CHƯƠNG 1 MO DAU 1.1 Dat van đề Khí hậu biến đổi (trái đất đang dan nóng lên với nguyên nhân chính là do lượng khí CO; thải ra môi trường quá lớn gây hiệu ứng nhà kính), và khủng hoảng năng lượng là hai van dé lớn mà cả thé giới chúng ta đang phải đối mặt. Tập trung nghiên cứu hướng giải quyết nhằm giảm thai 6 nhiễm, hạn chế biến đổi khí hau, đồng thời tìm ra nguồn năng lượng mới thay thế cho nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt là một trong những nhiệm vụ hàng đầu của cả nhân loại. Ngành công nghiệp ôtô thế giới cũng là ngành tác động cũng như chịu ảnh hưởng trực tiếp từ những vấn đề trên. Đứng trước tình hình đó ngành ôtô thế giới dang dan tim ra những giải pháp dé hạn chế lượng tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, giảm khí thải ra môi trường và đã có nhiều giải pháp kỹ thuật đưa ra: ôtô hybrid (hoạt động kết hợp hai động cơ động cơ điện và động cơ đốt trong), động cơ khí nén, ôtô chạy băng điện, ôtô dùng pin nhiên liệu,.
trong đó ôtô chạy bang điện và dùng pin nhiên liệu được ưu tiên nghiên cứu, phát triển và ứng dụng hiện nay. Nghiên cứu phát triển dòng xe điện đáp ứng được đầy đủ những tính năng kỹ thuật, hiệu quả sử dụng cao, tiện lợi cho người sử dụng, đặc biệt là bảo vệ môi trường đang là ưu tiên hàng đầu của ngành công nghiệp ôtô thế giới hiện nay. Để cho việc thiết kế một chiếc xe đảm bảo được những yêu câu đó, các nhà nghiên cứu phải đưa ra được những giải pháp kỹ thuật, đồng thời phải kiểm tra, thực nghiệm và tối ưu những giải pháp đó. Một trong những phương pháp để làm giảm bớt thời gian kiểm tra thực nghiệm là sử dụng phương pháp mô phỏng số, dựa trên những công cụ mô phỏng là những phần mềm mô phỏng.
Nghiên cứu tính năng động lực học của xe thiết kế là một trong những bước đầu tiên để thiết kế một chiếc xe hoàn chỉnh, từ đó có thể xác định được những yếu tô cần phải thay đổi khi thiết kế, mặt khác đánh giá được hiệu quả sử dụng của xe. Ý tưởng nghiên cứu tinh năng động lực của xe điện cũng được đưa ra từ những phân tích trên. Đồng thời dựa trên những điều kiện có sẵn như xe điện mô hình bon chổ, công cụ mô phỏng số là chương trình mô phóng ADVISOR được sử dụng miễn phi, là co sở. là điều kiện để ý tưởng khoa học này phát triển dé tài nghiên cứu khoa học.2 Tong quan ve nghiên cứu 1.1 Tinh hình nghiên cứu nước ngoài Xe điện lai Hybrid hay xe điện được phát triển mạnh mẽ trên thế giới ngay đầu những năm 60, 70 của thé kỷ XX nên tình hình nghiên cứu khoa học của xe điện cũng phát triển theo.
Hiện nay có rất nhiều nghiên cứu tập trung vào ba mảng chính là nghiên cứu về nguồn năng lượng, nghiên cứu về hệ thống điều khiến, nghiên cứu về khả năng truyền động. Cụ thể: Về Nguồn năng lượng: (1) Nghiên cứu phát triển siêu pin dành cho xe Hybrid. (2) Mô phỏng, đánh giá hiệu suất của xe điện khi dùng siéu tụ. (3) Mô hình pin trong đánh giá tính năng động lực học của xe.
(4) Mô hình hệ thống pin Lithium-ion, (5) Đánh giá tinh năng nap xả của acquy Chi-axit,. Hệ thong điều khiển: (1) Mô hình hóa và kiêm soát năng lượng cho bình điện. (2) Tối ưu hệ thống điều khiến. Truyén động: (1) Mô hình, phân tích đánh giá động cơ điện bồ trí tại bốn bánh xe.
