Tài liệu Thiết kế ô tô điện trên cơ sở ô tô bus hyundai county

THIẾT KẾ Ô TÔ ĐIỆN TRÊN CƠ SỞ Ô TÔ BUS HYUNDAI COUNTY
ELECTRIC VEHICLE DESIGN IN BASED ON HYUNDAI COUNTY BUS


TÓM TẮT
Mô hình ô tô bus điện là giải pháp hướng tới ô tô sạch của các đô thị lớn ở Việt Nam. Bài báo đã tính toán thay thế nguồn động lực trên xe Hyundai County (động cơ Diesel, ly hợp và hộp số) bằng động cơ điện, mà vẫn giữ nguyên kết cấu và các hệ thống khác của xe. Động cơ điện có hiệu điện thế cao cho phép giảm nhẹ khối lượng của xe nên tiết kiệm năng lượng tiêu thụ.
Từ khóa: Ô tô bus điện; nguồn động lực; xe Hyundai County; động cơ điện; hiệu điện thế cao; tiết
kiêm năng lượng.
ABSTRACT
Electric vehicle model is solution towards cleaner cars of the big city in Viet Nam. This reporter has calculated alternative motivation Hyundai County bus (Diesel engine, clutch and gearbox) by electric motor, which remains the structure and other systems of the vehicle. Electric motors have high voltage allows the vehicle’s weight reduction should save energy consumption.
Key words: Electric vehicle; alternative motivation; Hyundai County bus; Electric motors; high voltage; save energy.
1.Mở đầuHiện nay, thế giới đang phải đối mặt với nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên, dầu mỏ và môi trường đang ngày càng ô nhiễm nặng. Đề tài nghiên cứu về hướng xây dựng mô hình ô tô bus điện là một trong những giải pháp hướng tới ô tô sinh thái trong các đô thị lớn ở Việt Nam. Bài báo đã tính toán và thiết kế được đặc tính lực kéo của ô tô bus điện Hyundai County (lực kéo Pk, khả năng vượt dốc D, khả năng gia tốc j) và tính toán chọn động cơ điện, nguồn năng lượng cung cấp để đảm bảo được các tính năng nói trên.
2.Nội dung2.1.Tính toán ô tô bus Hyundai CountyBảng 2.1. Thông số kỹ thuật xe Hyundai County



Hình 2.1: Hình dạng và kích thước xe Hyundai
County





Dựa vào các thông số kỹ thuật ở bảng 2.1, cho phép ta tính được đặc tính động lực học của xe Hyundai County chỉ ra ở bảng 2.2. Đồ thị của chúng được biểu diễn trên các
hình 2.2 đến 2.4
Bảng 2.2: Bảng tính lực kéo, nhân tố động lực và gia tốc

