.H (5.3) Trong đó:  B: Chiều rộng sở ôtô (m)  H: Chiều cao lớn ôtô tính từ mặt đường đến điểm cao ô tô (m) Trọng lƣợng G (kg) toàn ôtô bao gồm thông số:  Trọng lượng ôtô  Trọng lượng acquy  Trọng lượng hành khách có  Trọng lượng hàng phía sau 34 Chương v Tính toán chọn công suất động dung lượng ắc quy cho xe điện II Chọn dung lƣợng ắcquy: Dung lƣợng ắcquy: AH = T W V pf (5.4) Trong đó: AH: dung lượng ắcquy (Ah) W: công suất (W) T: thời gian cần cấp điện (h) V: điện áp (V) Pf: hiệu suất điều khiển III Kết tính toán Tính chọn dãy công suất động cho xe điện Giá trị Thông số ban đầu t Hiệu suất truyền lực K Hệ số cản không khí F Diện tích cản diện: F = B.H (m2) 0,8 0,085 1,68 B = 1,2m; H = 1,4m G Trọng lượng toàn xe: G = 360kg -Trọng lượng ôtô: 120 kg -Trọng lượng ắcquy: 100 kg 360 -Trọng lượng người: 120 kg -Các thành phần khác: 20 kg f Hệ số cản lăn đường Vmax Vận tốc tối đa (km/h) 0.023 Kết tính toán Nv tl trình bày bảng 5.1 G f Vmax K F Vmax ( + ) 3500 270 [HP] 35 Chương v Tính toán chọn công suất động dung lượng ắc quy cho xe điện Bảng 5.1 Kết tính toán quan hệ vận tốc công suất động V (km/h) P(W) 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 331 419 521 636 768 919 1091 1285 1504 1750 2024 2330 2669 3043 3454 3904 V(km/h) Hình 5.1 Quan hệ tốc độ V (km/h) công suất động P(w) Tính chọn dãy dung lƣợng ắc quy dùng cho xe điện Thông số ắc quy W Công suất (W) T Thời gian cần cấp điện (h) V điện áp (V) Pf Hiệu suất điều khiển AH Dung lượng ắcquy Giá trị 0.8 Kết tính toán trình bày bảng 5.2 5.3 T W AH = V pf 36 Chương v Tính toán chọn công suất động dung lượng ắc quy cho xe điện Bảng 5.2 Kết tính toán khoảng cách xe di chuyển dung lượng ắcquy, công suất động 1100W h Km Điện áp (V) Ah Điện áp (V) Ah Điện áp (V) Ah Điện áp (V) Ah Điện áp (V) Ah 20 40 60 80 37 73 110 147 24 49 73 98 12 24 37 49 16 24 32 12 16 Km Hình 5.2 Quan hệ dung lượng ắc quy với khoảng cách xe, công suất động 1100W, 24V Km Hình 5.4 Quan hệ dung lượng ắc quy với khoảng cách xe, công suất động 1100W, 72V 37 100 24V 183 36V 122 72V 61 110V 40 220V 20 120 140 160 180 10 200 220 257 293 330 367 147 171 196 220 244 73 86 98 110 122 48 56 64 72 80 24 28 32 36 40 Km Hình 5.3 Quan hệ dung lượng ắc quy với khoảng cách xe, công suất động 1100W, 36V Km Hình 5.5 Quan hệ dung thời gian làm việc ắc quy với công suất động 1100W, 110V Chương v Tính toán chọn công suất động dung lượng ắc quy cho xe điện Bảng 5.3 Kết tính toán khoảng cách xe di chuyển dung lượng ắcquy, công suất động 2200W h Km Điện áp (V) Ah Điện áp (V) Ah Điện áp (V) Ah Điện áp (V) Ah Điện áp (V) Ah 30 60 90 120 73 147 220 293 49 98 147 196 24 49 73 98 16 32 48 64 16 24 32 Km Hình 5.6 Quan hệ dung lượng ắc quy với khoảng cách xe, công suất động 2200W, 24V Km Hình 5.8 Quan hệ dung lượng ắc quy với khoảng cách xe, công suất động 2200W, 72V 38 150 24V 367 36V 244 72V 122 110V 80 220V 40 180 210 240 270 10 300 440 513 587 660 733 293 342 391 440 489 147 171 196 220 244 96 112 128 144 160 56 64 72 80 48 Km Hình 5.7 Quan hệ dung lượng ắc quy với khoảng cách xe, công suất động 