Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4

MỤC LỤC

1. TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ HYBRID. 1
1.1. XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN ÔTÔ SẠCH 1
1.2. ÔTÔ HYBRID 2
1.2.1. Giới thiệu về ôtô hybrid 2
1.2.2. Phân loại các hệ thống hybrid 2
2.2.3. Ƣu điểm của ôtô dùng nguồn động lực hybrid. 6
2. PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ÔTÔ HYBRID KIỂU BÁN HỖN HỢP. 7
2.1. CHỌN PHƢƠNG ÁN KẾT HỢP HAI NGUỒN ĐỘNG LỰC NHIỆT – ĐIỆN. . 8
2.2. CÁC PHƢƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG KIỂU CƠ KHÍ. 9
2.2.1. Hệ thống lai kiểu bán hỗn hợp, dạng truyền động cơ khí sử dụng hộp giảm tốc loại 1. 9
2.2.2. Hệ thống lai kiểu bán hỗn hợp, dạng truyền động cơ khí sử dụng hộp giảm tốc loại 2. 12
2.2.3. Hệ thống lai kiểu bán hỗn hợp, dạng truyền động cơ khí sử dụng hộp giảm tốc loại 3 13
3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ÔTÔ HYBRID CHỖ NGỒI VEA 15
3.1. PHÂN TÍCH CHỌN PHƢƠNG ÁN BỐ TRÍ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG TRÊN XE
HYBRID HAI CHỖ NGỒI VEA. 15
3.1.1. Phân tích, chọn phƣơng án bố trí hệ thống truyền lực. 15
3.1.2. phƣơng án bố trí hệ thống truyền động. 17
3.1.3. Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ hybrid hai chỗ ngồi VEA 18
3.2. TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CỤM ĐỘNG CƠ ĐIỆN – BỘ NGUỒN ẮC QUY VÀ
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN LẮP TRÊN XE HYBRID
HAI CHỖ NGỒI NGỒI VEA 19
3.2.1. Xác định công suất động cơ điện và bộ nguồn ắc quy. 19
3.2.2. Thiết kế mạch điện điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp 26
3.3. TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CỤM ĐỘNG CƠ NHIỆT - MÁY PHÁT ĐIỆN


Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4
Lời Nói Đầu
Cho đến ngay phải nói lĩnh vực phát triển chế tạo ra những chiếc ôtô đáp ứng
nhu cầu cho nhân loại đã đạt đến gần nhƣ hoàn thiện về mặt kết cấu cũng nhƣ đáp ứng
đƣợc phần nào về tính môi trƣờng của từng Quốc Gia. Các hãng sản xuất lớn của thế
giới đã không ngừng cho ra đời những chiếc xe ôtô hiện đại từ nhiều phƣợng diện,
trong đó nổi bật nhất là vấn đề đặt sự an toàn cho con ngƣời, nhƣ trên xe trang bị các
túi khí nhằm đảm bảo an toàn cho ngƣời lái cũng nhƣ hành khách khi có sự va chạm
xẩy ra. Nhƣng đứng trƣớc tình hình về toàn cầu thì nhiên liệu sử dụng cho những
chiếc xe hơi ngày càng trở nên cạn kiệt cộng với thực trạng hiện nay vấn đề ô nhiễm
môi trƣờng đang đƣợc cả thế giới quan tâm buộc các hãng sản xuất xe hơi phải tuân

Đà nẵng, ngày 29/05/2006
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Tuấn Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4
Trang: 1
1. TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ HYBRID.
1.1. XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN ÔTÔ SẠCH.
Sự phát triển các phƣơng tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói
chung không giống nhau, nhƣng đều có xu hƣớng là từng bƣớc ôtô hóa dần các
quãng đƣờng dịch chuyển. Tốc độ gia tăng số lƣợng ôtô trên thế giới rất lớn, đặc
biệt là khu vực Nam Á, chẳng hạn: Hàn Quốc tốc độ tăng hàng năm là 20%,
Malayxia tốc độ này có thể đạt 70% Sự gia tăng mật độ ôtô dẫn đến hai vấn đề lớn
cần phải giải quyết. Đó là sự ô nhiễm môi trƣờng và sử dụng nguồn năng lƣợng mới

