Thiết kế và thi công hệ thống lưu trữ điện trên xe ô tô dùng cấp cho các thiết bị trên xe khi xe đang đỗ

Đồ án thiết kế hệ thống lưu trữ điện cho ô tô khi đỗ tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

• Tác giả: Tạ Vũ Long
• Người hướng dẫn: ThS. Lê Tấn Cường
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cơ điện tử
• Đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống lưu trữ điện trên xe ô tô dùng cấp cho các thiết bị trên xe khi xe đang đỗ
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan hệ thống lưu trữ điện cho ô tô khi đỗ tại ĐH SPKT

Nhu cầu sử dụng thiết bị điện tử trên xe hơi tăng trưởng nhanh chóng. Người lái xe mong muốn biến khoang cabin thành không gian sinh hoạt đa năng. Xe ô tô hiện đại không chỉ phục vụ mục đích di chuyển đơn thuần. Phương tiện còn đóng vai trò trạm nghỉ ngơi, văn phòng làm việc và nơi giải trí tiện ích. Đề tài tốt nghiệp ngành Cơ điện tử tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã tiếp cận trực tiếp xu hướng này. Công trình do sinh viên Tạ Vũ Long và Lê Hoàng Sơn thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Tấn Cường. Nhóm tác giả tập trung nghiên cứu, thiết kế và thi công hệ thống lưu trữ năng lượng chuyên dụng khi phương tiện dừng đỗ. Hệ thống hoạt động như một nguồn cung cấp điện thứ cấp hoàn toàn độc lập. Cấu trúc thiết bị giải quyết triệt để sự xung đột giữa nhu cầu dùng điện tiện ích và an toàn năng lượng của xe. Các thiết bị gia dụng công suất vừa và nhỏ nhận dòng điện liên tục mà không gây ảnh hưởng đến hệ thống khởi động. Nghiên cứu mang tính thực tiễn cao đối với ngành công nghiệp phụ kiện ô tô và xu hướng dã ngoại hiện đại.

1.1. Bối cảnh nghiên cứu đề tài tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

Khoa Cơ khí Chế tạo máy thuộc Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh luôn chú trọng các đề tài gắn liền thực tiễn. Đồ án của nhóm sinh viên ngành Cơ điện tử xuất phát từ nhu cầu thực tế của người dùng xe hơi. Phong trào du lịch tự lái và cắm trại ngoài trời đang bùng nổ mạnh mẽ. Người dùng thường xuyên mang theo thiết bị sinh hoạt cá nhân lên xe. Tuy nhiên, nguồn năng lượng dự phòng trên các mẫu xe phổ thông hiện nay còn rất hạn chế. Sinh viên đã vận dụng kiến thức điều khiển, điện tử công suất và tự động hóa để xây dựng giải pháp kỹ thuật tối ưu. Đề tài khẳng định năng lực nghiên cứu ứng dụng của sinh viên nhà trường.

1.2. Mục tiêu kỹ thuật của hệ thống lưu trữ năng lượng phụ trợ

Mục tiêu chính của đề tài là chế tạo trạm phát điện di động gắn trực tiếp trên ô tô. Cụm thiết bị cung cấp đồng thời hai chuẩn đầu ra điện áp DC và AC. Mức công suất được tính toán đủ để chạy tủ lạnh mini, máy pha cà phê, máy tính xách tay và đèn chiếu sáng. Hệ thống phải đảm bảo tính cơ động, độ bền cơ học và an toàn chống cháy nổ. Thiết bị không được gây can thiệp trái phép vào cụm dây điện gốc của xe. Ngoài ra, chi phí gia công chế tạo cần giữ ở mức hợp lý để dễ dàng thương mại hóa. Thiết kế kỹ thuật đáp ứng các tiêu chuẩn ổn định điện áp nghiêm ngặt.

