Khi bật cơng tắc khố xe:
Dòng điện từ pin truyền qua khoá xe đến relay và đèn đuôi, lúc này tiếp điểm relay ở trạng thái OFF và đèn đi sáng vì được nối trực tiếp với pin.
Hình 3.4: Hệ thống đèn đi xe khi bật cơng tắc khố xe
Khi công tắc chân phanh hoạt động:
Khi bóp tay phanh sẽ tạo ra dòng điện đi qua cuộn dây của relay tạo thành nam châm điện hút tiếp điểm của relay sang trạng thái ON làm kín mạch và cấp điện cho đèn phanh sáng. Lúc này đèn đuôi và đèn phanh sáng cùng lúc.
Hình 3.5: Hệ thống đèn đi xe khi phanh 3.1.1.3 Hệ thống đèn tín hiệu 3.1.1.3 Hệ thống đèn tín hiệu
Các linh kiện có trong mạch: − 4 led- red (D4, D5, D7, D8); − Transistor (Q1); − 3 resistor (R3, R4, R5); − IC NE555; − Tụ C1; − Switch- rot- 3 (SW1).
Trạng thái mạch khi chưa hoạt động:
Sau khi mở cơng tắc khố xe sẽ có dịng điện truyền tới IC NE555 và công tắc SW1. IC NE555 thực hiện việc tạo hiệu ứng chớp cho các đèn tín hiệu; 3 điện trở R3, R4, R5 sẽ quyết định độ sáng và tốc độ chớp của các đèn tín hiệu.
Bật cơng tắc SW1 sang tiếp điểm bên trái, dịng điện truyền đến 2 đèn tín hiệu trước và sau bên trái, các đèn sẽ chớp tắt liên tục cho đến khi được tắt.
Bật công tắc SW1 sang tiếp điểm bên phải, dịng điện truyền đến 2 đèn tín hiệu trước và sau bên phải, các đèn sẽ chớp tắt liên tục cho đến khi tắt.
3.1.1.4 Hệ thống cịi xe
Các linh kiện có trong mạch: − Button (nút bấm còi); − Buzzer (còi xe); − Relay RL4);
Trạng thái khi mạch chưa hoạt động (khi chưa bấm còi):
Khi mở cơng tắc khố xe sẽ có dịng điện truyền đến relay RL4, đi qua cuộn dây và đến 1 trong 2 đầu cực của nút bấm còi, đầu còn lại của nút bấm còi được nối với 1 trong 2 cực của còi xe và nối Mass.
Trạng thái mạch khi hoạt động (khi bấm còi):
Khi bấm nút cịi, mạch kín. Lúc này cuộn dây của relay sẽ biến thành 1 nam châm điện hút tiếp điểm nối với cực tiếp điểm còn lại được nối với với cực dương của còi xe máy. Lúc này còi sẽ phát âm thanh. Khi thả nút bấm còi, dòng điện được ngắt, cịi tắt.
3.1.2 Mơ hình hoạt động của động cơ điện
Hình 3.11: Sơ đồ hệ thống điều khiển xe máy điện (Nguồn Internet)
Mô phỏng hệ thống trên phần mềm Proteus:
Hình 3.13: Hệ thống điều khiển xe máy điện khi hoạt động
Khi nhấn nút khởi động, hoạt động của tay ga làm thay đổi tốc độ động cơ BLDC thông qua bộ điều khiển.
Khi nhấn dừng, động cơ BLDC sẽ ngưng hoạt động.
Nút nhấn đảo chiều có tác dụng khi lắp ngược động cơ BLDC, chỉ cần đảo chiều quay của động cơ BLDC xe vẫn hoạt động bình thường.
3.2 Thi cơng, lắp ráp mơ hình xe máy điện
Lắp pin vào vị trí đã được chế tạo sẵn trên khung xe,nằm ở phía dưới người điều khiển.
Pin được nối sẵn cáp nguồn nối với công tắc tắt mở nguồn điện cấp xe.
Công tắc tắt mở nguồn điện cho xe. 1 đầu cơng tắc nối với pin, đầu cịn lại cấp nguồn cho driver.
Hình 3.15: Cơng tắc nguồn điện
2 đầu dây cáp của pin và của cơng tắc được nối với nhau bằng jack cắm. Ngồi ra pin được lắp thêm dây cáp sạc.
Hình 3.17: Jack sạc pin Lithium
Driver được đặt ở phía trên pin lithium-ion thuận tiện trong việc đi dây dẫn điện và dễ dàng tháo lắp cũng như sửa chữa khi có sự cố.
Tay ga có đồng hồ đo Volt và khố xe được lắp trên ghi đơng phía bên phải.
Hình 3.19: Lắp đặt tay ga
Đồng hồ điện tử hiển thị tốc độ và dung lượng pin đặt đặt ở giữa của ghi đông.
Đèn chiếu sáng được đặt phía trước ghi đơng và đèn tín hiệu được đặt hai bên của đèn chiếu sáng.
Hình 3.21: Đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu phía trước
Cịi xe được phía dưới đèn chiếu sáng, giữa 2 phuộc trước của xe.
Đèn hậu được lắp đặt trên vè sau xe, phía sau yên xe. Hai đèn tín hiệu phía sau được gắn trên pát bắt biển số.
Cùm cơng tắc đèn tín hiệu, bật tắt FAR/ COS, nút bấm cịi được lắp trên ghi đơng phía bên trái.
Lắp bộ chớp đèn tín hiệu xi nhan vào khung sườn phía trên pin.
Motor bánh xe được lắp vào gắp xe, dây cáp cấp nguồn cho motor được cố định vào gắp xe.
Kết nối dây từ driver với các bộ phận thiết bị khác.
Hình 3.27: Kết nối Driver với các thiết bị
3.3 Bảo dưỡng xe máy điện
Trước khi vận hành xe cần kiểm tra các chi tiết: pin lithium-ion, tay phanh, tay ga, các jack cắm kết nối nhằm phát hiện sớm hư hỏng và khắc phục kịp thời đảm bảo an tồn trong q trình vận hành xe.
Nên kiểm tra dung lượng pin lithium-ion trước khi sử dụng xe tránh trường hợp dung lượng pin hoạt động ở mức thấp có thể gây hại giảm tuổi thọ của pin. Không nên sử dụng pin ở mơi trường có nhiệt độ cao có thể sẽ dẫn đến cháy nổ, nhiệt độ pin tăng cao, ảnh hưởng đến tuổi thọ cũng như hiệu năng của pin lithium-ion.
Khi sạc pin lithium-ion, nên để ở nơi khơ ráo thơng thống tránh để ở nơi ẩm ướt. Không nên chở quá tải trọng xe máy điện đã được thiết kế.
Khi vệ sinh xe, cần chú ý tránh xịt nước trực tiếp các bộ phận trên xe như pin lithium-ion, bộ điều khiển, động cơ tích hợp ở bánh xe, các jack cắm điện có thể gây hư hỏng.
CHƯƠNG 4
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN
4.1 Đánh giá kết quả
Sau quãng thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài cũng như dựa vào mục tiêu ban đầu đề ra, đề tài “Tính tốn, thiết kế xe máy điện” đã hoàn thành đúng thời hạn và cơ bản đạt được một số kết quả sau khi thực hiện:
− Vận dụng kiến thức đã học trên trường lớp đưa vào thực tế;
− Hồn thành các cơng đoạn tính tốn đưa ra được thơng số phù hợp với yêu cầu đặt ra trong điều kiện vận hành xe;
− Thiết lập được các hệ thống điện trên xe hoạt động đúng với yêu cầu đặt ra trên một hệ thống điện thực tế;
− Nắm bắt được quy trình khi thực hiện thiết kế xe máy điện;
− Mô phỏng thành công hoạt động của các hệ thống tín hiệu cần thiết khi thiết kế xe máy điện trên phần mềm Proteus hoạt động ổn định;
− Mô phỏng thành công hoạt động của động cơ điện dựa trên phần mềm Proteus;
− Thi cơng lắp ráp hồn chỉnh mơ hình vật lý và các chức năng hoạt động đúng với yêu cầu ban đầu được đặt ra;
− Đưa ra được phương pháp giải quyết vấn đề được tồn cầu quan tâm là ơ nhiễm mơi trường.
Tuy nhiên bên cạnh đó, vẫn cịn một số hạn chế:
− Sau khi thi cơng lắp ráp hồn chỉnh mơ hình vật lý, mơ hình vẫn chưa thể thực hiện thử nghiệm trên đường vì lý do khách quan;
− Một số lý do bất cập mà nhóm chưa thực hiện giải quyết triệt để. Những thuận lợi và khó khăn trong q trình thực hiện đề tài.
Thuận lợi:
− Nhóm nhận được sự giúp đỡ tận tình của GVHD Huỳnh Quang Thảo trong thời gian thực hiện đề tài;
− Dễ dàng trong việc tiếp cận thông tin trên nền tảng Internet. Khó khăn:
− Vì xe máy điện hiện nay ở nước ta hiện nay vẫn chưa thực sự phổ biến rộng rãi cho nên khó khăn trong việc tìm tài liệu trong nước để nghiên cứu và tham khảo dẫn đến phải tìm kiếm tài liệu từ nước ngồi;
− Vì tình hình dịch bệnh, gây khó khăn trong việc tương tác giữa các thành viên nên đề tài thực hiện chưa đạt được kết quả tốt nhất.
Mặc dù vậy, với sự cố gắng và nỗ lực của các thành viên trong nhóm cũng như sự hỗ trợ tận tình của GVHD Huỳnh Quang Thảo, đề tài đã hoàn thành đúng tiến độ.
4.2 Kết luận
Xe máy điện hiện đang là xu hướng phát triển của xã hội và có thể là một phương tiện được sử dụng để di chuyển chủ yếu trong tương lai. Nắm bắt được vấn đề đó, nhóm lựa chọn thực hiện đề tài “thiết kế, chế tạo xe máy điện” và đã đạt được thành cơng nhất định. Tuy nhiên, trong q trình thực hiện đề tài do ảnh hưởng của tình hình dịch bệnh, đề tài chỉ tập trung vào thiết kế hệ thống điện trên xe máy điện, những tính năng cơ bản trên xe hoạt động ổn định. Bên cạnh đó, các cơng việc sau có thể sẽ được thực hiện trong tương lai:
− Trang bị các tính năng an tồn trên xe, đối với một chiếc xe máy điện hiện nay việc lưu thông trên đường khơng chỉ có vận hành xe mà cịn phải đảm bảo được các yêu cầu đặt ra về an toàn: hệ thống cảnh báo va chạm, hệ thống phanh ABS, hệ thống hãm phanh điện,…nhằm giúp xe đạt được độ tin cậy cao khi lưu thông trên đường;
− Trang bị các tính năng tiện ích phù hợp với nhu cầu của xã hội: hệ thống chống trộm, hệ thống định vị xe,…
Với tốc độ phát triển của công nghệ hiện nay, việc thơng minh hố chiếc xe đang là xu hướng ở thời đại công nghệ 4.0. Các yêu cầu khắt khe đặt ra đối với môi trường
hiện nay gây trở ngại không nhỏ cho ngành công nghiệp ô tô cũng như xe máy sử dụng động cơ đốt trong trên thế giới, những chiếc xe được sản xuất được đòi hỏi nghiêm ngặt về chất lượng khí thải bên cạnh đó là về tình trạng thiếu hụt năng lượng hố thạch trong tương lai. Có thể thấy được sự thuận lợi của thị trường xe điện đang ngày càng phát triển ở thế giới cũng như trong nước. Các phương tiện sử dụng năng lượng điện có thể trở thành xu hướng phát triển mới cho nền công nghiệp nước nhà.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS. Nguyễn Văn Nhanh. Giáo trình lý thuyết ơ tơ. Trường Đại học Công nghệ Tp.HCM, năm 2018, trang 29 – 66.
[2] Tài liệu: Building an Electric Motorcycle_ Design and Construction of a Zer. [3] Carl Vogel. Tài liệu How to Troubleshoot, Repair, and Modify Motorcycle
Electrical Systems (Motorbooks Workshop).
[4] H. L Mohamed-Nour, J. W. Quigley. Tài liệu: Design Considerations In An Efficient Electric Motorcycle. R Das Electrical Engineering Department California State University.
[5] Rebecca Matulka. The history of the electric car.
https://www.energy.gov/articles/history-electric-car. 07/2021.
[6] Wikipedia. Brushless DC Electric Motor.
https://en.wikipedia.org/wiki/Brushless_DC_electric_motor. 07/2021.
[7] Electrical4U. Tên bài báo: Brushless DC Motor (BLDC): What are they and how do they work? https://www.electrical4u.com/brushless-dc-motors/. 07/2021.
[8] Vũ Đức Mạnh. Tên bài báo (Review) xe máy điện nào tốt nhất (2021). https://digitrends.com.vn/xe-may-dien-tot-nhat. 07/2021.
[9] Vinfast. Tên bài báo: Vì sao xe máy điện ngày càng được ưa chuộng. https://www.google.com/amp/s/amp.thanhnien.vn/xe/thi-truong-xe/vi-sao- xe-may-dien-ngay-cang-duoc-ua-chuong-28618x.amp. 08/2021.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Code CCS
#include <18F46K22.h> #device ADC=10
#use delay(crystal=8000000)
#use FIXED_IO( C_outputs=PIN_C2,PIN_C1,PIN_C0 ) #use fast_io(D)
#use fast_io(D)
#define START_BUTTON pin_a1 #define STOP_BUTTON pin_a2 #define REVERSE_BUTTON pin_a3 #define LED_GREEN pin_c0
#define LED_RED pin_c1 int16 duty=0;
const int bldc_move_table[8] ={0, 18, 9, 24, 36, 6, 33, 0}; const int bldc_move_table_rev[8] ={0, 33, 6, 36, 24, 9, 18, 0}; int hall_input=0, rev=0, run=0;
#INT_RB void RB_isr(void) { hall_input=(input_b()>>4) & 7; if(rev==0) { output_d(bldc_move_table[hall_input]); } else {
output_d(bldc_move_table_rev[hall_input]); } } void main() { set_tris_a(0b00001111); set_tris_b(0xf0); set_tris_c(0x00); set_tris_d(0x00); setup_adc_ports(sAN0); setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL|ADC_TAD_MUL_0); set_adc_channel(0); delay_us(20); setup_timer_2(T2_DIV_BY_16,249,1); setup_ccp1(CCP_PWM|CCP_SHUTDOWN_AC_L|CCP_SHUTDOWN_BD_L); set_pwm1_duty((int16)0); disable_interrupts(INT_RB); enable_interrupts(GLOBAL); while(TRUE) { if(input(START_BUTTON)) { if(run==0) {
run=1; enable_interrupts(INT_RB); hall_input=(input_b()>>4) & 7; if(rev==0) { output_low(LED_RED); output_high(LED_GREEN); output_d(bldc_move_table[hall_input]); } if(rev==1) { output_low(LED_GREEN); output_high(LED_RED); output_d(bldc_move_table_rev[hall_input]); } } while(input(START_BUTTON)); } else if(input(STOP_BUTTON)) { disable_interrupts(INT_RB); run=0; output_low(LED_GREEN); output_low(LED_RED); output_d(0x00); set_pwm1_duty((int16)0); while(input(STOP_BUTTON)); } else if(input(REVERSE_BUTTON)) {
disable_interrupts(INT_RB); if(rev==0) { rev=1; output_low(LED_GREEN); output_high(LED_RED); } else { rev=0; output_low(LED_GREEN); output_high(LED_RED); } run=0; set_pwm1_duty((int16)0); delay_ms(500); while(input(REVERSE_BUTTON)); } if(run==1) { read_adc(ADC_START_ONLY); delay_us(100); while(!adc_done()); duty = read_adc(ADC_READ_ONLY); duty = duty * 0.976; set_pwm1_duty((int16)duty); } } }