Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xe gắn máy bằng siêu tụ tại HCMUTE

Lời cam đoan

Cảm tạ

Tóm tắt

ABSTRACT

Mục lục

Danh sách các chữ viết tắt

Danh sách các bảng

Danh sách các hình

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố

1.1.1. Tổng quan về hệ thống điện trên xe gắn máy

1.1.2. Nguồn điện trên xe gắn máy

1.1.2.1. Nguồn điện xoay chiều (AC)

1.1.2.2. Nguồn điện một chiều (DC)

1.2. Vấn đề về môi trường

1.3. Siêu tụ điện

1.4. Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước

1.5. Mục đích của đề tài

1.6. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài

1.6.1. Nhiệm vụ của đề tài

1.6.2. Giới hạn của đề tài

1.7. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: NGUỒN ĐIỆN TRÊN XE GẮN MÁY

2.1. Nguồn điện xoay chiều

2.1.1. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

2.1.2. Nguyên lý sinh ra điện

2.1.3. Nguồn điện xoay chiều được đổi thành điện một chiều

2.2. Accu chì – axít

2.3. Accu Lithium – ion

2.4. Hệ thống khởi động bằng điện

2.4.1. Cấu tạo chung của hệ thống

2.4.2. Sơ đồ khởi động của một số loại xe gắn máy hiện nay

2.4.3. Nguyên lý hoạt động

2.4.4. Những hư hỏng thường xảy ra của hệ thống khởi động điện

2.5. Cấu tạo của tụ điện

2.6. Đặc tính của tụ đối với dòng điện một chiều

2.7. Hằng số điện môi

2.8. Điện tích tụ nạp

2.9. Năng lượng tụ nạp và xả

2.10. Điện áp làm việc

2.11. Thông số kỹ thuật đặc trưng của tụ điện

2.12. Phân loại tụ điện

2.12.1. Tụ gốm (Ceramic)

2.12.2. Tụ màng mỏng

2.12.3. Các trị số điện dung tiêu chuẩn

2.13. Đặc tính nạp điện, xả điện của tụ

2.13.1. Tụ nạp điện

2.13.2. Tụ xả điện

2.14. Đặc tính của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều

2.14.1. Biên độ cực đại

2.14.2. Sức cản của tụ điện đối với AC

2.14.3. Góc pha giữa điện áp và dòng điện

2.14.4. Áp dụng định luật Ohm cho mạch điện thuần dung

2.15. Các kiểu ghép tụ điện

2.15.1. Tụ điện ghép nối tiếp

2.15.2. Tụ điện ghép song song

2.16. Các ứng dụng của tụ điện

2.16.1. Tụ dẫn điện ở tấn số cao

2.16.2. Tụ nạp xả điện trong mạch lọc

2.17. Siêu tụ điện

2.17.1. Siêu tụ điện graphene

2.17.2. Siêu tụ điện giấy

2.17.3. Siêu tụ điện thể rắn

2.17.4. Các loại siêu tụ điện khác

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN XE GẮN MÁY BẰNG SIÊU TỤ

3.1. Xe gắn máy thực nghiệm: xe Honda Dream II

3.1.1. Các thông số cơ bản của hệ thống điện xe gắn máy Honda Dream II

3.2. Trị số các thiết bị và bóng đèn

3.3. Vị trí các bộ phận và màu dây chuẩn trên xe Honda Dream II

3.3.1. Moteur đề bắt liền với catte trái và ở phía trên ra hai dây

3.3.2. Mâm điện bắt ở catte đề gồm 3 cuộn dây

3.3.3. Khóa công tắc máy bố trí nách tay lái bên phải ra bốn dây

3.3.4. Nút đề, công tắc đèn chính và công tắc thắng tay bố trí trên tay cầm bên phải ra 7 dây

3.3.4.1. Nút đề ra hai dây

3.3.4.2. Công tắc đèn chính ra ba dây

3.3.4.3. Công tắc thắng tay ra hai dây

3.3.5. Công tắc đèn pha, cốt, nút ấn còi và công tắc signal bố trí tay cầm bên trái ra 8 dây

3.3.5.1. Công tắc pha, cốt ra 3 dây

3.3.5.2. Nút ấn còi ra hai dây

3.3.5.3. Công tắc signal ra 3 dây

3.3.6. Cụm CDI có năm cọc

3.3.7. Diode tiết chế (regulator) ra bốn dây

3.4. Qui luật đi dây từng mạch xe Honda Dream II

3.4.1. Mạch đèn đêm

3.4.2. Mạch đèn Signal

3.4.3. Mạch đề và đánh lửa

3.4.4. Mạch còi và thắng

3.4.5. Mạch đèn số và báo xăng

3.5. Nghiên cứu, tính toán dùng siêu tụ điện thay thế accu trên xe gắn máy

3.5.1. Sơ đồ khối khi thay thế siêu tụ cho accu

3.5.2. Thông số kỹ thuật đặc trưng của siêu tụ điện

3.5.3. Tính toán chọn siêu tụ

3.6. Thiết kế lại hệ thống cung cấp điện cho xe gắn máy bằng siêu tụ

3.6.1. Sơ đồ mạch liên kết siêu tụ

3.6.1.1. Sơ đồ liên kết siêu tụ

3.6.1.2. Sơ đồ mạch in liên kết siêu tụ

3.6.2. Thiết kế lại vị trí lắp siêu tụ điện

3.6.2.1. Kích thước của hộp chứa bình accu cũ

3.6.2.2. Thiết kế lại hộp bình để lắp siêu tụ điện

4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN XE GẮN MÁY BẰNG SIÊU TỤ

4.1. Mục đích của thực nghiệm

4.2. Thực nghiệm chuyển đổi hệ thống điện trên xe gắn máy bằng siêu tụ

4.2.1. Thực hiện lắp siêu tụ

4.2.2. Sơ đồ toàn mạch điện cho xe gắn máy bằng siêu tụ

