LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” MỤC LỤC Đề mục Trang LỜI CẢM ƠN .4 TĨM TẮT LUẬN VĂN .5 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIAO THƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ XU HƯỚNG SỬ DỤNG XE BT ĐIỆN 1.1 Thực trạng giao thơng thành phố Hồ Chí Minh mục tiêu phát triển đến năm 2020 10 1.2 Xu hướng phát triển cơng nghiệp ơtơ giới .11 1.3 Xu hướng sử dụng nhiên liệu cho ơtơ giới 12 1.4 Các nghiên cứu ứng dụng xe điện giới Việt Nam .15 1.5 Khảo sát số xe điện triển khai Vệt Nam 23 1.6 Khảo sát số hệ thống xe bt điện khu vực giới 24 1.7 So sánh đánh giá hệ thống với điều kiện thực Việt Nam 32 1.8 Mục tiêu đề tài, đối tượng nghiên cứu……………………………………… 32 1.9 Phương pháp nghiên cứu 33 1.10 Kết luận 34 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA XE ĐIỆN 2.1 Cấu tạo xe điện 35 2.2 Ngun lý hoạt động xe điện .36 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Giới thiệu phận cần thiết động điện .44 2.4 Nhận xét: 47 CHƯƠNG 3: CÁC KIỂU TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3.1 Việc sử dụng lượng điện cho ơtơ ……………………………………………49 3.2 Các phương án truyền động bố trí loại ơtơ điện sau 50 3.2.1 Ơtơ lai điện Hybrid loại động đốt kết hợp với động điện 50 3.2.2 Ơtơ điện với động điện (Electric Vehicle - EV): 58 3.3 Điều khiển tích hợp động điện chiều 64 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHU TRÌNH VẬN CHUYỂN CỦA CÁC TUYẾN THEO CHU TRÌNH HOẠT ĐỘNG 4.1 4.2 Khái qt chu trình vận chuyển xe bt VTHKCC TP.HCM ……… 71 Phân tích chu trình vận chuyển tuyến theo chu trình hoạt động 75 4.2.1 Tuyến nội thành 75 4.2.2 Tuyến nội - ngoại thành 77 4.2.3 Tuyến phụ cận 80 4.2.4 Tuyến ngoại thành .82 4.2.5 Tốc độ lữ hành trung bình thực tế tuyến khảo sát 84 4.3 Tốc độ lữ hành trung bình xe buýt 148 tuyến 85 CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ XE BT ĐIỆN 5.1 Mơ hình tư nghiên cứu xe bt điện 87 5.2 Các u cầu thiết kế mẫu xe bt điện phù hợp với thành phố Hồ Chí Minh 87 5.3 Các phương án thiết kế xe bt điện 88 5.4 Giới thiệu ơtơ hyundai county ………………………………………………….89 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU 5.5 KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Chọn, bố trí động điện, ắc quy hệ thống truyền lực 95 5.5.1 Chọn bố trí động điện 95 5.5.2 Bố trí động cơ, hệ thống truyền lực: 98 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN CÁC TÍNH NĂNG KỸ THUẬT XE BT ĐIỆN 6.1 Tính tốn động lực học xe mini bt điện ……………………………….106 6.2 Đánh giá hiệu kinh tế - xã hội mạng lưới mini bt điện .117 CHƯƠNG : SO SÁNH XE ĐIỆN VÀ XE SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ NHIỆT 119 CHƯƠNG 8: Kết luận, kiến nghị hướng phát triển đề tài 127 Tài liệu tham khảo 129 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIAO THƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ XU HƯỚNG SỬ DỤNG XE BT ĐIỆN 1.1 Thực trạng giao thơng thành phố Hồ Chí Minh mục tiêu phát triển đến năm 2020 Thành phố Hồ Chí Minh có diện tích khoảng 2095 km 2, có 3365 đường với tổng chiều dài đường cấp hạng khoảng 3223km Ngồi thành phố có 873km đường hẻm với chiều rộng khác Mật độ đường trung bình thành phố đạt 1.5km/km Mật độ diện tích đường đầu người 1.48m2/người [1] Với mật độ dân số cao tình hình phát triển kinh tế tăng nhanh nên giao thơng thành phố rất phức tạp, đặt nhiều thách thức cấp