Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch truyền thống đang đặt ngành giao thông vận tải trước nhiều thách thức lớn do nguồn cung ngày càng cạn kiệt, giá nhiên liệu biến động mạnh bởi các căng thẳng địa chính trị và tác động tiêu cực đến môi trường đô thị. Dữ liệu quan trắc chất lượng không khí tại miền Bắc Việt Nam giai đoạn từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2020 (giai đoạn giãn cách xã hội do đại dịch COVID-19) từ Tổng cục Môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi trường) cho thấy khi lưu lượng giao thông giảm mạnh, lượng phát thải khí nhà kính ($CO_2, CH_4, CO$) giảm rõ rệt, chứng minh phát thải từ phương tiện giao thông là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ô nhiễm không khí tại các đô thị.
Nhằm giải quyết bài toán môi trường, Thủ tướng Chính phủ Việt Nam đã ban hành Quyết định số 876/QĐ-TTg ngày 22/07/2022 phê duyệt Chương trình hành động về chuyển đổi năng lượng xanh, giảm phát thải khí carbon và khí mê-tan của ngành giao thông vận tải. Mục tiêu đặt ra là từ năm 2025, 100% xe buýt thay thế hoặc đầu tư mới phải sử dụng điện và năng lượng xanh; đến năm 2050, toàn bộ mạng lưới xe buýt và taxi hoàn thành chuyển đổi xanh để hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng "0" (Net Zero). Tại Việt Nam, VinBus là đơn vị tiên phong đưa xe buýt điện vào vận hành thương mại tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh và Phú Quốc.
Đồ án tốt nghiệp "DESIGN AND SIMULATION THE ELECTRIC BUS" do nhóm sinh viên Hoàng Văn Bổng và Huỳnh Thanh Đạt, ngành Kỹ thuật Ô tô thuộc Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (HCMUTE) thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Huỳnh Quốc Việt.
Đề tài tập trung vào các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Xây dựng quy trình thiết kế tham số hóa (parametric design) cho hệ thống truyền động của xe buýt thuần điện dựa trên các yêu cầu động lực học và điều kiện vận hành thực tế.
- Thiết lập công thức và tính toán các thông số công suất, tốc độ và mô-men xoắn định mức/cực đại của động cơ truyền động; xác định dung lượng và cấu hình bộ pin lưu trữ năng lượng.
- Khảo sát, xây dựng các chu trình lái tiêu chuẩn (Standardised On-Road Test Rings - SORT) gắn liền với các tuyến xe buýt thực tế tại TP. Hồ Chí Minh.
- Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống truyền động xe buýt điện trên phần mềm ADVISOR (kết hợp MATLAB/Simulink) để kiểm chứng hiệu năng, mức tiêu hao năng lượng, sự thay đổi trạng thái nạp (SOC) và nhiệt độ của các cụm chi tiết.
- Đề xuất cấu hình và tính toán công suất hệ thống trạm sạc phù hợp với biểu đồ chạy xe trên tuyến.
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống truyền động điện, bộ pin lưu trữ và hệ thống sạc của xe buýt điện (lấy mẫu xe tham chiếu là xe buýt điện VinBus). Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở các tuyến xe buýt nội đô và ngoại thành tại TP. Hồ Chí Minh, với dữ liệu được phân tích và kiểm chứng thông qua mô hình tính toán lý thuyết và mô phỏng số.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và mô hình động lực học ô tô
Đồ án ứng dụng các nguyên lý động lực học chuyển động dọc của ô tô để xác định tổng lực kéo và công suất yêu cầu tại bánh xe chủ động:
$$F_T - F_{RR} = M \cdot a$$
$$F_{RR} = F_R + F_D + F_C$$
Trong đó:
- $F_T$: Lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động ($N$).
- $F_R$: Lực cản lăn của lốp xe ($F_R = C_f \cdot M \cdot g \cdot \cos\theta$).
- $F_D$: Lực cản khí động học ($F_D = \frac{1}{2} \rho_a \cdot A_f \cdot C_d \cdot v^2$).
- $F_C$: Lực cản leo dốc ($F_C = M \cdot g \cdot \sin\theta$).
- $M$: Khối lượng toàn bộ của xe ($kg$); $a$: Gia tốc chuyển động ($m/s^2$).