(2) Sử dụng phan mém ADVISOR két hop Backward/Forward approach để mô phỏng hệ thống truyền lực xe điện,.2 Nghiên cứu trong nước Trong khi làn sóng nghiên cứu ôtô điện đang nổi lên mạnh mẽ trên thế giới thì tại Việt Nam, đối tượng này chưa nhân được sự quan tâm thích đáng từ các nhà khoa học, giới doanh nghiệp, cũng như các nhà làm chính sách. Qua khảo sát tình hình những năm vừa qua, có thê thê khang định răng ở Việt Nam chưa hề có một nghiên cứu nao thật sự bài bản, khoa học và mang tính hệ thống về Ôtô điện. Trong vài năm tro lại đây, một số sản phẩm xe điện mang tính thử nghiêm đã được nghiên cứu chế tạo bởi các nhà khoa học và những nhà sáng chế không chuyên Việt Nam. Một số sản phẩm mang tính sao chép đơn thuần, chế tác lại về mẫu mã va sau đó cũng không tiếp tục phát triển.
13 Mục đích nghiên cứu Mục đích chính của dé tài này mang tính từng bước góp phan xây dựng cơ sở cho việc nghiên cứu có bài bản về xe điện ở Việt Nam. Nội dung dé cập ở đây là nghiên cứu phân tích các tính năng động lực của xe điện 4 chỗ (sản phẩm kỹ thuật của trường Đại Học Bách Khoa TPHCM), qua đó đánh giá được hiệu quả sử dụng của xe, từ đó khắc phục những nhược điểm vẻ cấu tao, đề xuất phương án cải tạo, nếu có nhu cầu phát triển dé sử dụng pho biến. Tìm hiểu phan mềm mô phỏng ADVISOR và nghiên cứu ứng dụng phần mém trong phân tính dé đánh giá các tiêu chí kỹ thuật của xe về tính năng động học, động lực học của xe. 14 Phương pháp nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu tính năng động lực học xe điện 4 chỗ ngôi — Sản phẩm của ĐH bách khoa thiết kế và chế tạo.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp kế thừa: Sử dụng những mô hình phân tích đã tích hợp sẵn trong phan mém.
Tìm hiểu những thông số cần thiết để tạo mô hình mới dựa trên cái đã có. Phương pháp chuyên gia: Tham khảo và học hỏi những người đã có kinh nghiệm trong tính toán và m6 phỏng trong lĩnh vực này. Phương pháp mô phỏng: dùng phần mềm ADVISOR để mô hình hóa và mô phỏng xe dựa vào những thông số đầu vào của mô hình thực tế, cũng như các xe tham khảo dé so sánh đánh giá.5 Y nghĩa của đề tài 1.1 Tinh cấp thiết của dé tài Với làn sóng nghiên cứu ôtô điện đang phát triển hiện nay trên thế giới, thì có nhiều đề tài nghiên cứu đã và đang được áp dụng vào sản suất thực tiễn, nâng cao sự canh tranh của ôtô điện với các loại ôtô sử dụng nguồn năng lượng khác. Đề tài nghiên cứu này cho phép đánh giá sản phẩm đã thiết kế tại Việt Nam, qua đó là cơ sở đánh giá mang tính khoa học để hoàn thiện một phan hồ sơ thiết kế nếu muốn nhân rộng sản xuat.2 Y nghĩa khoa hoc Vận dụng phần mềm số vào nghiên cứu khoa học.