lãnh đạo chun gia lĩnh vực giao thơng, đặc biệt là sự bùng nở của phương tiện giao thơng cá nhân Bên cạnh việc phát triển giao thơng cá nhân, vận tải hành khách cơng cộng có bước cải thiện so với tổng nhu cầu lại người dân thành phố đáp ứng khoảng 7% [4] LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Theo báo cáo trung tâm quản lý điều hành vận tải hành khách cơng cộng tồn thành phố Hồ Chí Minh có 148 tuyến xe bt với khoảng 3.096 xe bt loại vận chuyển 342 triệu lượt khách/năm, trung bình khoảng 937.600 hành khách/ngày đáp ứng 7,2% nhu cầu lại hàng ngày Trong tương lai, nhu cầu lại người dân thành phố tăng: Số chuyến phát sinh (kể bộ) ngày thành phố tiếp tục tăng nhanh: Tăng từ 19.281 chuyến/ngày năm 2010 lên 35.929 chuyến/ngày (1,9 lần) vào năm 2020 [3] Trước nhu cầu lại người dân, TPHCM đặt mục tiêu, kế hoạch cụ thể để phát triển giao thơng cơng cộng  Tới năm 2020 đất dành cho xây dựng sở hạ tầng giao thơng bao gồm giao thơng động giao thơng tĩnh phải đạt bình qn 20% - 25% đất thị (tính cho khu vực nội thành)  Phát triển vận tải hành khách cơng cộng nhiệm vụ trọng tâm, đảm bảo tỷ lệ vận tải hành khách cơng cộng đến năm 2020 50% nhu cầu lại 1.2 Xu hướng phát triển cơng nghiệp ơtơ giới Trong hiệu suất, tinh tế độ tin cậy tiếp tục mục tiêu kỹ thuật xe ơtơ chở khách, vấn đề nhiễm bầu khơng khí chủ yếu phương tiện tham gia giao thơng gây ảnh hưởng đến mơi trường sống khu vực thành thị mà tác động đến mơi trường tồn cầu trở thành vấn đề ngày cấp bách Bên cạnh vấn đề lượng chủ đề xem xét Theo Phòng Thống kê Đánh giá Năng lượng Thế giới thuộc Tập đồn dầu khí quốc gia Anh BP ngày 13/6/2009 cơng bố báo cáo cho biết, trữ lượng dầu mỏ đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng thơng thường giới vòng 40 năm tới Trữ lượng khí đốt tự nhiên thẩm định tăng nhẹ đủ để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng mức độ thơng thường vòng 60 năm tới Riêng Việt Nam sản lượng dầu Việt Nam giảm khoảng 3% giai đoạn từ năm 2007-2018, sản lượng dầu khí khai thác đạt đỉnh cao khoảng 400.000 thùng/ngày năm 2009-2010, sau giảm xuống khoảng 330.000 thùng/ngày vào năm 2018 Do đó, việc nghiên cứu phát triển nguồn lượng thay cho ơtơ đồng thời góp phần bảo vệ mơi trường sống việc quan trọng q trình phát triển kinh tế, xã hội nước ta Để đáp ứng nhu cầu trên, xu hướng xem xét khả thay động khác nhau, sử dụng nguồn lượng thay nhiên liệu cồn, khí tự nhiên-NG, khí hóa lỏng-LPG, khí thiên nhiên nén-CNG, ắc quy -Fuel Cell, hydro điện Tối ưu hóa 10 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” thơng số thiết kế động để đáp ứng tính kinh tế nhiên liệu, khí thải sàng lọc xem xét, cơng nghệ đốt bên động tương lai 1.3 Xu hướng sử dụng nhiên liệu cho ơtơ giới Ơtơ khơng gây nhiễm (Zero emission) mục tiêu hướng tới nhà nghiên cứu chế tạo ơtơ ngày Có nhiều giải pháp cơng bố năm gần đây, tập trung vào việc hồn thiện q trình cháy động Diesel, sử dụng loại nhiên liệu khơng truyền thống cho ơtơ LPG, khí thiên nhiên, methanol, ethanol, biodiesel, điện, pin nhiên liệu, lượng mặt trời, ơtơ lai (hybrid) Xu hướng phát triển ơtơ tổng hợp sau: a) Hồn thiện động diesel Các kỹ thuật để hồn thiện động diesel cho phép nâng cao rõ rệt tính bao gồm áp dụng hệ thống phun ray chung (common rail) điều khiển điện tử, lọc bồ hóng xử lý khí đường xả xúc tác ba chức năng, nâng cao chất lượng