Mối quan hệ giữa mô-men xoắn động cơ ($T_e$), tỷ số truyền hệ thống truyền lực ($i_g, i_0$), hiệu suất truyền động ($\eta_t$) và bán kính làm việc của bánh xe ($r_d$) được biểu diễn qua phương trình lực kéo:
$$F_T = \frac{T_e \cdot i_g \cdot i_0 \cdot \eta_t}{r_d}$$
Vận tốc tịnh tiến của xe ($v$) và tốc độ quay của động cơ ($N_m$) liên hệ theo công thức:
$$v = \frac{\pi \cdot N_m \cdot r_d}{30 \cdot i_g \cdot i_0}$$
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tính toán thiết kế tham số: Xác định công suất cực đại ($P_{\max}$), công suất định mức ($P_e$), mô-men xoắn đỉnh ($T_{\max}$), dải tốc độ của động cơ kéo và dung lượng bộ pin dựa trên 3 tiêu chí vận hành: tốc độ tối đa trên đường bằng ($V_{\max}$), khả năng leo dốc tối đa ở tốc độ quy định, và thời gian tăng tốc từ $0 \text{ đến } 60\text{ km/h}$.
- Phương pháp mô phỏng số: Sử dụng phần mềm ADVISOR (Advanced Vehicle Simulator) được phát triển thứ cấp trên nền tảng MATLAB/Simulink để nạp các thông số thiết kế, cấu hình hệ thống truyền động điện, thiết lập chu trình lái và mô phỏng phản hồi động lực học, tổn hao công suất, nhiệt độ làm việc và mức tiêu thụ năng lượng.
- Phương pháp phân tích chu trình lái chuẩn: Sử dụng tiêu chuẩn chu trình thử nghiệm xe buýt châu Âu SORT (Standardised On-Road Test Rings) gồm: SORT 1 (chu trình đô thị, tốc độ trung bình $12\text{ km/h}$), SORT 2 (chu trình hỗn hợp, tốc độ trung bình $17\text{ km/h}$) và SORT 3 (chu trình ngoại ô, tốc độ trung bình $27\text{ km/h}$).
Nguồn dữ liệu
- Tài liệu kỹ thuật xe buýt điện VinBus và các giáo trình động lực học phương tiện giao thông (Modern electric, hybrid electric, and fuel cell vehicles).
- Tiêu chuẩn sạc điện quốc tế IEC (IEC 61851) và SAE (SAE J1772).
- Số liệu mạng lưới tuyến xe buýt thực tế tại TP. Hồ Chí Minh (Tuyến số 109, 32 và 53).
Nội dung chính theo từng chương
Chapter 1: INTRODUCTION
Trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch, ô nhiễm môi trường đô thị và chính sách chuyển dịch năng lượng xanh theo Quyết định 876/QĐ-TTg của Chính phủ. Chương này tổng quan tình hình nghiên cứu và phát triển xe buýt điện tại các khu vực trên thế giới (Châu Á - Thái Bình Dương, Bắc Mỹ, các nước ASEAN) và sự xuất hiện của VinBus tại Việt Nam. Đồng thời, chương 1 xác định rõ mục tiêu, phương pháp, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đồ án.
Chapter 2: LITERATURE SURVEY
Tổng quan toàn diện các cơ sở lý thuyết và công nghệ liên quan đến xe buýt điện:
- Động lực học xe buýt: Phân tích chi tiết các lực cản tác dụng lên xe khi chuyển động (cản lăn, cản gió, cản dốc, quán tính), quan hệ công suất - lực kéo - vận tốc và các chỉ tiêu đánh giá (vận tốc cực đại $V_{\max}$, khả năng vượt dốc, thời gian tăng tốc).
- Chu trình lái (Driving Cycles): Giới thiệu cấu trúc và thông số các chu trình SORT 1, SORT 2 và SORT 3 dùng để đánh giá mức tiêu thụ năng lượng của xe buýt công cộng.
- Công nghệ sạc xe điện: Phân tích ba giải pháp nạp năng lượng gồm đổi pin (Battery Swap Station - BSS), sạc không dây (Wireless Power Transfer - WPT) và sạc tiếp xúc trực tiếp (Conductive Charging - CC). Trong sạc tiếp xúc, tác giả phân loại hệ thống sạc đêm tại depot (Overnight Depot Charging) và sạc cần tiếp điện (Pantograph Charging - gồm Top-down và Bottom-up), so sánh ưu nhược điểm giữa cấu hình sạc tích hợp trên xe (On-board) và trạm sạc ngoài (Off-board DC Fast Charging) theo các tiêu chuẩn quốc tế IEC và SAE.