II. Thực trạng thiếu hệ thống lưu trữ điện cho ô tô khi đỗ xe

Hầu hết ô tô thương mại sử dụng bình ắc quy chì-axit truyền thống. Chức năng chính của bình là cấp dòng phóng cực đại để khởi động động cơ đốt trong. Bình ắc quy chính không được thiết kế cho mục đích xả năng lượng liên tục ở trạng thái nghỉ. Khi chủ xe tắt máy và tiếp tục dùng thiết bị điện, bình ắc quy sẽ cạn kiệt nhanh chóng. Hiện tượng xả sâu làm giảm dung lượng lưu trữ vĩnh viễn. Chỉ sau vài chu kỳ cạn điện, bình ắc quy sẽ bị hỏng hoàn toàn. Người dùng đối mặt với nguy cơ xe không thể nổ máy giữa hành trình. Để đối phó, nhiều tài xế chọn phương án nổ máy tại chỗ để máy phát điện liên tục nạp sạc. Cách xử lý này tiêu tốn một lượng nhiên liệu hóa thạch rất lớn. Động cơ chạy không tải sinh ra khí thải độc hại ra môi trường xung quanh. Buồng đốt tích tụ muội than và nhiệt độ khoang máy tăng cao đột ngột. Một số người tìm cách đấu nối trực tiếp tải công suất lớn vào hệ thống dây dẫn của xe. Thao tác sai kỹ thuật tiềm ẩn nguy cơ chập cháy điện nghiêm trọng. Tình trạng này đòi hỏi một giải pháp nguồn điện tách biệt và thông minh hơn.

2.1. Hạn chế của ắc quy khởi động khi cấp điện lúc xe dừng đỗ

Ắc quy khởi động axit-chì được cấu tạo từ các bản cực xốp mỏng. Kết cấu này tạo ra diện tích bề mặt lớn nhằm giải phóng năng lượng tức thời trong vài giây. Khi chịu tải kéo dài, phản ứng hóa học đảo chiều xảy ra không hoàn toàn trên bề mặt cực. Lớp sunfat chì kết tinh cứng bao phủ bề mặt và ngăn cản quá trình tái tạo điện tích. Hiện tượng xả sâu làm giảm hiệu suất lưu điện rất nhanh. Tuổi thọ bình suy giảm chỉ sau khoảng vài chục lần xả cạn. Bình ắc quy chính mất khả năng giữ điện áp định mức và không thể quay trục khuỷu động cơ.

2.2. Rủi ro cạn kiệt điện năng và suy giảm tuổi thọ ắc quy chính

Hết điện ắc quy giữa hành trình là trải nghiệm vô cùng bất tiện. Xe ô tô hiện đại phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống điều khiển điện tử ECU. Điện áp sụt giảm đột ngột khiến nhiều module an toàn bị vô hiệu hóa hoặc báo lỗi sai. Chi phí cứu hộ phương tiện và thay mới bình ắc quy khởi động khá tốn kém. Ngoài ra, việc duy trì nổ máy tại chỗ để cấp điện gây hao mòn xupap và bạc lót động cơ. Xăng dầu tiêu hao lãng phí khi xe đứng yên trong nhiều giờ. Lượng khí CO và CO2 tích tụ xung quanh xe gây nguy hiểm trực tiếp cho sức khỏe con người.

III. Thiết kế hệ thống lưu trữ điện cho ô tô khi đỗ của ĐH SPKT

Nhóm nghiên cứu tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã đề xuất mô hình lưu trữ điện độc lập. Cấu trúc toàn hệ thống bao gồm ba khối chức năng cơ bản: khối pin thứ cấp, khối quản lý bảo vệ và khối biến đổi điện áp. Trái tim của hệ thống là khối pin phụ có mật độ năng lượng cao và vòng đời nạp xả bền bỉ. Mạch quản lý pin BMS liên tục giám sát điện áp từng cell, kiểm soát nhiệt độ và cân bằng dung lượng chủ động. Thiết bị tự ngắt khi xảy ra hiện tượng quá tải, ngắn mạch hoặc nhiệt độ vượt ngưỡng an toàn. Khối biến đổi công suất bao gồm mạch DC-DC đa tầng và bộ nghịch lưu DC-AC sin chuẩn. Mạch Buck hạ áp đưa nguồn về mức 5V và 12V ổn định để nuôi quạt làm mát, đèn chiếu sáng và cổng sạc nhanh USB. Mạch Boost nâng áp kết hợp biến tần công suất tạo ra dòng điện xoay chiều 220V chuẩn công nghiệp. Nhờ đó, người dùng có thể vận hành nồi cơm điện mini, máy xay hoặc máy pha cà phê ngay trên xe. Toàn bộ hệ thống được đặt trong hộp bảo vệ cách điện, chống rung lắc cơ học và tản nhiệt tối ưu.