nhiên liệu, sử dụng nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp Việc dùng động diesel sử dụng đồng thời nhiên liệu khí nhiên liệu lỏng (dual fuel) giải pháp nâng cao tính động diesel b) Ơtơ chạy loại nhiên liệu lỏng thay Các loại nhiên liệu lỏng thay quan tâm cồn, colza, có nguồn từ thực vật Do thành phần C nhiên liệu thấp nên q trình cháy sinh chất nhiễm có gốc carbon, đặc biệt giảm CO2, chất khí gây hiệu ứng nhà kính Ngày việc ứng dụng loại nhiên liệu lỏng thay phương tiện vận tải nói chung xe bt nói riêng hạn chế giá thành nhiên liệu cao Tuy nhiên giải pháp có lợi nơi mà nguồn nhiên liệu dồi loại nhiên liệu chiết xuất từ chất thải q trình sản xuất cơng nghiệp Một loại nhiên liệu lỏng thay khác cơng bố Dimethyl ether (DME) chế tạo từ khí thiên nhiên Đây loại nhiên liệu thay cực dùng cho động diesel giống LPG Thử nghiệm ơtơ cho thấy, ơtơ dùng DME có mức độ phát nhiễm thấp nhiều so với tiêu chuẩn ơtơ phát nhiễm cực thấp California ULEV Nếu việc sản xuất DME qui mơ cơng nghiệp thành thực tương lai nhiên liệu lỏng lý tưởng khí thiên nhiên phân bố khắp trái đất có trữ lượng tương đương dầu mỏ 11 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” c) Ơtơ chạy khí thiên nhiên Sử dụng ơtơ chạy khí thiên nhiên sách hữu ích lượng thay tương lai, đặc biệt phương diện giảm nhiễm mơi trường thành phố Cho tới có hai giải pháp sử dụng khí thiên nhiên xe bt, khí thiên nhiên dạng khí khí thiên nhiên dạng lỏng Một khó khăn khiến cho nguồn lượng chưa áp dụng rộng rãi phương tiện vận tải vấn đề lưu trữ khí thiên nhiên (dạng khí hay dạng lỏng) ơtơ Ngày việc chế tạo bình chứa khí thiên nhiên cải thiện nhiều cơng nghệ lẫn vật liệu, chẳng hạn sử dụng bình chứa composite gia cố sợi carbon d) Ơtơ chạy khí dầu mỏ hóa lỏng LPG Việc chuyển đổi ơtơ chạy nhiên liệu lỏng sang dùng LPG thực theo ba hướng: sử dụng nhiên liệu LPG, sử dụng xăng LPG, sử dụng đồng thời diesel LPG (dual fuel) Việc tạo hỗn hợp LPG khơng khí thực chế hồ khí kiểu Venturie thơng thường hay phun LPG đường nạp Những hệ thống phun nghiên cứu phát triển phun LPG dạng lỏng buồng cháy để tăng tính cơng tác loại động e) Ơtơ chạy ắc quy Ơtơ chạy ắc quy ngun tắc ơtơ tuyệt đối (zero emission) mơi trường khơng khí thành phố Nguồn điện dùng để chạy ơtơ nạp vào ắc quy qng đường hoạt động độc lập ơtơ phụ thuộc vào khả tích điện ắc quy f) Ơtơ chạy pin nhiên liệu Một giải pháp nguồn lượng cung cấp cho ơtơ tương lai pin nhiên liệu Pin nhiên liệu hệ thống điện hóa biến đổi trực tiếp hóa nhiên liệu thành điện Do khơng có q trình cháy xảy nên sản phẩm hoạt động pin nhiên liệu điện, nhiệt nước Vì nói ơtơ hoạt động pin nhiên liệu ơtơ tuyệt đối theo nghĩa phát thải chất nhiễm khí xả g) Ơtơ lai (hybrid) Ơ tơ lai loại ơtơ sử dụng hai nguồn sức kéo bổ sung cho Ơtơ lai dạng sử dụng động điện chiều chạy accu nạp điện điện lưới ơtơ dừng nạp điện bổ sung từ cụm động nhiệt-mát phát điện chiều bố trí xe 12 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Hình 1.1: Xu hướng phát triển ơtơ 1.4 Các nghiên cứu ứng dụng xe điện giới Việt Nam 1.4.1 Trên giới: a) Nghiên cứu phát triển ơtơ bt điện Orion VII Hybrid Electric Bus – hãng Orion Bus Industries, a DaimlerChrysler Company Hình 1.2: Xe Hybrid điện Orion VII Bố trí chung hệ thống điều khiển ơtơ bt điện Orion VII Hybrid Electric 13 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Hình 1.3: Bố trí tổng qt ơtơ điện Orion • Giải thích ngun lý hoạt động: Ở tốc độ thấp: Ly hợp tự động ngắt truyền động từ động đố đến hộp số, lúc mơtơ điện bánh xe trì tốc độ để xe hoạt động, ưu điểm mơ-tơ điện đáp ứng momen thấp, nguồn điện từ ắc quy giảm tới mức cho phép, động đốt hoạt động trở lại nạp lại điện cho ắc quy qua máy phát Ở tốc độ cao: 14 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Động đốt hoạt động phạm vi tối ưu để trì tốc độ cho xe Lúc máy phát nạp lại điện cho ắc quy, mơ-tơ điện bánh xe bị ngắt Khi giảm tốc (khi phanh): Năng lượng tái sinh q trình phanh từ mơ-tơ điện tích hợp bánh xe nạp điện trở lại ắc quy, trường hợp ắc quy nạp đầy mơ-tơ điện bánh xe trở trạng thái trung hòa Khả tăng tốc: 15 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Để có cơng suất lớn đảm bảo tăng tốc nhanh phần lượng tích trữ từ ắc quy sử dụng để chạy tăng áp turbocharger để cải thiện đặc tính hoạt động cho động đốt • Các đặc điểm hệ thống ắc quy ơtơ bt điện Orion VII Hybrid Electric Hệ thống ắc quy ắc quy Lithium-ion, có 46 ngăn ắc quy 12V, dung lượng 65A.h tạo thành ắc quy có điện áp 550VDC – 200 kW, trọng lượng tổng cộng ắc quy 3500lb, thiết kế hãng lượng Hawker, mơ tơ điện có cơng suất 175 kW b) Nghiên cứu phát triển ơtơ điện hệ “i-MiEV” Kazunori HANDA Hiroaki YOSHIDA (03/2006) hãng xe Mitsubishi Hai tác giả nghiên cứu để phát triển ơtơ điện “i- MiEV” dựa xe bốn chỗ 16 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” khoảng thay đổi tốc độ ứng với đoạn tơ chuyển động với tốc độ trung bình: Vitb = 0,5 * (Vi1 + Vi2 ) (km/h) Qng đường tăng tốc tơ khoảng tốc tộ từ Vi1 đến Vi2: ∆S i = Vitb * ∆t i * 3,6 (m) Quảng đường tăng tốc tổng cộng từ tốc độ ổn định cực tiểu Vmin đến tốc độ V: n S = ∑ ∆S i = ∆S1 + ∆S + + ∆S n (m) i =1 Tại vị trí lớn ơtơ V max gia tốc J = 1/J =∞ Vì lập đồ thị tính tốn ta lấy giá trị vận tốc ơtơ khoảng từ Vmin đến 95%Vmax Tại vị trí vận tốc nhỏ Vmin , t = Trị số giảm vận tốc chuyển động ơtơ ∆V tính theo cơng thức sau: ∆V = f.g.tl/δi (m/s) Trong : + f – hệ số cản lăn; + g =9,81 (m/s2) – gia tốc trọng trường; + tl = (giây) – thời gian chuyển số ; Đồ thị thời gian tăng tốc: 104 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Đồ thị qng đường tăng tốc: 105 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” KẾT LUẬN : Từ kết tính tốn cho thấy ơtơ thiết kế có tính động lực học cao Ơtơ hoạt động tốt mạng lưới giao thơng cơng cộng thành phố Hồ Chí Minh 6.2 Đánh giá hiệu kinh tế - xã hội mạng lưới mini bt điện 6.2.1 Tính hiệu kinh tế: Theo tính tốn sở sản xuất xe điện, cần tám sạc điện xe chạy 100km với mức điện tiêu thụ 15kW/g, tương đương 15.000đ, rẻ động xăng năm lần giúp tiết kiệm đáng kể chi phí nhiên liệu, khoảng 80% (Mỗi 100 km, chi phí nhiên liệu cho ơtơ chạy xăng khoảng 70.000-90.000 đồng ơtơ chạy điện khoảng 15.000-16.000 đồng) 106 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Giảm lượng xăng dầu nhập khẩu, đặc biệt lúc khủng hoảng dầu mỏ Kích thích cơng nghiệp sản xuất ắc quy cơng nghiệp điện nước phát triển nhờ có thêm thị trường tiêu thụ 6.2.2 Tính hiệu xã hội: Giảm đươc vấn đề nhiễm mơi trường khơng khí xả, khói bụi từ động đốt Xe hoạt động êm, tần số rung động thấp, tiếng ồn nên khơng ảnh hưởng đến sức khỏe hành khách Việc nghiên cứu ứng dụng lượng điện ơtơ Việt Nam, có tính tương đương với ơtơ điện hãng nước ngồi Lần đầu nghiên cứu ơtơ điện nhằm chủ động nguồn nhiên liệu tương lai phục vụ cho mục đích giao thơng cơng cộng thành phố Hồ Chi Minh Định hướng nghiên cứu ứng dụng lượng điện sử dụng xe ơtơ du lịch, xe bt ơtơ tải góp phần làm giảm thiểu nhiễm mơi trường đảm bảo an ninh lượng CHƯƠNG : SO SÁNH XE ĐIỆN VÀ XE SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ NHIỆT a) Chi phí hoạt động bảo dưỡng: Hầu hết chi phí hoạt động xe điện quy cho việc trì thay ắc quy, xe điện có khoảng phận chuyển động động điện, so với xe sử dụng động đốt có hàng trăm phận Chi phí ắc quy cao ngược lại chi phí bảo dưỡng thấp 107 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Theo báo cáo cơng ty Tesla Roadster Mỹ trung bình ngày xe điện chạy khoảng 64 km, chạy 164.500 km tính năm chi phí tiêu thụ ắc quy 0,1174 $ /1,6 km 4,70 $ /64 km Cơng ty Better Place lại cho thấy số liệu so sánh khác 0,08 $ /1,6 km vào năm 2010, vào năm 2015 0,04 $ / 1,6 km, vào năm 2020 chi phí 0,02 $/1,6 km hay 3,20 $ / 64 km b) Năng lượng điện nhiên liệu Hydrocacbon: Theo báo cáo từ cơng ty Tesla Roadster, xe điện hoạt động ngày với qng đường trung bình khoảng 64 km sử dụng 11,2 kW.h điện với chi phí khoảng 0,56 $ 3,184$ tùy thuộc vào thời gian nạp ngày Trong động đốt với qng đường 64 km tiêu tốn 1,6 gallon, với gía nhiên liệu 4$/ gallon, xe tiêu tốn chi phí 6,4$ c) Phạm vi hoạt động thời gian tiếp nhiên liệu: Xe sử dụng động đốt tiếp nhiên liệu cách nhanh chóng trạm nạp nhiên liệu Trong xe điện nhiều thời gian để nạp điện cho ắc quy Phần lớn người sử dụng xe điện lo lắng ắc quy xe họ hết lượng trước họ đến nơi Vì việc xây dựng mạng lưới trạm nạp điện nhanh DC từ mạng lưới điện pha cần thiết, xe điện nạp cho ắc quy đầy khoảng 80% thời gian khoảng 30 phút qng đường chạy khoảng 160 km Tại quốc gia Mỹ, Nhật trạm nạp nhanh trang bị nơi khoảng cách trạm nạp cách khoảng 40 km d) Vấn đề nhiễm mơi trường: Xe điện khơng gây nhiễm mơi trường khơng phát thải khí xả góp phần vào làm bầu khơng khí thành phố Lượng khí CO phát phụ thuộc vào cường độ phát thải nguồn điện sử dụng để nạp cho xe e) Hộp số: Xe điện thường khơng trang bị hộp số hoăc trang bị bánh đơn để loại bỏ cần thiết việc sang số, tạo cho xe có khả tăng tốc mượt phanh mượt hơn, 108 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” đặc điểm xe điện có mơ-men xoắn cao phạm vi lớn tăng tốc so với động đốt f) Hiệu lượng: Động đốt phần lượng tổn thất dạng nhiệt, động điện sử dụng hiệu chuyển đổi lượng lưu trữ từ ắc quy, xe điện khơng tổn thất lượng dừng lại xuống dốc, lượng bị phanh nạp trở lại ắc quy tái sử dụng thơng qua lượng tái sinh Động xăng thơng thường sử dụng lượng hiệu có 15% nhiên liệu cho xe di chuyển cho phụ kiện điện xe, động diesel hiệu 20%, xe điện sử dụng lượng hiệu khoảng 80% Xe điện thường sử dụng 10-23 kW.h/100 km Khoảng 20% điện tổn thất thiếu hiệu q trình nạp điện cho ắc quy g) Tính an tồn xe điện: + Lưu trữ lượng điện thơng qua ắc quy lắp đặt theo xe + Tính an tồn, độ tin cậy phương tiện cao + Bảo vệ người chống lại mối nguy hiểm từ điện Trong trường hợp xảy tai nạn, xe điện có khả sảy cháy khói xả từ ắc quy nhanh chóng, xe điện nguy hiểm so với xe sử dụng nhiên liệu xăng diesel dễ bắt cháy từ nhiên liệu h) Phát triển thiết kế xe điện: + Ắc quy: Ắc quy thành phần đắt xe điện Các ắc quy Lithium-ion sử dụng xe điện có mật