Chapter 3: DESIGN AND CALCULATION OF ELECTRIC BUS
Thực hiện tính toán thiết kế chi tiết hệ thống truyền động và nguồn cấp năng lượng:
- Xác định thông số đầu vào và phụ tải phụ: Khảo sát các tải điện phụ trợ gồm tải liên tục (hệ thống điều hòa không khí $15.000\text{ W}$, bơm trợ lực lái thủy lực $3.000\text{ W}$, máy nén khí $3.000\text{ W}$, hệ thống làm mát $500\text{ W}$, đèn chiếu sáng/bảng điều khiển), tải gián đoạn và tải ngắn hạn (còi $40\text{ W}$, gạt nước $100\text{ W}$).
- Tính toán và lựa chọn động cơ điện:
- Công suất yêu cầu khi chạy ổn định ở $V_{\max} = 100\text{ km/h}$ trên đường bằng là $130\text{ kW}$.
- Công suất yêu cầu khi leo dốc $8,2%$ ở vận tốc $10\text{ km/h}$ đạt $195\text{ kW}$.
- Lựa chọn động cơ APEV80-12(16) và bộ điều khiển AEV100-D540D540200L2 (dải điện áp 250 - 720 VDC, dòng ra cực đại $800\text{ A}$, công suất định mức $180\text{ kVA}$, công suất đỉnh $250\text{ kVA}$).
- Tính toán bộ pin lưu trữ: Lựa chọn cell pin Lithium Iron Phosphate (LFP) model HAYOEN 3.2V 280Ah. Cấu hình bộ pin có tổng năng lượng lưu trữ $180\text{ kWh}$ (chia thành 4 module, mỗi module $45\text{ kWh}$).
- Khảo sát tuyến xe và thiết kế hệ thống sạc: Gắn 3 chu trình SORT vào 3 tuyến xe buýt TP.HCM (Tuyến 109, Tuyến 32, Tuyến 53). Tính toán trạm sạc nhanh (Flash charging) công suất $100\text{ kW}$ tại các điểm dừng nghỉ dọc tuyến, cung cấp $15\text{ kWh}$ trong khoảng 9 phút để bù đắp năng lượng tiêu hao, kết hợp sạc đầy qua đêm tại trạm trung chuyển (depot).
Chapter 4: SIMULATION AND RESULT
Triển khai mô phỏng trên phần mềm ADVISOR:
- Giới thiệu cấu trúc hoạt động, cách khai báo thông số xe, động cơ, khối pin, hộp số và chu trình lái trong ADVISOR.
- Thiết lập kịch bản mô phỏng xe buýt điện chạy theo các chu trình lái SORT.
- Xuất và phân tích các đồ thị kết quả: mô-men xoắn sẵn sàng của động cơ, dòng điện xả của bộ pin, lực kéo thực tế của xe, tổn thất công suất trên hệ thống lưu trữ năng lượng, tổn thất trên động cơ/bộ điều khiển, nhiệt độ trung bình của module pin, nhiệt độ động cơ và biến thiên trạng thái nạp SOC.
Chapter 5: CONCLUSION
Tóm tắt các kết quả đạt được về tính toán kích thước động cơ, bộ pin và trạm sạc; khẳng định tính khả thi của mô hình mô phỏng hệ thống truyền động xe buýt điện và đề xuất các hướng phát triển tiếp theo.
Thiết kế và triển khai
Thông số xe buýt điện tham chiếu và yêu cầu tính toán
Mô hình xe buýt điện thuần túy (Pure Electric Bus) được xây dựng dựa trên các thông số kích thước, khối lượng và yêu cầu động lực học của mẫu xe buýt điện VinBus.