Từ những thông số ban đầu thông qua chương trình mô phỏng đánh giá được tính năng hoạt động của xe. Phân tích kết quả cho biết sự ảnh hưởng các thông số ban đầu ảnh hưởng như thế nào tới khả năng động lực học của xe, qua đó điều chỉnh cho hợp lý, cung cấp thông tin cho việc thiết kế kỹ thuật.3 Y nghĩa thực tiễn Đánh giá được tính năng động lực sản phẩm thực tế là xe điện 4 chỗ ngôi của Trường Đại học Bách Khoa TPHCM, là cơ sở để đánh giá những sản phẩm tương tự trên thị trường. Cung cấp những thông tin cần thiết như về tính năng động lực của xe điện 4 chỗ ngôi này, cũng là cơ sở đê đánh giá hiệu quả sử dụng của chiéc xe. CHƯƠNG 2 TỎNG QUAN VÉ XE ĐIỆN 2.1 Sơ lược về lịch sử xe điện” 2.1 Thời kỳ đầu Ôtô điện không phải là một khái niệm mới mà trên thực tế đã có lịch sử lâu đời.
Từ đầu thế kỷ 19, xe chạy băng nguon năng lượng điện đã có vi thế cạnh tranh tương đương với xe chạy bằng động cơ hơi nước. Vào khoảng những năm 1832 và 1839, Robert Anderson người Scotland đã phát minh ra loại xe điện chuyên chở dau tiên. Năm 1942, hai nhà phát minh người Mỹ là Thomas Davenport và Scotsmen Robert Davision trở thành những người dau tiên đưa pin vào sử dụng cho ôtô điện. Đến những năm 1865, Camille Faure đã thành cong trong việc nâng cao khả năng lưu trữ điện trong pin, giúp cho xe điện có thể di chuyển trong một quãng đường dài hơn.
Pháp và Anh là hai quốc gia đầu tiên đưa ôtô điện vào phát triển trong hệ thong giao thông vào cuối thé ky 18. j321É| oe h pel ` Bi a ME: ‘3 2 É b › rae es ~~ 2.2 Suy yếu và biến mat Đến đầu thế kỷ 20, ôtô điện trở nên yếu thế so với ôtô sử dụng động cơ đốt trong do những nguyên nhân chính sau: e Vào thời điểm này, người ta đã tìm ra những mỏ dau lớn trên thé giới dẫn đến việc ha giá thành của dau và các sản phẩm dẫn xuất trên toàn câu. Van đề nhiên liệu cho xe chạy động cơ đốt trong trở nên đơn giản. e Vấn dé giá thành: Năm 1928, một chiếc xe chạy điện giá khoảng 1750 USD, trong khi đó giá của xe chạy xăng chỉ có giá khoảng 650 USD.
e VỀ mặt kỹ thuật, công nghệ chế tạo động cơ đốt trong và công nghệ ôtô có những tiễn bộ vượt bậc: Charles Kettering đã phát minh ra bộ khởi động cho xe chạy bang xăng, Henry Ford đã phát minh ra các động cơ đốt trong có giá thành hạ,. Kết quả là đến năm 1935, Ôtô điện đã gần như biến mat do không thé cạnh tranh được với xe chạy bằng động cơ đốt trong. Sự trở lại và phát triển Bắt đầu từ thập niên 60, 70 của thế kỷ trước, thế giới phải đối mặt với 2 vấn đề lớn mang tính toàn cau: Vấn đề năng lượng: Các nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá không phải vô tận, chúng có khả năng bị cạn kiệt và không thể tái tạo được. Các phương tiện giao thông sử dụng trực tiếp nguồn năng lượng này (xăng.
dau) chắc chắn sẽ không tổn tại trong tương lai. Trong khi đó, điện năng là loại năng lượng rất linh hoạt, nó có thé chuyển hóa từ nhiều nguồn năng lượng khác, trong đó có các nguồn năng lượng tái tạo vô tận như năng lượng gió, mặt trời, sóng biển. Do vậy các phương tiện sử dụng điện là phương tiện của tương lai. Vấn đề môi trường: Không khó để nhận ra rằng môi trường hiện nay đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, mà một trong những nguyên nhân chính là khí thải từ các phương tiện giao thông, đặc biệt là ôtô.
Ôtô điện là lời giải triệt dé cho van dé này do nó hoàn toàn không có khí thải.