Đề tài nhằm mục đích khảo sát thiết kế để chuyển đổi xe Thaco Towner chạy bằng nhiên liệu xăng thành một xe chạy hoàn toàn bằng điện và thiết kế mạch nạp từ hệ thống pin năng lượng mặt trời cho hệ thống lưu trữ trên cơ sở lý thuyết Nội dung gồm Tổng quan về ô tô điện cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG NGHIÊN CỨU CHUYỂN ĐỔI XE SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG THÀNH XE ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Sinh viên thực hiện: VÕ XUÂN HUY Đà Nẵng – Năm 2018 TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu chuyển đổi xe sử dụng lượng truyền thống thành xe điện sử dụng lượng mặt trời Sinh viên thực hiện: Võ Xuân Huy Số thẻ SV: 103130132 Lớp: 13C4B Chương TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ ĐIỆN Giới thiệu tổng quan ô tô điện , xu hướng , lịch sử phát triển số mẫu xe điện phát triền gần giới Việt Nam Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT Giới thiệu chung hệ thống pin lượng mặt trời, trình bày đặc tính phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều Cấu tạo, đặc tính phóng nạp phương pháp nạp điện cho acquy Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ Phân tích phương án lựa chọn, tính tốn chọn phận cần thiết cho thiết kế Thiết kế mạch nạp cho ắc quy từ pin lượng mặt trời tính tốn mạch chỉnh lưu từ điện lưới cho ắc quy KÊT LUẬN Kết luận chung, khẳng định kết đạt được, đóng góp đề tài Những hạn chế chưa đạt đề tài hướng phát triển đề tài tương lai ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Võ Xuân Huy Số thẻ sinh viên: 103130132 Lớp:13C4B Khoa:Cơ khí Giao thơng Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Tên đề tài đồ án: Nghiên cứu chuyển đổi xe sử dụng lượng truyền thống thành xe điện sử dụng lượng mặt trời Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Các số liệu catalog xe Thaco Towner 990A, tài liệu tham khảo học trường Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương Tổng quan tơ điện 1.1 Xu hướng phát triển ô tô giới 1.2 Lịch sử phát triển ô tô điện giới 1.3 Nhu cầu sử dụng ô tô điện 1.4 Một số mẫu xe điện phát triển gần giới Chương Cơ sở lý thuyết 2.1 Hệ thống pin lượng mặt trời 2.2 Đơng điện chiều 2.3 Hệ thống tích trữ điện Chương Tính tốn thiết kế 3.1 Phân tích phương án lựa chọn 3.2 Tính tốn lựa chọn phận cần thiết cho việc thiết kế 3.3 Thiết kế mạch nạp cho acquy Kêt luận Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): Bảng vẽ sơ đồ hệ thống Bảng vẽ tổng thể xe Thaco Towner 990A Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý mạch Cuk converter Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý mạch kích IGBT Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp áp ngõ vào Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp áp ngõ (1 A3) (1 A3) (1 A3) (1 A3) (1 A3) (1 A3) Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp dòng ngõ vào (1 A3) Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp dòng ngõ Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5V (1 A3) (1 A3) 10 Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 12V 11 Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý mạch nguồn ± 15V (1 A3) (1 