| Thông số |
Ký hiệu |
Giá trị |
Đơn vị |
| Khối lượng toàn bộ xe (Gross mass) |
$M$ |
15.497 |
$\text{kg}$ |
| Vận tốc tối đa tính toán (Maximum velocity) |
$V_{\max}$ |
100 |
$\text{km/h}$ |
| Vận tốc thiết kế tối đa |
$v_{\max}$ |
110 |
$\text{km/h}$ |
| Bán kính lăn bánh xe (Wheel radius) |
$r_d$ |
0,48725 |
$\text{m}$ |
| Tỷ số truyền hệ thống (Transmission ratio) |
$i_g$ |
1,07 |
- |
| Hệ số cản lăn mặt đường (Rolling resistance coeff.) |
$C_f$ |
0,2 |
- |
| Hệ số cản khí động học (Aerodynamic coeff.) |
$C_d$ |
0,7 |
- |
| Vận tốc gió (Air velocity) |
$v_w$ |
0 |
$\text{km/h}$ |
| Thời gian tăng tốc $0 \sim 60\text{ km/h}$ |
$t_a$ |
14 |
$\text{s}$ |
| Khả năng leo dốc tại vận tốc $10\text{ km/h}$ |
$i$ |
8,2 |
$%$ |
| Cự ly hoạt động theo SORT 1 |
$S_1$ |
142,2 |
$\text{km}$ |
| Cự ly hoạt động theo SORT 2 |
$S_2$ |
248,0 |
$\text{km}$ |
| Cự ly hoạt động theo SORT 3 |
$S_3$ |
304,0 |
$\text{km}$ |
Tổng hợp công suất các phụ tải phụ (Auxiliary Loads)
Các tải tiêu thụ điện phụ trợ được chia thành 3 nhóm phục vụ cho việc tính toán tổng mức tiêu hao năng lượng của bộ pin:
| Loại phụ tải |
Tên thiết bị phụ tải |
Công suất tiêu thụ ($\text{W}$) |
| Phụ tải làm việc liên tục |
Điều hòa không khí (Air Condition) |
15.000 |
|
Hệ thống trợ lực lái thủy lực (Hydraulic Steering System) |
3.000 |
|
Máy nén khí trên xe (Vehicle Air Compressor) |
3.000 |
|
Hệ thống làm mát xe (Cooling System) |
500 |
|
Đèn chiếu sáng trong xe (Interior Light) |
100 |
|
Đèn tap-lô (Dashboard Light) |
30 |
|
Đèn báo rẽ liên tục (Indicator Light) |
30 |
|
Đèn pha chính (Headlight) |
20 |
| Phụ tải làm việc không liên tục |
Đèn chiếu xa/cốt phụ (Headlight high load) |
200 |
|
Đèn xi-nhan phụ (Indicator Light) |
50 |
|
Đèn sương mù phía sau (Rear Fog Light) |
20 |
|
Đèn phanh (Brake Light) |
20 |
| Phụ tải làm việc ngắn hạn |
Cần gạt nước kính chắn gió (Wiper) |
100 |
|
Còi xe (Horn) |
40 |
Thông số kỹ thuật bộ pin lưu trữ năng lượng (HAYOEN LFP Cell)
| Hạng mục |
Giá trị thông số |
Ghi chú |
| Loại cell pin |
Lithium Iron Phosphate (LFP) |
Model HAYOEN LFP Cell 3.2V |
| Dung lượng danh định (Nominal Capacity) |
280 $\text{Ah}$ |
- |
| Điện áp danh định (Nominal Voltage) |
3,2 $\text{V}$ |
- |
| Điện áp sạc cực đại (Max Charge Voltage) |
3,65 $\text{V}$ |
$0^\circ\text{C} < T \le 60^\circ\text{C}$ |
| Điện áp ngắt xả tối thiểu (Min Discharge Voltage) |
2,0 $\text{V}$ |
$-20^\circ\text{C} < T \le 0^\circ\text{C}$ |
| Dải nhiệt độ làm việc khi sạc |
$0^\circ\text{C} \sim 55^\circ\text{C}$ |
- |
| Dải nhiệt độ làm việc khi xả |
$-20^\circ\text{C} \sim 60^\circ\text{C}$ |
- |
| Tuổi thọ chu kỳ nạp/xả (Cycle Life) |
6.000 chu kỳ |
Ở dòng xả 0.5C, độ sâu xả 100% DOD |
| Cấu hình tổng thể gói pin xe buýt |
180 $\text{kWh}$ |
Gồm 4 module $\times$ 45 $\text{kWh}$ |
Kết quả và đóng góp
Kết quả tính toán và phân tích vận hành trên mạng lưới tuyến buýt TP.HCM
Dựa trên việc mô hình hóa các tuyến xe buýt thực tế tại TP. Hồ Chí Minh theo 3 chu trình lái chuẩn SORT, đồ án đã lượng hóa được các thông số vận hành và kế hoạch khai thác xe trong ngày:
| Thông số vận hành tuyến |
Chu trình SORT 1 (Tuyến 109) |
Chu trình SORT 2 (Tuyến 32) |
Chu trình SORT 3 (Tuyến 53) |
| Chiều dài tuyến một lượt ($\text{km}$) |
9,8 |
27,5 |
38,0 |
| Vận tốc trung bình khai thác ($\text{km/h}$) |
12,2 |
17,0 |
27,0 |
| Thời gian hoàn thành 1 lượt chạy ($\text{phút}$) |
45 |
80 |
87 |
| Giãn cách giữa các chuyến ($\text{phút}$) |
40 |
9 |
22 |
| Tổng số lượt chạy toàn tuyến trong ngày |
48 |
192 |
72 |
| Số lượng xe buýt điện phân bổ |
3 |
20 |
10 |
| Định mức vận hành cho 1 xe buýt/ngày |
15 lượt chạy ($142,5\text{ km}$ trong $11,25\text{ h}$) |
10 lượt chạy ($275\text{ km}$ trong $13\text{ h}$) |
8 lượt chạy ($304\text{ km}$ trong $11\text{ h}$) |
Kết quả mô phỏng trên phần mềm ADVISOR
Quá trình chạy mô phỏng trên ADVISOR cho thấy hệ thống truyền động và bộ pin $180\text{ kWh}$ đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật:
- Động cơ và bộ điều khiển cung cấp đủ mô-men xoắn và công suất kéo đáp ứng vận tốc tối đa $100\text{ km/h}$ và khả năng leo dốc $8,2%$.