3.1. Cấu trúc bộ pin phụ và hệ thống quản lý năng lượng BMS

Bộ pin phụ được cấu thành từ các cell pin lithium có tuổi thọ cao và khả năng xả sâu vượt trội. Khác với ắc quy chì, pin lithium duy trì điện áp ổn định trong suốt quá trình xả điện. Mạch quản lý pin thông minh BMS đóng vai trò chốt chặn an toàn kỹ thuật hàng đầu. Hệ thống liên tục đo lường nhiệt độ vận hành và điện áp của từng cell riêng biệt. Khi phát hiện tình trạng quá dòng, sụt áp sâu hoặc quá nhiệt, rơ-le bán dẫn lập tức ngắt mạch. Nhờ vậy, bộ nguồn ngăn chặn triệt để nguy cơ cháy nổ do xung nhiệt. Cấu hình này bảo đảm an toàn điện tối đa cho khoang nội thất ô tô.

3.2. Mạch chuyển đổi nguồn điện DC DC và biến tần DC AC linh hoạt

Hệ thống chuyển đổi nguồn điện là cầu nối kỹ thuật giữa khối pin và các thiết bị tiêu thụ. Đầu ra của pin thứ cấp có điện áp cố định. Trong khi đó, các thiết bị trên xe đòi hỏi nguồn cấp rất đa dạng. Mạch hạ áp Buck Converter chuyển đổi điện áp nguồn xuống 5V và 12V với hiệu suất cao trên 90%. Nguồn điện này phục vụ chiếu sáng LED, quạt gió và các cổng sạc nhanh chuẩn PD. Đồng thời, mạch nghịch lưu DC-AC sử dụng công nghệ điều chế độ rộng xung PWM tạo điện áp xoay chiều sin chuẩn 220V. Dòng điện đầu ra có độ méo sóng hài cực thấp, bảo vệ an toàn cho các mạch vi xử lý nhạy cảm.

IV. Ứng dụng hệ thống lưu trữ điện cho ô tô khi đỗ trong thực tế

Hệ thống lưu trữ điện năng phụ trợ mang lại giá trị ứng dụng to lớn trong đời sống hàng ngày. Thiết bị mở ra khả năng biến chiếc xe hơi thông thường thành trạm sinh hoạt dã ngoại tiện nghi. Những chuyến cắm trại nơi xa xôi không còn phụ thuộc vào máy phát nổ ồn ào. Nguồn điện sạch vận hành êm ái tủ lạnh di động, bếp nấu mini và hệ thống chiếu sáng ban đêm. Đối với lực lượng lao động lưu động như kỹ sư công trường hay phóng viên, thiết bị trở thành văn phòng làm việc cơ động. Máy tính xách tay, thiết bị bay flycam và bộ phát sóng vệ tinh luôn duy trì năng lượng dồi dào. Về mặt kỹ thuật, giải pháp bảo vệ trọn vẹn độ nguyên bản cho hệ thống điện của xe. Bộ điều khiển tự ngắt độc lập giúp ắc quy khởi động luôn sung mãn, sẵn sàng khởi hành bất kỳ lúc nào. Về mặt học thuật, đề tài tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM khẳng định năng lực chế tạo của sinh viên kỹ thuật Việt Nam. Mô hình có tính khả thi thương mại rất cao nhờ chi phí sản xuất tối ưu và kết cấu gọn gàng. Đây là nền tảng vững chắc để phát triển các phụ kiện công nghệ cho hệ sinh thái xe điện trong tương lai gần.

4.1. Cung cấp điện cho dã ngoại cắm trại và văn phòng làm việc di động

Hệ thống giải quyết triệt để bài toán thiếu hụt năng lượng ngoài trời. Người dùng tự tin cắm trại tại các địa điểm hoang sơ không có lưới điện. Thiết bị vận hành bền bỉ quạt làm mát, đèn chiếu sáng ban đêm và bếp đun nước sôi. Trải nghiệm dã ngoại trở nên tiện nghi và văn minh hơn rất nhiều. Với nhóm người làm việc từ xa, chiếc xe trở thành trạm làm việc lưu động lý tưởng. Laptop, máy in mini và thiết bị truyền hình ảnh luôn hoạt động ổn định liên tục. Người dùng không phải lo lắng về việc gián đoạn công việc do cạn kiệt pin thiết bị. Mọi thao tác kết nối đều diễn ra nhanh chóng và an toàn.