độ lượng cao lợi đáng kể ắc qui chì –axit ắc quy Ni-MH sử dụng xe điện Các nhà sản xuất xe Nissan, Renault Toyota bắt đầu quan hệ đối tác với cơng ty khác để phát triển ắc quy với mật độ lượng tăng lên, tuổi thọ ắc quy, cơng suất khả lưu trữ lượng lâu, đồng thời trọng lượng ắc quy nhẹ hơn, bền 109 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” hiệu chi phí Khi ắc quy lớn dẫn đến chi phí xe cao tăng trọng lượng Nhưng nhược điểm ắc quy Lithium-ion chi phí tương đối cao Bảng so sánh kỹ thuật ắc quy: Hình 3.13 Hiệu chi phí ắc quy Lithium-ion + Cấu thành giá thiết kế xe điện: Giá xe điện bao gồm: Chi phí khấu hao Chi phí cố định Chi phí nhiên liệu Chi phí liên quan đến sửa chữa, bảo dưỡng thay lốp xe Chi phí cố định liên quan đến phí đường bộ, bảo hiểm chi phí rửa xe Chi phí nhiên liệu: 110 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” So với xe sử dụng động đốt trong, xe điện mang lại hiệu giao thơng thành phố, khả phục hồi lượng tái sinh phanh khả truyền động tốt tốc độ thấp Chi phí liên quan đến sửa chữa, bảo dưỡng bánh xe: So với xe sử dụng động thơng thường, chi phí bảo dưỡng trung bình xe điện thấp hệ thống truyền động xe điện chứa khơng nhiều thành phần chuyển động dễ hao mòn Xe động đốt bảo dưỡng thay nhớt, lọc nhớt, lọc nhiên liệu khơng cần thiết xe điện Xe điện bảo dưỡng định kỳ 40.000 km Chi phí cố định: Các chi phí cố định xe điện bao gồm chi phí bảo hiểm, chi phí làm nội, ngoại thất xe Tại số nước xe điện khơng trả phí đường + Phát triển sở hạ tầng lượng điện: Trạm nạp: Cơ sở hạ tầng trạm nạp điện phục vụ xe điện phải thành lập Xe điện nạp vài kết nối với điện (230V-25A) có tầm hoạt động 200-300 km ắc quy nạp đầy Nếu xe điện hoạt động chủ yếu với qng đường ngắn nạp điện vào buổi tối mạng lưới điện sinh hoạt ắc quy nạp đầy vào sáng ngày hơm sau Các trạm nạp điện bố trí bãi đậu xe cơng ty, khách sạn, nhà ga xe lửa hay trung tâm mua sắm Trạm nạp nhanh: Tùy thuộc vào số lượng ắc quy lắp đặt xe cơng suất đầu thời gian nạp từ 2-7 Xe điện cỡ nhỏ với 16A tối đa Khi quy mơ xe điện đủ lớn nhu cầu trạm nạp điện bố trí bãi đỗ xe cần thiết nạp thời gian ngắn Các trạm nạp điện (230V, 16-25A) hệ thống tốn tnự đơng cần phải xây dựng bãi đỗ xe Các chi phí sở hạ tầng khơng cao bỡi mạng lưới điện có sẵn Xe điện nạp thời gian ngắn khoảng (15 – 30) phút trạm nạp điện áp cao (380V, 100A), vị trí nằm cạnh đường quốc lộ tuyến đường cần 111 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” thiết quy mơ xe điện đủ lớn Cũng giống trạm xăng, điểm nạp điện áp cao phân bố cung ứng tốt Xe điện tương lai cần phải điều chỉnh liên quan đến vấn đề sạc nhanh với hiệu lượng hệ thống sạc nhanh 90% Tại số thành phố lớn, người ta bố trí trạm nạp di động (Mobile smart grid) việc nạp điện vào buổi tối có mức phí thấp việc nạp điện vào ban ngày Trạm đổi ắc quy: Xe điện phát triển thú vị cho cơng ty điện lực xe điện tạo thêm thu nhập Xe điện gia tăng tính linh hoạt mạng lưới điện hầu hết việc nạp điện vào buổi tối nhu cầu điện thấp Ban ngày nhu cầu điện cao Các cơng ty điện lực, cơng ty cho th xe phủ ký kết hợp đồng cho th ắc quy với chủ xe điện Chủ xe th ắc quy từ cơng ty điện lực khơng phải trả chi phí cho ắc quy họ mua xe Các chủ xe phải trả khoản phí hàng tháng cho ăc qui điện sử dụng Các chi phí trạm trao đổi ắc quy tính chung vào chi phí cho dịch vụ trao đổi ắc quy