A3) Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung: TS PHẠM QUỐC THÁI Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hồn thành đồ án: 29/1/2018 27/5/2018 Trưởng Bộ mơn Kỹ thuật ô tô máy động lực Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018 Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Sau thời gian năm học trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, dạy bảo hướng dẫn tận tình Thầy giáo, em tiếp thu kiến thức mà thầy cô truyền đạt Mỗi sinh viên cần phải qua đợt tìm hiểu thực tế để kiểm tra bổ sung thêm kiến thức học Do q trình thực tập tốt nghiệp làm đồ án tốt nghiệp điều cần thiết sinh viên, khơng giúp cho sinh viên tiếp xúc làm quen với chi tiết, hệ thống học lý thuyết mà giúp cho ta biết phải giải vấn đề kỹ thuật có liên quan đến Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa, cơng nghiệp tơ ngành công nghiệp quan trọng hàng đầu mà Nhà nước ta đặc biệt quan tâm trọng phát triển để góp phần vào việc xây dựng bảo vệ đất nước Tuy nhiên quy định gắt gao tiêu chuẩn khí thải Euro Các nhà phát triển tô ngày không ngừng tâm phát triển ô tô hạn chế phát thải gây ô nhiễm môi trường cách sử dụng nguồn nhiên liệu thiên nhiên thay dần cho xăng dầu, ứng dụng lượng mặt trời công nghệ phát triển ô tô xu hàng đầu Ý thức điều đó, sinh viên ngành khí động lực khoa Cơ khí giao thơng ln cố gắng phấn đấu nhiều để có khối kiến thức thật vững cho nhu cầu qua đề tài “Nghiên cứu chuyển đổi ô tô sử dụng lượng truyền thống thành xe điện sử dụng lượng mặt trời.” Do kiến thức nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo cịn thiếu sót điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong Thầy cô giáo môn bảo để đồ án em hoàn thiện Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy giáo hướng dẫn“T.S Phạm Quốc Thái” tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đề tài Và em xin gởi lời cảm ơn đến Thầy cô giáo khoa Cơ khí Giao thơng bạn sinh viên lớp 13C4B giúp em hoàn thành đề tài Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2018 Sinh viên Võ Xuân Huy i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung đồ án thực hướng dẫn trực tiếp thầy T.S Phạm Quốc Thái Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, thời gian, địa điểm Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Sinh viên thực Võ Xuân Huy ii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU 5N120 ANTD Hình 3.23 Sơ đồ chân FGA25N120 ANTD 12V 12V 14 14 +VF2 -VF2 VO2 HCPL-2231 F HEF40106BP 14 U2A R2 VO1 F G_FET R HEF40106BP U2A 14 F F HEF40106BP U2A F HEF40106BP 14 U2A 10 11 F HEF40106BP 14 U2A 13 12 HEF40106BP +VF1 -VF1 CON2 U2A U3 R VDD R1 GND J1 F Hình 3.24 Sơ đồ nguyên lý mạch kích IGBT 73 Tín hiệu kích đưa từ chân PWM_CHARGE vi điều khiển qua mạch kích qua jack cắm J5 Hình 3.25 Sơ đồ chân HCPL 2231 HCPL 2231 Opto dùng để cách ly tín hiệu kích đưa từ PIC xuống điện áp dùng để kích IGBT HCPL 2231 gồm Opto mạch ta cần cách ly tín hiệu PWM_CHARGE nên cần sử dụng Opto1 gồm: chân nhận tín PWM_CHARGE, chân nối với GND PIC, ngõ chân hiệu Hình 3.26 Sơ đồ chân HEF40106BP HEF40106BP có đệm đảo, mạch cần đệm cho tín hiệu từ chân số cách ly HCPL 2231 nên ta sử