[TABLE]
[TR]
[TD=colspan: 4]Số 1
[/TD]
[TD=colspan: 4]Số 2
[/TD]
[TD=colspan: 4]Số 3
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]V1
[/TD]
[TD]Pk1
[/TD]
[TD]D1
[/TD]
[TD]j1
[/TD]
[TD]V2
[/TD]
[TD]Pk2
[/TD]
[TD]D2
[/TD]
[TD]j2
[/TD]
[TD]V3
[/TD]
[TD]Pk3
[/TD]
[TD]D3
[/TD]
[TD]j3
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]0.39
[/TD]
[TD]13706
[/TD]
[TD]0.21
[/TD]
[TD]1.94
[/TD]
[TD]0.7
[/TD]
[TD]7714
[/TD]
[TD]0.12
[/TD]
[TD]1.04
[/TD]
[TD]1.24
[/TD]
[TD]4331
[/TD]
[TD]0.07
[/TD]
[TD]0.53
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]0.78
[/TD]
[TD]16344
[/TD]
[TD]0.25
[/TD]
[TD]2.34
[/TD]
[TD]1.39
[/TD]
[TD]9199
[/TD]
[TD]0.14
[/TD]
[TD]1.26
[/TD]
[TD]2.48
[/TD]
[TD]5164
[/TD]
[TD]0.08
[/TD]
[TD]0.65
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1.17
[/TD]
[TD]18531
[/TD]
[TD]0.28
[/TD]
[TD]2.66
[/TD]
[TD]2.09
[/TD]
[TD]10430
[/TD]
[TD]0.16
[/TD]
[TD]1.44
[/TD]
[TD]3.71
[/TD]
[TD]5856
[/TD]
[TD]0.09
[/TD]
[TD]0.75
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1.56
[/TD]
[TD]20268
[/TD]
[TD]0.31
[/TD]
[TD]2.92
[/TD]
[TD]2.78
[/TD]
[TD]11408
[/TD]
[TD]0.17
[/TD]
[TD]1.59
[/TD]
[TD]4.95
[/TD]
[TD]6404
[/TD]
[TD]0.1
[/TD]
[TD]0.82
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1.96
[/TD]
[TD]21555
[/TD]
[TD]0.33
[/TD]
[TD]3.11
[/TD]
[TD]3.48
[/TD]
[TD]12132
[/TD]
[TD]0.19
[/TD]
[TD]1.69
[/TD]
[TD]6.19
[/TD]
[TD]6811
[/TD]
[TD]0.1
[/TD]
[TD]0.88
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2.35
[/TD]
[TD]22392
[/TD]
[TD]0.34
[/TD]
[TD]3.24
[/TD]
[TD]4.17
[/TD]
[TD]12603
[/TD]
[TD]0.19
[/TD]
[TD]1.76
[/TD]
[TD]7.43
[/TD]
[TD]7076
[/TD]
[TD]0.11
[/TD]
[TD]0.91
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2.74
[/TD]
[TD]22779
[/TD]
[TD]0.35
[/TD]
[TD]3.29
[/TD]
[TD]4.87
[/TD]
[TD]12820
[/TD]
[TD]0.2
[/TD]
[TD]1.79
[/TD]
[TD]8.67
[/TD]
[TD]7198
[/TD]
[TD]0.11
[/TD]
[TD]0.92
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3.13
[/TD]
[TD]22715
[/TD]
[TD]0.35
[/TD]
[TD]3.28
[/TD]
[TD]5.56
[/TD]
[TD]12784
[/TD]
[TD]0.19
[/TD]
[TD]1.78
[/TD]
[TD]9.9
[/TD]
[TD]7178
[/TD]
[TD]0.11
[/TD]
[TD]0.9
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3.52
[/TD]
[TD]22201
[/TD]
[TD]0.34
[/TD]
[TD]3.2
[/TD]
[TD]6.26
[/TD]
[TD]12495
[/TD]
[TD]0.19
[/TD]
[TD]1.73
[/TD]
[TD]11.14
[/TD]
[TD]7015
[/TD]
[TD]0.1
[/TD]
[TD]0.87
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3.91
[/TD]
[TD]21237
[/TD]
[TD]0.32
[/TD]
[TD]3.05
[/TD]
[TD]6.95
[/TD]
[TD]11953
[/TD]
[TD]0.18
[/TD]
[TD]1.64
[/TD]
[TD]12.38
[/TD]
[TD]6710
[/TD]
[TD]0.1
[/TD]
[TD]0.81
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