Trạm trao đổi ắc quy hưởng lợi từ giá điện thấp sạc vào ban đêm + Một số lý xe điện sử dụng tương lai: Thú vị để lái sở hũu Hiệu chi phí Hiệu hoạt động Hiệu mơi trường 112 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Xe điện bảo vệ mơi trường: 113 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Bởi xe điện sử dụng lượng xe chạy xăng, ảnh hưởng chúng mơi trường nhiều so với xe chạy nhiên liệu hóa thạch Xe điện hiệu so với xe chạy xăng phí Xe điện khơng gây ảnh hưởng đến mơi trường • Sử dụng điện • Xe khơng phát thải khí thải, khơng có chất gây nhiễ • Tạo chất thải độc hại (ắc quy chì – axit tái chế 98%) • Có hiệu suất cao (động điều khiển 90%, ắc quy 75-80%) CHƯƠNG 8: Kết luận, kiến nghị hướng phát triển đề tài 8.1 Kết luận 114 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Thành phố Hồ Chí Minh – trung tâm kinh tế xã hội khu vực phía nam nói riêng nước nói chung, giống thành phố lớn giới thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) nhức nhối với tốn quy hoạch thị giao thơng thị Một phần dự án quy hoạch giao thơng cơng cộng thiết kế xe bt có xu hướng thân thiện với mơi trường sống Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn hệ động lực ơtơ điện theo điều kiện giao thơng Việt Nam.” đưa để giải vấn đề Đề tài sâu nghiên cứu lựa chọn bố trí hệ động lực ơtơ điện, phân tích điều kiện giao thơng thành phố Hồ Chí Minh, lựa chọn kết cấu đưa phương án thiết kế xe mini bt điện phù hợp với thành phố, tính tốn động học-động lực học ổn định xe, so sánh xe điện xe sử dụng động nhiệt để làm sở so sánh đánh giá tính kinh tế, điều khiển tích hợp động điện phận cần thiết xe điện.để đảm bảo khơng gây nhiễm mơi trường tham gia giao thơng khu đơng dân Ngồi ra, đề tài đề xuất phương án thiết kế trạm nạp điện điện với bãi đậu xe trạm kỹ thuật để thay ắc quy cho xe q trình hoạt động 8.2 Kiến nghị Nội dung nghiên cứu đề tài sở lý luận chung, đưa phương án hợp lý nhằm khẳng định cấp thiết phải ứng dụng xe bt TP.HCM Nội dung đề tài làm kỹ theo tiêu chuẩn thiết kế đăng kiểm thật rộng lớn, cần nhiều kỹ sư chun ngành tham gia giải quyết, làm việc theo cá nhân phương án đưa nghèo nàn thiếu thuyết phục Tuy nhiên q trình thực luận văn, tác giả học hỏi, tiếp thu nhiều kiến thức nhờ vào hướng dẫn thầy Phạm Xn Mai hỗ trợ, giúp đỡ nhóm nghiên cứu quy hoạch giao thơng khoa nhờ mà cuối luận văn hồn thành 8.3 Hướng phát triển đề tài Thực nghiệm để đánh hiệu hoạt động hệ động lực điều khiển tích hợp động điện chiều sau chỉnh sửa để hồn thiện đưa sản xuất xe điện đại trà phù hợp với điều kiện sẵn có Việt Nam 115 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nước Đề án góp phần quản lý giao thơng cơng cộng thành phố Hồ Chí Minh cơng nghệ GIS, Phạm Xn Mai đồng Báo cáo kế hoạch thực số giải pháp cấp bách nhằm kéo giảm tai nạn giao thơng ùn tắc giao thơng địa bàn thành phố Hồ Chí Minh, 2007 The Study on Urban Transport Master Plan and Feasibily Study in Hochiminh Metropolitan Area (HOUTRANS), 2004 Dự thảo việc ban hành kế hoạch giảm ùn tắc giao thơng tai nạn giao thơng địa bàn thành phố Hồ Chí Minh giai đoạn 2007 – 2010 Đề án quy hoạch phát triển giao thơng vận tải khu vực thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020 Báo cáo kết quan trắc chất lượng mơi trường TPHCM tháng 04/2010 – Chi cục Bảo Vệ Mơi Trường Tp.HCM 116 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” Báo