dụng chân 2, chân đệm đảo Vì tín hiệu bị đảo nên ta dùng lại để đảo lại đệm tạo thành tín hiệu kích cho IGBT 3.3.3 Các mạch hồi tiếp dòng áp 3.3.3.1 Mạch hồi tiếp áp ngõ vào Hình 3.27 Sơ đồ chân OP07 -15V U1 R4 - VOL_CELL OP-07 J1 + R R1 + + C1 R2 RESISTOR VAR CON2 C2 SOLAR CELL +15V F F F Hình 3.28 Sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp áp ngõ vào 74 3.3.3.2 Mạch hồi tiếp áp ngõ Hình 3.29 Sơ đồ chân LM393 LM393 opamp so sánh bao gồm so sánh hoạt động độc lập Có thể hoạt động với nguồn đơn đơi R10 -15V R -15V U56 8 U57 - + + R + VOL_BATT R1 OP-07 - R5 OP-07 100K J1 R3 R R12 RESISTOR VAR C2 F R4 R -15V CON2 C1 -15V F F R6 R - OVER_VOL_BATT F 5V R7 R + R9 LM393 U55B R + R8 R C3 C F Hình 3.30 Sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp áp ngõ Cũng tương tự mạch hồi tiếp áp ngõ vào, mạch hồi tiếp áp ngõ sử dụng Op-Amp OP07 làm mạch khuếch đại Khác với mạch hình 3.29, tín hiệu ngõ Op-Amp thứ khuếch đại thêm 10 lần qua Op-Amp thứ hai, Op- Amp thứ hai mạch nhân Ngoài cịn có mạch phát q áp Tín hiệu Op-Amp thứ hai đưa vào Op-Amp LM393 thiết kế so sánh Điện áp chuẩn đặt chân V+ điều chỉnh biến trở RV11 Khi áp vào vượt điện áp chuẩn, mạch xuất tín hiệu OVER_VOL_BATT vi điều khiển 3.3.3.3 Mạch hồi tiếp dịng ngõ vào Hình 3.31 Cảm biến dòng LTS25-NP 75 5V +15V R1 U3 R3 - R4 OP-07 + +15V U5 R2 U4 TL431 R6 - CURREN_CELL + + C1 R7 + C2 +15V OP-07 J5 F J3 R 5V F +15V CON2 R8 R CON2 F IN1 IN4 IN2 J4 IN3 F +5V IN5 1U IN6 LTS25-NP C3 J2 CON2 U7 + OV CON2 F OUT Hình 3.32 Sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp dòng ngõ vào Dòng điện từ pin mặt trời vào mạch Cuk qua cảm biến dòng LTS25-NP, cảm biến dòng xuất điện áp chân OUT (7) Trong mạch dùng cách để đưa giá trị áp Vd ADC: - Đưa trực tiếp Vd PIC ta hở mạch J3, J5 ngắn mạch J30 - Ngược, ta hở mạch J1 ngắn mạch J3, J5, Vd khuếch đại lên 20 lần khuếch đại 3.3.3.4 Mạch hồi tiếp dòng ngõ Tương tự mạch hồi tiếp dòng ngõ vào trên, mạch hồi tiếp dòng ngõ dùng cảm biến dịng LTS25-NP OP07 làm mạch khuếch đại Ngồi mạch cịn có phần mạch cảm phát dịng, mạch tương tự mạch phát áp mạch hồi tiếp áp ngõ Mạch so sánh điện áp phấn mạch so sánh lại IC LM393 sử dụng mạch hồi tiếp áp ngõ +15V 5V U3 R3 - R4 R1 OP-07 + +15V U5 R2 U4 TL431 R6 - CURRENT_BATT + OP-07 + C1 10U R7 + C2 +15V J5 F J3 R F +15V 5V CON2 CON2 F R8 R J2 CON2 IN2 IN1 IN4 J4 U7 OV OUT CON2 + C4 + - R10 IN5 R11 +5V + IN3 LM393 F F U8A IN6 C3 R9 OVER_CURRENT_BATT LTS25-NP R12 F Hình 3.33 Mạch hồi tiếp dòng ngõ 76 ... đề tài: Nghiên cứu chuyển đổi xe sử dụng lượng truyền thống thành xe điện sử dụng lượng mặt trời Sinh viên thực hiện: Võ Xuân Huy Số thẻ SV: 103130132 Lớp: 13C4B Chương TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ ĐIỆN Giới... khí Giao thơng Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Tên đề tài đồ án: Nghiên cứu chuyển đổi xe sử dụng lượng truyền thống thành xe điện sử dụng lượng mặt trời Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu... KẾT LUẬN Đề tài ‘? ?Nghiên cứu chuyển đổi ô tô sử dụng lượng truyền thống thành xe diện sử dụng lượng mặt trời ’’ đề tài nhằm mục đích khảo sát thiết kế tơ chạy hồn toàn lượng điện, đặt tảng cho