[TABLE]
[TR]
[TD=colspan: 4]Số 4
[/TD]
[TD=colspan: 4]Số 5
[/TD]
[TD]
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]V4
[/TD]
[TD]Pk4
[/TD]
[TD]D4
[/TD]
[TD]j4
[/TD]
[TD]V5
[/TD]
[TD]Pk5
[/TD]
[TD]D5
[/TD]
[TD]j5
[/TD]
[TD]Pc
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2.1
[/TD]
[TD]2548
[/TD]
[TD]0.04
[/TD]
[TD]0.26
[/TD]
[TD]2.91
[/TD]
[TD]1839
[/TD]
[TD]0.03
[/TD]
[TD]0.15
[/TD]
[TD]830
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]4.21
[/TD]
[TD]3038
[/TD]
[TD]0.05
[/TD]
[TD]0.32
[/TD]
[TD]5.83
[/TD]
[TD]2193
[/TD]
[TD]0.03
[/TD]
[TD]0.19
[/TD]
[TD]941
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]6.31
[/TD]
[TD]3444
[/TD]
[TD]0.05
[/TD]
[TD]0.37
[/TD]
[TD]8.74
[/TD]
[TD]2487
[/TD]
[TD]0.04
[/TD]
[TD]0.21
[/TD]
[TD]1080
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]8.42
[/TD]
[TD]3767
[/TD]
[TD]0.06
[/TD]
[TD]0.41
[/TD]
[TD]11.66
[/TD]
[TD]2720
[/TD]
[TD]0.04
[/TD]
[TD]0.22
[/TD]
[TD]1247
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10.52
[/TD]
[TD]4007
[/TD]
[TD]0.06
[/TD]
[TD]0.42
[/TD]
[TD]14.57
[/TD]
[TD]2893
[/TD]
[TD]0.04
[/TD]
[TD]0.22
[/TD]
[TD]1443
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]12.63
[/TD]
[TD]4162
[/TD]
[TD]0.06
[/TD]
[TD]0.43
[/TD]
[TD]17.49
[/TD]
[TD]3005
[/TD]
[TD]0.04
[/TD]
[TD]0.2
[/TD]
[TD]1667
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]14.73
[/TD]
[TD]4234
[/TD]
[TD]0.06
[/TD]
[TD]0.42
[/TD]
[TD]20.4
[/TD]
[TD]3057
[/TD]
[TD]0.04
[/TD]
[TD]0.17
[/TD]
[TD]1919
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]16.84
[/TD]
[TD]4222
[/TD]
[TD]0.06
[/TD]
[TD]0.39
[/TD]
[TD]23.32
[/TD]
[TD]3048
[/TD]
[TD]0.03
[/TD]
[TD]0.13
[/TD]
[TD]2200
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]18.94
[/TD]
[TD]4127
[/TD]
[TD]0.05
[/TD]
[TD]0.35
[/TD]
[TD]26.23
[/TD]
[TD]2979
[/TD]
[TD]0.03
[/TD]
[TD]0.07
[/TD]
[TD]2509
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]21.05
[/TD]
[TD]3947
[/TD]
[TD]0.05
[/TD]
[TD]0.3
[/TD]
[TD]29.15
[/TD]
[TD]2850
[/TD]
[TD]0.02
[/TD]
[TD]0
[/TD]
[TD]2846
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]



Pk (N)
25000



0.40


Nhân tố động lực



20000

15000

10000



Pk1
Pk2
Pk3
Pk4
Pk5
Pc


0.35

0.30
D5
0.25 D4
D3
0.20 D2
D1
0.15



5000


0.10



0
0 10 20 30 40
V (m/s)


0.05

0.00



V(m/s)
0 10 20 30 40

nh 2.2: Đồ thị đặc tính lực kéo Hình 2.2: Đồ thị đặc tính lực kéo








3.50

Đồ Thị gia tốc



3.00

2.50

2.00 j1 j2
j3
1.50 j4 j5
1.00

0.50



0.00



0 5 10 15 20 25 30 35
V(m/s)


Hình 2.4: Đồ thị đặc tính gia tốc
2.2.Tính chọn động cơ điện thay thế cho ô tô bus điện Hyundai CountyCông suất động cơ điện được tính toán thay thế dựa trên cơ sở xe nguyên thủy là Bus Hyundai County với các điều kiện giữ nguyên tốc độ cực đại của xe, duy trì khả năng vượt dốc như cũ. Khối lượng xe dự kiến giảm đôi chút vì loại bỏ toàn bộ cụm động cơ ly hợp và hộp số mà chỉ thay vào đó khối lượng động cơ điện và các bình điện.
Kết quả tính toán cho phép ta chọn được động cơ điện với các thông số kỹ thuật được
cho trên bảng 2.3 có tên (nguồn: www.brusa.biz )
ảng 2.3 : Thông số kỹ thuật động cơ điện Brusa Hybridsynchronmotor HSM-6.17.12

2.3.Tính chọn nguồn ắc quy
Hình 2.5: Đặc tính động cơ điện


Các loại pin có thể sử dụng sử dụng cho ô tô điện được cho trên bảng 2.4:
Bảng 2.4 : So sánh các loại pin chọn làm nguồn năng lượng trên ô tô điện (Nguồn:





Chọn loại pin nhiên liệu là pin NiMH (Pin Niken Hiđrua kim loại ) vì nó là loại pin bền, có thể tái sử dụng được 500-1000 lần nếu dùng đúng kỹ thuật.
Không quá đắt so với pin Litium và khối lượng nhẹ, dung lượng lớn hơn so với pin acid
Chì. Đặc tính kỹ thuật của pin NiMH như sau: