Đề tài thiết kế, chế tạo mô hình xe điện sử dụng pin mặt trời phục vụ học tập

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH XE ĐIỆN SỬ DỤNG PIN MẶT TRỜI PHỤC VỤ HỌC TẬP Mã số: T2019 - 06 - 120 Chủ nhiệm đề tài: ThS Hồ Trần Ngọc Anh Đà Nẵng, 09/2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH XE ĐIỆN SỬ DỤNG PIN MẶT TRỜI PHỤC VỤ HỌC TẬP Mã số: T2019 - 06 - 120 Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) ThS Hồ Trần Ngọc Anh DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI STT Họ tên HỒ TRẦN NGỌC ANH Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Cơng nghệ Cơ khí Ơ tơ - Trực tiếp nghiên cứu, tính tốn lý thuyết, thiết kế chế tạo mơ hình - Trình bày báo cáo đề tài trước hội đồng Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở năm 2019 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1- TỔNG QUAN 1.1 TÌNH HÌNH NHIÊN LIỆU HIỆN NAY 1.1.1 Tổng quan tình hình lượng 1.1.2 Tình hình nhiễm khơng khí 1.1.3 Tình hình phát triển xe nước 12 1.2 KHẢO SÁT Ô TÔ ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 21 1.2.1 Giới thiệu chung 21 1.2.2 Nhu cầu sử dụng xe điện đời sống 21 1.2.3 Hệ thống điện điều khiển xe điện 25 1.2.4 Ơ tơ chạy lượng mặt trời 27 Chương 2: PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 30 2.1 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 30 2.1.1 Cấu tạo 30 2.1.2 Nguyên lý hoạt động 32 2.1.3 Ứng dụng lượng mặt trời 34 2.2 TÍNH TỐN PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 40 2.2.1 Tính chọn pin lượng mặt trời 40 2.2.2 Tính chọn điều khiển sạc lượng mặt trời 41 Chương 3: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC MƠ HÌNH Ơ TƠ CỠ NHỎ 42 3.1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN 42 Chủ nhiệm đề tài: ThS Hồ Trần Ngọc Anh Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở năm 2019 3.2 PHÂN TÍCH, CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN 44 3.3 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CHO BỘ NGUỒN ẮC QUY 48 Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 50 4.1 CHẾ TẠO MƠ HÌNH 50 4.2 THỬ NGHIỆM, ĐO ĐẠC THÔNG SỐ 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 Chủ nhiệm đề tài: ThS Hồ Trần Ngọc Anh Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở năm 2019 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Biểu đồ tỉ lệ R/P [Năm] theo khu vực năm 2017 biểu đồ lịch sử thay đổi giai đoạn 1997 – 2017 Hình 1.2 Tổng lượng dầu tiêu thụ theo khu vực giới [tỉ tấn] giai đoạn từ 1992 – 2017 Hình 1.3 Nguồn khí thải cháy rừng Hình 1.4 Nguồn khí thải từ ô tô Hình 1.5 Ơ nhiễm mơi trường gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người 10 Hình 1.6 Dị thường nhiệt độ mặt đất trung bình thời gian 1999-2008 so với 1940-1980 12 Hình 1.7 Xu hướng phát triển ô tô 13 Hình 1.8 Mẫu xe Mercedes-Benz E320 CDI Bluetec 14 Hình 1.9 Động Skyactiv Mazda 15 Hình 1.10 Xe buýt sử dụng nhiên liệu LPG 16 Hình 1.11 Xe taxi chạy LPG hãng taxi Cửu Long 17 Hình 1.12 Xe buýt chạy CNG Thành phố Hồ Chí Minh 18 Hình 1.13 Mẫu xe điện Tesla model S 19 Hình 1.14 Toyota Prius, mẫu xe hybrid bán chạy giới 20 Hình 1.15 Mẫu xe Immortus nghiên cứu phát triển 21 Hình 1.16 Ơ tơ điện hãng Nissan 22 Hình 1.17 Ô tô điện sử dụng Chicago 22 Hình 1.18 Xe đạp điện Vinfast sản xuất 22 Hình 1.19 Tàu điện tự hành tốc độ cao tuyến Paris – Lyon 23 Hình 1.20 Tàu điện ngầm tiện dụng Pháp 23 Hình 1.21 Xe điện hãng Mai Linh Đà Lạt 24 Hình 1.22 Xe điện sử dụng sân golf 24 Hình 1.23 Hệ thống điện điều khiển ô tô điện đại 25 Hình 1.24 Ngun lý làm việc tơ sử dụng lượng mặt trời 28 Chủ nhiệm đề tài: ThS Hồ Trần Ngọc Anh Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở năm 2019 Hình 2.1: Một cell pin mặt trời 30 Hình 2.2 Các loại cấu trúc tinh thể pin mặt trời 31 Hình 2.3 Các vùng lượng 33 Hình 2.4 Nguyên lý hoạt động pin lượng mặt trời 34 Hình 2.5 Nhà máy nhiệt điện sử dụng lượng mặt trời sơ đồ điển hình lắp đặt hệ thống điện pin mặt trời nối lưới 36 Hình 2.6 Tháp lượng mặt trời 37 Hình 2.7 Thiết bị sấy khô dùng lượng mặt trời 38 Hình 2.8 Thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời 39 Hình 2.9 Động Stirling dùng lượng mặt trời 39 Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống lượng mặt trời mơ hình 40 Hình 2.11 Hình ảnh cách bố trí pin mặt trời 40 Hình 2.12 Bộ điều khiển sạc lượng mặt trời 41 Hình 3.1: Sơ đồ ngoại lực tác dụng lên xe 42 Hình 3.2 Đường đặc tính loại động điện 45 Hình 3.3 Động điện 48V-350W 45 Hình 0.4 Kết cấu động điện MY1020ZX 46 Hình 0.5 Bộ điều khiển động điện 46 Hình 0.6 Sơ đồ đấu nối mạch điện điều khiển động điện 47 Hình 0.7 Sơ đồ đấu nối tiếp bình ắcquy (12V- 35AH) 49 Hình 4.1 Sơ đồ tổng thể mơ hình 50 Hình 4.2 Sơ đồ bước thược lắp ráp mơ hình 51 Chủ nhiệm đề tài: ThS Hồ Trần Ngọc Anh Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở năm 2019 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thành phần khí thải động Diesel Bảng 2.1 Cơ cấu nguồn điện lượng mặt trời theo Quy hoạch điện VII 35 Bảng 2.2 Tiềm lý thuyết lượng mặt trời 36 Chủ nhiệm đề tài: ThS Hồ Trần Ngọc Anh ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mơ hình xe điện sử dụng pin mặt trời phục vụ học tập - Mã số: T2019 - 06 - 120 - Chủ nhiệm: ThS Hồ Trần Ngọc Anh - Thành viên tham gia: Khơng - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng - Thời gian thực hiện: Từ tháng năm 2019 đến tháng năm 2020 Mục tiêu: - Chế tạo hoàn chỉnh mơ hình tơ sử dụng lượng mặt trời - Chạy thử nghiệm đánh giá kết hệ thống Tính sáng tạo: Kết hợp hai nguồn lượng từ ắc quy pin mặt trời để cung cấp cho hệ thống điều khiển mơ hình tơ phục vụ học tập Tóm tắt kết nghiên cứu: Thiết lập sở thiết kế hệ thống truyền động điều khiển ô tô điện cỡ nhỏ sử dụng lượng mặt trời, chế tạo mơ hình tạo tiền đề cho việc nghiên cứu chế tạo xe ô tô cỡ nhỏ sử dụng lượng mặt trời Tên sản phẩm: - Mơ hình hệ thống truyền động tơ cỡ nhỏ sử dụng lượng mặt trời - Báo cáo tổng kết - Bài báo “Tổng quan ứng dụng lượng mặt trời cho hệ thống điều hịa khơng khí tơ” đăng Tạp chí Khoa học & Công nghệ Tập 225, số 06, 2020 - Đại học Thái Nguyên Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Đề tài thiết lập sở thiết kế hệ thống truyền động điều khiển ô tô điện cỡ nhỏ sử dụng lượng mặt trời, chế tạo mơ hình tạo tiền đề cho việc nghiên cứu chế tạo xe ô tô cỡ nhỏ sử dụng lượng mặt trời Đề tài hướng đến việc ứng dụng thiết bị thực tế trình giảng dạy thực hành cho sinh viên chuyên ngành, đồng thời tăng cường số tín học thực hành chương trình mơn học Hình ảnh, sơ đồ minh họa Pin lượng mặt trời Công tắc phanh điện Khóa điện Bàn đạp ga Cần đảo chiều ? C QUY ? C QUY 12V 20AH 12V 20AH IC MOTOR Sơ đồ hệ thống điều khiển truyền động mơ hình xe điện sử dụng lượng mặt trời Mơ hình thực tế Hội đồng KH&ĐT đơn vị (ký, họ tên) Ngày 20 tháng 06 năm 2020 Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Hồ Trần Ngọc Anh XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ... mơ hình xe điện sử dụng pin lượng mặt trời sinh viên thực tập trường đại học cịn nhiều hạn chế Chính đề tài Thiết kế, chế tạo mơ hình xe điện sử dụng pin mặt trời phục vụ học tập thực cấp thiết. .. tô điện cỡ nhỏ sử dụng lượng mặt trời, chế tạo mơ hình tạo tiền đề cho việc nghiên cứu chế tạo xe ô tô cỡ nhỏ sử dụng lượng mặt trời Tên sản phẩm: - Mô hình hệ thống truyền động tơ cỡ nhỏ sử dụng. .. khả áp dụng: Đề tài thiết lập sở thiết kế hệ thống truyền động điều khiển ô tô điện cỡ nhỏ sử dụng lượng mặt trời, chế tạo mô hình tạo tiền đề cho việc nghiên cứu chế tạo xe ô tô cỡ nhỏ sử dụng