- Hệ thống trạm sạc nhanh ngoài xe (Off-board DC Fast Charging) công suất $100\text{ kW}$ tại điểm dừng bổ sung $15\text{ kWh}$ sau mỗi 9 phút nghỉ giữa các lượt chạy giúp duy trì dung lượng pin (SOC) luôn nằm trên ngưỡng tối thiểu an toàn ($SOC_{b,\min}$), giải quyết bài toán lo ngại hết điện (charge anxiety) trong ngày mà không làm gián đoạn biểu đồ vận hành.
- Các biểu đồ nhiệt độ mô phỏng cho thấy nhiệt độ làm việc của module pin và động cơ/bộ điều khiển nằm trong dải nhiệt độ vận hành an toàn cho phép (dưới $55^\circ\text{C} - 65^\circ\text{C}$).
Đóng góp của đề tài
- Thiết lập quy trình hoàn chỉnh từ tính toán lý thuyết động lực học, lựa chọn thông số kỹ thuật động cơ, bộ pin LFP, phụ tải phụ trợ đến mô phỏng số trên ADVISOR cho xe buýt thuần điện tại Việt Nam.
- Kết nối các chu trình thử nghiệm xe buýt tiêu chuẩn quốc tế (SORT) với điều kiện giao thông thực tế tại TP. Hồ Chí Minh, đưa ra phương án phối hợp trạm sạc nhanh trên tuyến kết hợp sạc đêm tại depot.
- Cung cấp mô hình mô phỏng tham khảo giúp giảm thiểu chi phí và thời gian thử nghiệm thực tế trong quá trình nghiên cứu và phát triển xe buýt điện.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Các kết quả nghiên cứu hoàn toàn dựa trên cơ sở tính toán lý thuyết và mô phỏng trên phần mềm ADVISOR/Simulink; chưa có điều kiện thu thập dữ liệu đo đạc thực nghiệm trực tiếp trên xe buýt thật ngoài đường thực tế tại TP. Hồ Chí Minh để hiệu chuẩn tuyệt đối sai số mô hình.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Tiến hành thu thập dữ liệu vận hành thực tế qua hệ thống CAN-bus trên các tuyến xe buýt điện để đối chiếu và hiệu chỉnh thông số mô phỏng.
- Nghiên cứu tối ưu hóa chiến lược quản lý năng lượng (Energy Management Strategy - EMS) và kiểm soát nhiệt độ chi tiết hơn cho bộ pin trong điều kiện khí hậu nóng ẩm tại miền Nam Việt Nam.
- Mở rộng bài toán tối ưu hóa vị trí đặt trạm sạc nhanh trên toàn bộ mạng lưới giao thông công cộng của thành phố.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Giao thông, Cơ khí Động lực khi thực hiện đồ án, luận văn liên quan đến thiết kế hệ thống truyền động xe điện (EV Drivetrain) và mô phỏng ô tô trên phần mềm ADVISOR/Simulink.
- Các kỹ sư nghiên cứu và phát triển (R&D) tại các doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô hoặc các đơn vị vận tải công cộng đang xây dựng phương án chuyển đổi từ xe buýt động cơ đốt trong sang xe buýt điện.