4.2. Khả năng nhân rộng và giá trị khoa học của đề tài tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM ghi nhận sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và kỹ năng chế tạo thực tế. Sản phẩm mẫu chứng minh tính ổn định cao sau nhiều giờ thử nghiệm tải thực tế. Thiết kế mạch dạng module rời giúp quá trình bảo dưỡng và nâng cấp dung lượng pin diễn ra thuận tiện. Hệ thống có tiềm năng lớn để sản xuất hàng loạt phục vụ thị trường xe dịch vụ và gia đình. Nghiên cứu cung cấp tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo cao cho sinh viên các khóa sau. Đây là bước đệm quan trọng trong việc thúc đẩy ứng dụng năng lượng xanh trong ngành giao thông vận tải.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 Bên cạnh đó, một trong những mục tiêu quan trọng của đề tài là đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, an toàn và thông minh. Điều này đòi hỏi sự tích hợp của các chức năng bảo vệ như: giới hạn quá dòng, quá áp, bảo vệ ngắn mạch, giám sát trạng thái sạc/xả, nhiệt độ hệ thống và công suất tiêu thụ. Các chức năng này thường được đảm nhiệm bởi các mạch điều khiển chuyên dụng như bộ quản lý pin và vi điều khiển, giúp ngăn ngừa rủi ro cháy nổ hoặc hư hỏng thiết bị khi hoạt động trong môi trường thực tế. Ngoài chức năng cấp nguồn và bảo vệ, hệ thống cũng được định hướng phát triển theo hướng giám sát thông minh và tương tác người – máy hiệu quả.

Hệ thống cần tích hợp màn hình hiển thị hoặc giao diện điều khiển đơn giản giúp người dùng quan sát các thông số hoạt động của hệ thống như: điện áp pin, mức dung lượng, trạng thái sạc/xả, nhiệt độ, dòng tải,… Đồng thời, kết nối không dây qua WiFi hoặc giao thức mạng cục bộ cũng giúp mở rộng khả năng giám sát từ xa, tăng cường trải nghiệm sử dụng hiện đại. Về mặt công nghệ, đề tài tập trung khai thác và kết hợp các khối chức năng cơ bản trong hệ thống lưu trữ năng lượng hiện đại, bao gồm: khối lưu trữ năng lượng (pin hoặc ắc quy), khối quản lý năng lượng (BMS), các bộ chuyển đổi điện áp (DC-DC và DC-AC), khối điều khiển (vi điều khiển, cảm biến, giao tiếp), và khối hiển thị – truyền thông (LCD, WiFi, kết nối thiết bị ngoại vi). Đây là những thành phần điển hình trong hệ thống cấp nguồn thông minh hiện nay. Thông qua quá trình thiết kế và chế tạo hệ thống, sinh viên có điều kiện vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học trong suốt quá trình đào tạo: từ điện tử công suất, kỹ thuật điều khiển, hệ thống nhúng, truyền thông không dây cho đến kỹ thuật cơ khí chế tạo vỏ hộp, bố trí linh kiện, hệ thống tản nhiệt,.

Qua đó, đề tài góp phần nâng cao năng lực thiết kế tích hợp hệ thống liên ngành, là yêu cầu cốt lõi trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ điện tử. 4 Chương 1 Tóm lại, đề tài không chỉ đặt ra yêu cầu về mặt kỹ thuật mà còn mang đến một cơ hội học tập – nghiên cứu thực tiễn giá trị, giúp sinh viên phát triển kỹ năng nghề nghiệp toàn diện, đáp ứng yêu cầu của xu thế công nghệ hiện đại. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu - Hệ thống lưu trữ điện bao gồm các khối chức năng: nạp điện, lưu trữ, chuyển đổi, phân phối và giám sát.

- Thiết bị điện tiêu thụ sử dụng trên ô tô khi xe tắt máy, như: thiết bị gia dụng mini, thiết bị sạc, chiếu sáng,. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết về các công nghệ lưu trữ điện năng: pin sạc, mạch chuyển đổi điện áp, inverter, bộ quản lý pin,. - Thiết kế hệ thống cấp nguồn đa mức điện áp: 5VDC (USB), 12VDC (ô tô), 24VDC (thiết bị công suất vừa), và 220VAC (dân dụng). - Ứng dụng vi điều khiển để giám sát điện áp, dòng điện, trạng thái sạc/xả và hiển thị thông tin lên màn hình hoặc gửi qua WiFi.