2200W, 36V Km Hình 5.9 Quan hệ dung thời gian làm việc ắc quy với công suất động 2200W, 110V Chương v Tính toán chọn công suất động dung lượng ắc quy cho xe điện Nhận xét:  Điện áp cấp nguồn động lớn dung lượng ắc quy nhỏ, điều giúp giảm dòng điện cấp cho động đáng kể giảm kích cỡ phần tử kèm theo dây dẫn, thiết bị bảo vệ, van điều khiển, …  Kết bảng số liệu tính toán giúp ích cho việc tra cứu lựa chọn tốc độ di chuyển xe, công suất động truyền động cho xe dung lượng ắc quy cách nhanh chóng dễ dàng  Do điều kiện khách quan có ắc quy với dung lượng ắc quy 100Ah, xe dùng động DC, động 550W, 24V tra bảng 5.1 hay đồ thị chọn tốc độ di chuyển tối đa xe 20km/h, xe hoạt động gần khoảng 100km 39 Chương V Chương kết luận CHƯƠNG KẾT LUẬN Đề tài “Nghiên cứu đặc tính xe điện” tìm hiểu loại xe điện, nghiên cứu phận quan trọng xe điện accu, động điện, biến đổi xung áp cấp cho động DC, đề tài phần nội dung dự án nghiên cứu chế tạo xe điện sử dụng lượng mắt trời Khoa Điện Điện Tử Kết quả: Qua thời gian thực hiện, đề tài đáp ứng mục tiêu ban đầu đề ra, cụ thể vào tìm hiểu vấn đề sau: Tìm hiểu tổng quan xe điện: trình bày lịch sử phát triển dòng xe điện điển hình giới cách tổng quát, chương nêu lên lợi ích bảo vệ môi trường tiết kiệm lượng xe điện Tìm hiểu accu dùng cho xe điện: chương trình bày chi tiết thông số bản, đặc trưng, số quan trọng ắc quy, chương phân tích loại ắc quy so sánh loại ắc quy dùng cho xe điện nhận xét:  Ắc quy axit chì phát triển từ lâu ứng dụng cho công nghiệp xe điện, xe gôn thể thao, xe nâng, xe điện siêu thị, … vấn đề an toàn ắc quy axit chì, ắc quy Nickel Cadium Sodium-sulfur không dùng  Với sức ép giảm thiểu khí thải của dòng xe sử dụng lượng hóa thạch, xe điện xe kỷ 21, xe tương lai Với ưu điểm công nghệ vượt trội đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường, số SE, SP, vòng đời cao ắc quy Lithium lựa chọn cho dòng xe điện Tìm hiểu động dùng cho xe điện: chương trình bày tổng quan động điện dùng cho xe điện trình bày cấu tạo, phương trình đặc tính động chiều kích từ độc lập Chương trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động, sơ đồ tmạch điện hay động không đồng ba pha rotor lồng sóc, đặc tính loại động Các biến đổi lượng dùng cho xe điện: chương trình bày biến đổi xung áp (chopper) phân tích sơ đồ, chế độ làm việc, vùng làm việc phương trình điện áp chopper, chương phân tích chopper góc nhìn ‘’truyền động điện’’ chế độ hoạt động cấp nguồn điều khiển động DC chế độ làm việc bình thường trạn thái hãm tái sinh Chọn công suất động dung lượng ắc quy dùng cho xe điện: chương trình bày phương pháp tính chọn công suất động dung lượng ắc quy dùng cho xe điện Chương lập bảng số liệu, đồ thị quan hệ công suất động tốc độ tối đa xe, quan hệ điện áp dung lượng ắc quy giúp ích cho việc tra cứu lựa chọn tốc độ di chuyển xe, công suất động truyền động cho xe điện dung lượng ắc quy cách nhanh chóng dễ dàng Nhận xét: 40 Chương V Chương kết luận  Điện áp cấp nguồn động lớn dung lượng ắc quy nhỏ, điều giúp giảm dòng điện cấp cho động đáng kể giảm kích cỡ phần tử kèm