- Các phần đáng tham khảo nhất: Quy trình tính chọn công suất động cơ theo 3 chỉ tiêu động lực học (Chương 3), bảng phân rã công suất phụ tải phụ (Bảng 3.4 - 3.6), và phương pháp phân bổ dung lượng trạm sạc nhanh kết hợp chu trình SORT trên các tuyến xe buýt thực tế.
Câu hỏi thường gặp
1. Khối lượng toàn bộ và các chỉ tiêu động lực học chính của mẫu xe buýt điện trong đồ án là bao nhiêu?
Xe buýt điện có khối lượng toàn bộ ($M$) là $15.497\text{ kg}$, vận tốc tối đa tính toán $V_{\max} = 100\text{ km/h}$ (vận tốc thiết kế cực đại $110\text{ km/h}$), khả năng tăng tốc $0 \sim 60\text{ km/h}$ trong $14\text{ s}$, và khả năng leo dốc tối thiểu đạt $8,2%$ tại vận tốc $10\text{ km/h}$.
2. Công suất động cơ điện được tính toán dựa trên những điều kiện vận hành nào?
Công suất động cơ được xác định dựa trên giá trị lớn nhất trong 3 điều kiện: (1) Chạy ổn định ở tốc độ tối đa $100\text{ km/h}$ trên đường bằng (yêu cầu $130\text{ kW}$); (2) Khả năng leo dốc $8,2%$ ở tốc độ $10\text{ km/h}$ (yêu cầu $195\text{ kW}$); (3) Khả năng tăng tốc $0 \sim 60\text{ km/h}$ trong $14\text{ s}$. Đồ án lựa chọn động cơ kéo model APEV80-12(16) và bộ điều khiển AEV100-D540D540200L2 có công suất đỉnh đạt $250\text{ kVA}$.
3. Bộ pin trên xe buýt sử dụng công nghệ gì và có dung lượng bao nhiêu?
Đồ án lựa chọn cell pin Lithium Iron Phosphate (LFP) model HAYOEN dung lượng danh định $280\text{ Ah}$, điện áp danh định $3,2\text{ V}$, tuổi thọ chu kỳ đạt $6.000$ lần sạc/xả. Tổng dung lượng gói pin trên xe là $180\text{ kWh}$, chia thành 4 module riêng biệt (mỗi module $45\text{ kWh}$).
4. Phụ tải phụ (Auxiliary Loads) nào tiêu thụ nhiều công suất nhất trên xe buýt điện?
Phụ tải tiêu thụ công suất lớn nhất là hệ thống điều hòa không khí (Air Condition) với công suất làm việc liên tục lên tới $15.000\text{ W}$ ($15\text{ kW}$), tiếp theo là hệ thống trợ lực lái thủy lực ($3.000\text{ W}$) và máy nén khí phục vụ hệ thống phanh/cửa xe ($3.000\text{ W}$).
5. Giải pháp sạc điện được đề xuất cho xe buýt hoạt động trên các tuyến tại TP.HCM là gì?
Đồ án đề xuất giải pháp sạc kết hợp sử dụng hệ thống sạc ngoài (Off-board DC charger): sạc đầy chậm qua đêm tại bến trung chuyển (depot) và bố trí trạm sạc nhanh (Flash charging) công suất $100\text{ kW}$ tại các điểm dừng/đầu bến để nạp bổ sung khoảng $15\text{ kWh}$ trong khoảng 9 phút nghỉ giữa các chuyến xe, bảo đảm cự ly hoạt động từ $142,5\text{ km}$ đến $304\text{ km}$ mỗi ngày cho mỗi xe.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "DESIGN AND SIMULATION THE ELECTRIC BUS" của sinh viên Hoàng Văn Bổng và Huỳnh Thanh Đạt đã xây dựng thành công phương pháp luận tính toán và thiết kế tham số cho hệ thống truyền động xe buýt thuần điện dựa trên mẫu xe tham chiếu VinBus. Thông qua việc tính toán kích thước động cơ kéo, cấu hình bộ pin LFP $180\text{ kWh}$, phụ tải phụ và thiết kế trạm sạc nhanh $100\text{ kW}$ theo chu trình SORT trên các tuyến buýt tại TP. Hồ Chí Minh, đồ án đã kiểm chứng tính đúng đắn của thiết kế bằng công cụ mô phỏng ADVISOR/Simulink. Nghiên cứu cung cấp tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo rõ ràng cho công tác đào tạo và phát triển phương tiện giao thông công cộng sử dụng năng lượng sạch tại Việt Nam.