cáo nhóm nghiên cứu xe máy Tp.HCM hội thảo “Phát triển thị bền vững” ngày 17-5- 2010 TP.HCM (gồm tác giả Phạm Xn Mai, Nguyễn Lê Duy Khải, Nguyễn Hữu Trọng Cường, thuộc khoa kỹ thuật giao thơng Đại học Bách khoa - ĐHQG TP.HCM Phạm Văn Tài thuộc Cơng ty cổ phần ơtơ Trường Hải) Báo cáo Phòng quản lý vận tải thuộc Sở Giao Thơng Vận Tải Tp HCM việc sử dụng xe bt lượng CNG Tp.HCM Bùi Văn Ga, Văn Thị Bơng, Phạm Xn Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng, 1999 Ơ tơ nhiễm mơi trường Nhà Xuất Giáo dục Tài liệu nước ngồi Sandeep Dhameja, 2002 Electric Vehicle battery system, ISBN 0- 7506 – 9916 – 7, 2001 - British Library Cataloguing-in-Publication Data Sandeep Dhameja, 2002.Automobile, Electric - Battery, 2001 – 03- 0855, British Library Cataloguing in Publication Data Iqbal Husain, Electric and hybrid vehicle, ISBN 0- 203 – 00939 – 8, This edition published in the Taylor & Francis e-Library, 2005 Iqbal Husain, Electric vehicle, ISBN 0- 8493 – 1466 – 6, This edition published in the Taylor & Francis e-Library, 2003 Mehrdad Ehsani, Yimin Gao and Ali Emadi, Morden Electric, Hydrid Electric and Fuel Cell Vehile Fundamental, Theory and Design, Second edition, 2010 by Taylor and Francis Group, LLC - CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa business Seth Leitman and Bob Brant, ISBN 978 - – 07 – 154373 – 6, Copyright © 2009 by The McGraw-Hill Companies, Inc Hatton, C.E.1, Beella, S.K., Brezet, J.C., Wijnia, Y.C.2 - Charging Stations for Urban Settings the design of a product platform for electric vehicle infrastructure in Dutch cities Ron Hodkinson - Lightweight Electric/Hybrid Vehicle Design - Reed Educational and Professional Publishing Ltd, 2001 M.J Bradley & Associates, Inc - Norheast Electric Bus Technology and Demonstration Report 117 LUẬN VĂN THẠC SỸ “LỰA CHỌN HỆ ĐỘNG LỰC ƠTƠ ĐIỆN THEO ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIÊT NAM” 10 J.R Hendershot, Jr FIEEE Motorsoft Inc - Clean and quiet transit buses are here today 11 Richard Gilbert, The Centre for Sustainable Transportation and Pierre Lavallée, CEVEQ Al Cormier, The Centre for Sustainable Transportation - ACTION PLAN FOR ELECTRIC MOBILITY IN CANADA 12 S Heimbs, F Strobl, P Middendorf, S Gardner, B Eddington, J.Key - Crash Simulation of an F1 racing car front impact structrure 13 James Larminie Oxford Brookes University, Oxford, UK; John Lowry Acenti Designs Ltd., UK - Electric Vehicle Technology Explained - British Library Cataloguing in Publication Data, 2003 14 Michael James Ogburn - Systems Integration, Modeling, and Validation of a Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle 15 Christian Andersson - Observations on Electric Hybrid Bus Design 16 David R Cramer, David F Taggart, Hypercar, Inc - Design and Manufacture of an Affordable Advanced-Composite Automotive Body Structure 17 Cong Geng, Department of Electrical Engineering The University of Tokyo; Yoichi Hori, The Institute of Industrial Science The University of Tokyo Nonlinear Body Slip Angle Observer for Electric Vehicle Stability Control 18 Y S Wong, K T Chau, and C C Chan - Optimal Subsidizing Policy to Promote Electric Vehicles in Hong Kong 19 Yuan Zhu, Yaobin Chen, and Quanshi Chen - Analysis and Design of an Optimal Energy Management and Control System for Hybrid 118