theo dây dẫn, thiết bị bảo vệ, van điều khiển, …  Kết bảng số liệu tính toán giúp ích cho việc tra cứu lựa chọn tốc độ di chuyển xe, công suất động truyền động cho xe dung lượng ắc quy cách nhanh chóng dễ dàng  Do điều kiện khách quan có ắc quy với dung lượng ắc quy 100Ah, xe dùng động DC, động 550W, 24V tra bảng 5.1 hay đồ thị chọn tốc độ di chuyển tối đa xe 20km/h, xe hoạt động gần khoảng 100km Sản phẩm toàn dự án xe điện với tên SMART SOLAR ELECTRIC CAR THÔNG SỐ XE ĐIỆN Thông số kỹ thuật xe  DxRxC: 2600x1400x1350 (mm)  Công suất động cơ: x 550W  Điện áp động DC: 24V  Tốc độ tối đa: 40km/h  Trọng lượng tổng: 360 kg  Leo dốc tối đa: 12 độ  Bánh xe kiểu mâm, phanh thủy lực  Đèn chiếu sang: LED Solar panel  Solar panel: công suất 270W  Cơ cấu xoay pin mặt trời: tự động dòm tím hướng với góc quay từ 0‚ 330o, kết hợp dò công suất cực đại P&O  Accquy: khô, 2x100Ah Sử dụng công nghệ sạc tăng tuổi thọ accquy từ nguồn pin mặt trời/nguồn 220VAC Hệ thống giám sát  Hiển thị thông số vận hành phận thuộc hệ thống động lực điều khiển  Báo lượng thời gian sử dụng lại  Cảnh báo tình trạng làm việc không bình thường phận Hệ thống hổ trợ  Truy cập Internet, hổ trợ dò đường  Định vị GMS Đề nghị: - Tiếp tục nghiên cứu hướng dùng động AC không đồng rotor lồng sóc giá thành rẻ điều khiển truyền động nghịch ba pha cấp nguồn cho động AC dùng cho xe điện xu hướng phát triển tương lai 41 Chương V Chương kết luận TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Điện tử công suất _ Nguyễn Văn Nhờ _ NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [2] Truyền động điện _ Phan Quốc Dũng_ NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [3] Lý thuyết ô tô máy kéo _ GS.TSKH Nguyễn Hữu Cẩn _ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội [4] Lightweight Electric/Hybrid Vehicle Design _ Ron Hodkinson and John Fenton [5] Build Your Own Electric Motorcycle _ Carl Vogel [6] ELECTRIC and HYBRID VEHICLES Design Fundamentals_Iqbal Husain_CRC PRESS 42 [...]... của dòng xe sử dụng năng lượng hóa thạch, xe điện là xe của thế kỷ 21, xe của tương lai Với ưu điểm về cơng nghệ vượt trội về đảm bảo khơng gây ơ nhiễm mơi trường, chỉ số SE, SP, vòng đời cao ắc quy Lithium là lựa chọn cho các dòng xe điện hiện nay 17 Chương III Nghiên cứu động cơ điện dùng cho xe điện CHƢƠNG 3 NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN DÙNG CHO XE ĐIỆN Chương trình này trình bày đặc tính động... lớp nằm giữa NiCl2 và tấm cách nhơm Phản ứng hóa học xảy ra của cell cơ bản như sau: 16 Chương II Nghiên cứu bộ tích trữ năng lượng accu dùng cho xe điện Hình 2.5 Cấu trúc hộc ắc quy Sodium -Metal-Chloride Đặc tính của các loại ắc quy dùng cho xe điện: Nhận xét: -Ắc quy axit chì đã phát triển từ lâu và ứng dụng cho cơng nghiệp xe điện, xe gơn thể thao, xe nâng, xe điện trong các siêu thị, … nhưng vì... Tổng quan về xe điện  Việc sở hữu hay sử dụng xe điện rất thú vị và tốt cho mọi người vì xe điện rất thân thiện và góp phần bảo vệ mơi trường  Xe điện có ưu điểm là sử dụng hệ thống điện đã có, khơng cần đầu tư hạ tầng để cung cấp điện