- Không đi sâu vào mô hình điều khiển tự động nâng cao hay giao tiếp công nghiệp phức tạp, chỉ tập trung vào hệ thống ứng dụng thực tiễn đơn giản, dễ triển khai. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Về mặt khoa học Đề tài “Thiết kế và thi công hệ thống lưu trữ điện trên xe ô tô dùng cấp cho các thiết bị trên xe khi xe đang đỗ” có ý nghĩa khoa học rõ rệt trong việc tổng hợp và ứng dụng kiến thức từ nhiều lĩnh vực cốt lõi của ngành kỹ thuật, đặc biệt là cơ điện tử, điện – điện tử và kỹ thuật điều khiển. Thông qua việc xây dựng một hệ 5 Chương 1 thống lưu trữ năng lượng tích hợp, đề tài góp phần củng cố và mở rộng hiểu biết về các chủ đề quan trọng như: - Lưu trữ năng lượng: Sinh viên có cơ hội tiếp cận và hiểu sâu hơn về các công nghệ lưu trữ điện năng hiện đại như pin lithium-ion, lithium iron phosphate, hoặc ắc quy, bao gồm đặc tính điện áp, dung lượng, hiệu suất, và các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền và độ an toàn khi sử dụng lâu dài.

- Chuyển đổi điện năng: Đề tài yêu cầu ứng dụng thực tế các loại mạch chuyển đổi DC-DC và DC-AC để tạo ra các mức điện áp khác nhau phù hợp với từng loại thiết bị tiêu thụ. Đây là dịp để sinh viên tìm hiểu sâu về nguyên lý hoạt động, hiệu suất và cách lựa chọn, phối hợp các khối chuyển đổi điện áp trong hệ thống tích hợp. - Kỹ thuật điều khiển và hệ thống nhúng: Việc sử dụng vi điều khiển để giám sát dòng điện, điện áp, nhiệt độ và trạng thái sạc/xả giúp sinh viên làm quen với kỹ thuật lập trình nhúng, xử lý tín hiệu analog/digital, giao tiếp với các thiết bị ngoại vi và giao diện hiển thị người – máy (HMI). - Truyền thông và kết nối không dây: Trong bối cảnh hệ thống ngày càng có xu hướng kết nối thông minh, đề tài cho phép người học tiếp cận với các giao thức truyền thông cơ bản như UART, I2C hoặc các chuẩn giao tiếp không dây WiFi, từ đó mở rộng hiểu biết về xu hướng thiết kế hệ thống IoT năng lượng.

Ngoài ra, đề tài tạo điều kiện để sinh viên rèn luyện tư duy thiết kế hệ thống tổng thể, kết hợp hài hòa giữa phần cứng và phần mềm, giữa yêu cầu kỹ thuật và yếu tố thực tế sử dụng. Đây là kỹ năng rất cần thiết trong môi trường kỹ thuật công nghiệp hiện đại. Thông qua quá trình nghiên cứu, tính toán, lựa chọn linh kiện, thiết kế hệ thống, lập trình và thử nghiệm, người học không chỉ được rèn luyện tư duy logic, kỹ năng thiết kế kỹ thuật mà còn phát triển tư duy hệ thống, khả năng giải quyết vấn đề thực tế và kỹ năng làm việc nhóm – những kỹ năng quan trọng đối với một kỹ sư cơ điện tử trong tương lai. Về mặt thực tiễn Đề tài mang lại ý nghĩa thực tiễn rất lớn trong bối cảnh nhu cầu sử dụng thiết bị điện trên ô tô ngày càng phổ biến.

Người sử dụng ô tô hiện nay không chỉ cần một phương tiện để di chuyển, mà còn mong muốn chiếc xe trở thành một không gian sống tiện nghi – nơi có thể làm việc, nghỉ ngơi, giải trí, hoặc sử dụng các thiết bị gia dụng khi cần thiết. - Ứng dụng trong dã ngoại, du lịch và cắm trại: Với hệ thống lưu trữ năng lượng được thiết kế trong đề tài, người sử dụng ô tô có thể cấp điện cho tủ lạnh mini, đèn chiếu sáng, quạt, máy tính xách tay, nồi cơm, bếp từ di động,. ngay cả khi không có nguồn điện lưới, giúp tăng trải nghiệm tiện nghi trong các chuyến đi xa. - Ứng dụng trong làm việc di động: Với các đối tượng thường xuyên phải làm việc từ xa hoặc di chuyển liên tục như kỹ sư công trường, phóng viên, kỹ thuật viên, y bác sĩ lưu động,.

thì hệ thống lưu trữ điện là một công cụ hỗ trợ đắc lực, đảm bảo nguồn năng lượng ổn định cho các thiết bị làm việc: laptop, máy in mini, bộ phát WiFi, thiết bị y tế,. - Tăng độ an toàn và bảo vệ hệ thống điện nguyên bản của xe: Thay vì sử dụng ắc quy chính của xe để vận hành các thiết bị phụ, người dùng có thể chuyển sang dùng hệ thống lưu trữ điện độc lập. Điều này giúp hạn chế tình trạng hết ắc quy, mất khả năng khởi động xe và kéo dài tuổi thọ hệ thống điện gốc của phương tiện. - Tính linh hoạt và di động: Hệ thống được thiết kế nhỏ gọn, có tay cầm và dễ tháo lắp, giúp người dùng có thể mang ra ngoài sử dụng như một trạm sạc di động.

Có thể dùng cho cả các mục đích gia đình, văn phòng, hoặc các hoạt động ngoài trời khác (picnic, hội chợ, bán hàng lưu động. - Gắn với xu hướng sử dụng năng lượng tái tạo: Sự kết hợp giữa hệ thống lưu trữ và sạc năng lượng mặt trời giúp giảm phụ thuộc vào điện lưới, tiết kiệm chi phí lâu dài và góp phần bảo vệ môi trường. Đây là xu hướng phát triển tất yếu trong tương lai mà đề tài đã bắt kịp và định hướng ứng dụng. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để thực hiện thành công đề tài nhóm thực hiện đã áp dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn, cụ thể theo các bước sau: 1.

Nghiên cứu lý thuyết Trước khi tiến hành thiết kế và thi công hệ thống, việc nghiên cứu lý thuyết đóng vai trò quan trọng để xác định rõ nguyên lý hoạt động, yêu cầu kỹ thuật và lựa chọn phương án phù hợp cho từng khối chức năng. Các nội dung nghiên cứu bao gồm: - Tìm hiểu đặc điểm kỹ thuật của các mô-đun phần cứng: Các thành phần như pin, mạch quản lý, bộ sạc năng lượng, bộ chuyển đổi điện áp, màn hình,… đều được nghiên cứu kỹ lưỡng về điện áp hoạt động, dòng điện định mức, nhiệt độ làm việc, phương pháp đấu nối và cách thức tương tác. - Khảo sát các nguyên lý về lưu trữ và chuyển đổi năng lượng: Nghiên cứu về các phương pháp sạc – xả pin lưu trữ, các kiến thức cơ bản về mạch chuyển đổi hạ/tăng áp, nguyên lý điều chế nghịch lưu, nguyên lý hoạt động của sạc năng lượng mặt trời. - Tham khảo các công trình tương tự: Tra cứu tài liệu kỹ thuật, đồ án mẫu, các giải pháp thương mại như trạm sạc EcoFlow, Bluetti, Anker,.

để học hỏi thiết kế, bố cục và cách tổ chức hệ thống một cách tối ưu. Thiết kế hệ thống Dựa trên cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu, tiến hành thiết kế toàn bộ hệ thống về mặt điện – cơ – điều khiển: Thiết kế sơ đồ nguyên lý điện: Xác định vị trí các khối chức năng như pin, bộ quản lí pin, mạch hạ áp, sạc năng lượng mặt trời,. và kết nối hợp lý nhằm đảm bảo an toàn, đồng thời thuận tiện trong thao tác và bảo trì. - Tính toán thông số kỹ thuật: Tính toán dòng điện cực đại, tổng công suất tải tiêu thụ, dung lượng pin cần thiết, chọn dây dẫn phù hợp, cầu chì bảo vệ, 8 Chương 1 kích thước tản nhiệt,.

- Thiết kế bố trí cơ khí: Xác định kích thước hộp chứa, vị trí đặt các mô-đun, cổng đầu ra, công tắc nguồn, khe tản nhiệt, màn hình,. nhằm đảm bảo gọn gàng, dễ thao tác, dễ thay thế và thẩm mỹ.