4.3. Đánh giá sự phóng, nạp của siêu tụ trên mạch điện của xe gắn máy khi thay thế cho accu

4.3.1. Thử nghiệm thời gian nạp điện

4.3.1.1. Tiến hành thử

4.3.2. Thử nghiệm thời gian tự phóng điện

4.3.2.1. Tiến hành thử

4.3.3. Thử nghiệm số lần khởi động động cơ

4.3.3.1. Số lần khởi động cho động cơ nổ

4.3.3.2. Số lần khởi động không cho động cơ nổ

4.4. So sánh thời gian phóng, nạp của siêu tụ điện so với accu

5. CHƯƠNG 5: HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Tài liệu tham khảo

I. Tổng quan về hệ thống cung cấp điện cho xe gắn máy

Hệ thống cung cấp điện cho xe gắn máy đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động của các thiết bị điện. Hệ thống này bao gồm nhiều thành phần như máy phát điện, accu, và các thiết bị điều khiển. Nguồn điện trên xe gắn máy thường được chia thành hai loại: nguồn điện xoay chiều (AC) và nguồn điện một chiều (DC). Nguồn điện AC được tạo ra từ máy phát điện và cung cấp cho các thiết bị chiếu sáng, trong khi nguồn điện DC chủ yếu được sử dụng để khởi động động cơ và cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử. Việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống cung cấp điện hiệu quả không chỉ giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của xe mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

1.1 Nguồn điện trên xe gắn máy

Nguồn điện trên xe gắn máy có vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho các thiết bị. Nguồn điện xoay chiều (AC) thường được sử dụng để cung cấp năng lượng cho đèn và các thiết bị tín hiệu. Ngược lại, nguồn điện một chiều (DC) được sử dụng chủ yếu cho hệ thống khởi động và các thiết bị điện tử. Việc sử dụng siêu tụ trong hệ thống cung cấp điện có thể cải thiện hiệu suất và giảm thời gian nạp điện, từ đó nâng cao trải nghiệm người dùng.

1.2 Vấn đề về môi trường

Sự phát triển của công nghệ điện tử và nhu cầu sử dụng xe gắn máy ngày càng tăng đã dẫn đến những vấn đề nghiêm trọng về môi trường. Các loại accu truyền thống thường chứa các chất độc hại như chì, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Việc chuyển sang sử dụng siêu tụ không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn nâng cao hiệu suất năng lượng. Nghiên cứu cho thấy, siêu tụ có thể nạp và xả điện nhanh chóng, giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi và tăng cường tính tiện lợi cho người sử dụng.

II. Nghiên cứu và thiết kế hệ thống cung cấp điện bằng siêu tụ

Nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xe gắn máy bằng siêu tụ. Mục tiêu chính là thay thế các loại accu truyền thống bằng siêu tụ để cải thiện hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm. Siêu tụ có khả năng nạp điện nhanh chóng và có tuổi thọ cao hơn so với accu thông thường. Qua quá trình thực nghiệm, siêu tụ đã cho thấy khả năng nạp điện nhanh hơn 50 lần so với accu, đồng thời giảm trọng lượng hệ thống. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí cho người sử dụng mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

2.1 Tính toán và thiết kế hệ thống

Quá trình tính toán và thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xe gắn máy bằng siêu tụ bao gồm việc lựa chọn thông số kỹ thuật phù hợp. Siêu tụ 350 F – 2,7 V được chọn làm mẫu thử nghiệm. Hệ thống được thiết kế để đảm bảo khả năng khởi động động cơ và cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử. Việc cải tạo hộp chứa bình accu để lắp đặt siêu tụ cũng được thực hiện nhằm tối ưu hóa không gian và đảm bảo tính thẩm mỹ cho xe. Kết quả cho thấy, hệ thống mới hoạt động ổn định và hiệu quả hơn so với hệ thống cũ.

2.2 Đánh giá hiệu suất hệ thống

Sau khi lắp đặt hệ thống cung cấp điện bằng siêu tụ, các thử nghiệm đã được thực hiện để đánh giá hiệu suất. Kết quả cho thấy, thời gian nạp điện của siêu tụ nhanh hơn 50 lần so với accu, cho phép khởi động động cơ nhiều lần mà không gặp vấn đề. Số lần khởi động động cơ thành công cũng cao hơn, cho thấy tính khả thi của việc sử dụng siêu tụ trong hệ thống cung cấp điện cho xe gắn máy. Điều này mở ra triển vọng cho việc áp dụng công nghệ siêu tụ trong các phương tiện giao thông khác.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xe gắn máy bằng siêu tụ