cho các phương tiện giao thơng  Xe điện giúp giảm bớt một số vấn đề mà chúng ta đang phải đối mặt ngày nay là vấn đề ơ nhiễm và sự nóng lên tồn cầu  Xe máy điện đóng... của ắc quy b Đặc tính điện áp hở mạch của ắc quy 10 Chương II Nghiên cứu bộ tích trữ năng lượng accu dùng cho xe điện 5 Phóng điện sâu DoD: là phần trăm ắc quy phóng điện so với dung lượng định mức Phóng điện sâu cho bởi cơng thức: Ắc quy được gọi là phóng điện sâu khi xả ít nhất 80% dung lượng định mức 6 Đặc tính kỹ thuật: Sơ đồ thay thế ắc quy gồm nguồn Ev khi khơng tải nối tiếp với điện trở nội... 2.7a Điện áp hở mạch tùy thuộc vào nhiều yếu tố như trạng thái điện tích của ắc quy, nhiệt độ, trạng thái phóng điện, … Đặc tính phóng điện như hình 2.7b, khi ắc quy xả thì điện áp nội giảm trong khi điện trở nội tăng Điện áp hở mạch là chỉ số quan trọng về trạng thái xả điện tích Một khi ắc quy đạt đến trạng thái xả điện tích sâu 100% điện áp hở mạch giảm nhanh cùng với xả điện tích nhiều hơn Đặc tuyến... ẮC QUY DÙNG CHO XE ĐIỆN I Tổng qt Ắc quy là một nguồn điện được trữ năng lượng điện cung cấp điện cho các thiết bị điện phục vụ trong cơng nghiệp cũng như trong đời sống hàng ngày: như cung cấp điện cho động cơ điện, bóng đèn, là nguồn ni cho các thiết bị điện tử… Cấu tạo của Ắc quy: ắc quy là một nguồn điện hố, sức điện động của ắc quy phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo bản cực và chất điện phân  Muốn... q trình ắc quy phóng điện Điện cức này phát điện tử trong q trình ắc quy phóng điện Chất điện phân: chất điện phân cho phép dẫn ion giữa cực âm và cực dương của ắc quy, chất điện phân có tính dẫn ion cao trong q trình phản ứng điện cực nhưng khơng dẫn điện tử để tránh hiện tượng ắc quy tự xả điện Chất điện phân có thể là chất lỏng, gel hay vật liệu rắn Chất điện phân có thể có tính axit hoặc kiềm tùy... động cơ điện một chiều kích từ độc lập và động cơ điện khơng đồng bộ ba pha rotor lồng sóc I Tổng qt về động cơ điện dùng cho xe điện Động cơ điện có chế độ làm việc hai chiều là biến đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ cung cấp cho xe hoạt động và nhận năng lượng từ cơ chuyển sang điện ở khi xe hãm phanh và động cơ làm việc ở trạng thái hãm tái sinh Ở xe điện động cơ điện chuyển năng lượng điện từ... năng lượng cơ và truyền động cho bánh xe để xe điện di chuyển Lợi thế chính của động cơ điện là có thể cung cấp mơ men tồn phần (full torqe) ở tốc độ thấp và cơng suất tức thì có thể gấp 2-3 lần cơng suất định mức Đặc tính này giúp cho xe điện có thể tăng tốc một cách tuyệt vời Đặc tính cơ của động cơ được trình bày ở hình 3.1 Hình 3.1 Đặc tính cơ của động cơ điện Về động cơ thì có động DC và động... (1) là phương trình đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập 21 (1) Chương III Nghiên cứu động cơ điện dùng cho xe điện Vt R  a I a   0   K K V R n  t  a I a  n0  n Ke Ke  Hay: (2) (2) là phương trình đặc tính tốc độ Vt K Ở trạng thái xác lập, mơ men điện từ Td bằng mơ men tải Tm, độ sụt tốc độ là: Ra   T  K  2 m Từ (1) và (2) biểu diễn đặc tính cơ và đặc tính tốc độ của động