có lợi hơn khi thay ô tô cũ bằng ô tô mới dùng động cơ nhiệt hoàn thiện triệt để về
mặt ô nhiễm.
Về mặt xã hội ô tô chạy điện trong giai đoạn đầu sẽ có ảnh hƣởng quan trọng
đến vấn đề tâm lý xã hội. Thật vậy, sự hạn chế tính năng kỹ thuật cũng nhƣ bán
kính hoạt động của ôtô, trở ngại trong vấn đề nạp điện, khản năng sử dụng các dịch
vụ tự phục vụ sẽ góp phần làm thay đổi thói quen của ngƣời dùng và dần dần làm
thay đổi cách sống.
Tóm lại ô tô chạy bằng điện chắc chắn vấn là sự lựa chọn số một của nhân
loại vào những năm tới của thế kỷ 21 mà sự phát triển của nó đi theo những sự cải
tiến, hoàn thiện hay phát minh quan trọng về công nghệ, nhƣng hiện tại sự phát triển
của ô tô này cũng không cho phép giải quyết một cách nhanh chóng vấn đề ô nhiễm
môi trƣờng đô thị vì không thể xây dựng toàn bộ cơ cấu hạ tầng cơ sở phục vụ trong
một thời gian ngắn.
1.2. ÔTÔ HYBRID.
1.2.1. Giới thiệu về ôtô hybrid.
Ôtô hybrid là loại ôtô sử dụng ít nhất hai nguồn sức kéo bổ sung cho nhau.
Để khắc phục những vấn đề mà ôtô chạy bằng điện còn nhiều hạn chế, thì ôtô
hybrid hay còn gọi là ôtô lai nhiệt – điện, xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho
đến nay, ôtô hybrid đã luôn đƣợc nghiên cứu và phát triển nhƣ là một giải pháp hiệu
quả về tính kinh tế và môi trƣờng. Trong thời gian gần đây, các nhà sản xuất ôtô
hàng đầu trên thế giới nhƣ Toyota, Honda, đã tung ra thị trƣờng những thế hệ ôtô
mới có hiệu suất cao và giảm đáng kể lƣợng chất thải gây ô nhiểm môi trƣờng đƣợc
gọi là “ô tô lai” (Hybrid - Car). Có thể nói, công nghệ lai là chìa khoá mở cánh cửa
tiến vào kỷ nguyên mới của những chiếc ôtô, đó là ôtô không gây ô nhiễm môi
trƣờng hay còn gọi là ôtô sinh thái (the ultimate eco-car).
Động cơ nhiệt sử dụng cho công nghệ lai ở đây có thể là động cơ Diesel hiện
đại với hệ thống lọc bồ hóng và xử lý khí xả hay động cơ sử dụng nhiên liệu khí
(khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hoá lỏng LPG). Lý tƣởng nhất là ôtô lai sử dụng động
cơ điện một chiều và động cơ nhiệt kéo máy phát điện nạp điện bổ sung cho bộ
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA

Mô tơ điện ở đây có vai trò nhƣ một máy phát điện (tái sinh năng lƣợng) khi
xe xuống dốc và thực hiện quá trình phanh.

1
2
4
3
5
6
8
7
Doìng cå nàng
Doìng âiãûn nàng

Hình 1.2: Hệ thống lai nối tiếp.
1 – Động cơ nhiệt; 2 – Máy phát điện; 3 – Bộ chuyển đổi điện; 4 – Bộ nguồn ắc
quy; 5 – Động cơ điện; 6 – Bánh răng giảm tốc; 7 – Bán trục cầu chủ động;
8- Bánh xe chủ động.
Ƣu điểm: động cơ nhiệt sẽ không khi nào hoạt động ở chế độ không tải nên
giảm đƣợc ô nhiễm môi trƣờng. Động cơ nhiệt có thể chọn ở chế độ hoạt động tối
ƣu, phù hợp với các loại ôtô, sơ đồ này có thể không cần hộp số.
Nhƣợc điểm: tuy nhiên, hệ thống lai nối tiếp còn tồn tại những nhƣợc điểm
nhƣ: kích thƣớc và dung tích ắc quy lớn hơn so với hệ thống lai song song, động cơ
nhiệt luôn làm việc ở chế độ nặng nhọc để cung cấp nguồn điện cho ắc quy nên dễ
bị quá tải.
 Hệ thống lai song song (parallel).
Dòng năng lƣợng truyêng tới bánh xe chủ động đi song song. Cả động cơ
nhiệt và mô tơ điện cùng truyền lực tới trục bánh xe với mức độ tuỳ thèo các điều
kiện hoạt động khác nhau. Ở hệ thống lai này động cơ nhiệt đóng vai trò là nguôn
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA

dung lƣợng binh ắc quy nhỏ vă gọn nhẹ, trọng lƣợng bản thân của xe nhẹ hơn so với
kiểu ghép nối tiếp và hỗn hợp.
Nhƣợc điểm: mơ tơ điện (máy điện) cũng nhƣ bộ phận điều khiển mô tơ điện
có kết cấu phức tạp, giá thành đắt và động cơ nhiệt phải thiết kế công suất lớn hơn
kiểu lai nối tiếp. Tính ô nhiễm môi trƣờng cũng nhƣ tính kinh tế nhiên liệu không
bằng hệ thống lai hỗn hợp.
 Hệ thống lai hỗn hợp (series/ parallel).
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4
Trang: 6
Hệ thống lai này kết hợp cả hai hệ thống nối tiếp và song song nhằm tận
dụng tối đa các lợi ích đƣợc sinh ra. Hệ thống lai hỗn hợp này có một bộ phận gọi là
"thiết bị phân chia công suất" chuyển giao một tỷ lệ biến đổi liên tục công suất của
động cơ nhiệt và động cơ điện đến các bánh xe chủ động. Tuy nhiên xe có thể chạy
theo "kiểu êm dịu" chỉ với một mình động cơ điện. Hệ thống này chiếm ƣu thế trong
việc chế tạo xe hybrid, và đƣợc mô tả nhƣ ở hình 1.4.
8
1
2
4
3
9
7
5
6
Doìng cå nàng
Doìng âiãûn nàng


xu thế phát triển ôtô sạch nhằm đáp ứng tính khắt khe môi trƣờng đô thị, tính nguy
cơ cạn kiệt nhiên liệu. Tuy nhiên chúng ta chỉ có thể sử dụng những loại xe lai nhiệt
điện cỡ nhỏ hai chỗ ngồi hoặc bốn chỗ hoạt động trong phạm vi các thành phố, các
khu du lịch và có thể vận hành trên các loại đƣờng dài hàng trăm kilômet tƣơng đối
bằng phẳng chứ không thể sử dụng ô tô lai nhiệt điện thay hẳn các loại ôtô khác
vì tính công nghệ lai còn nhiều hạn chế, nên chƣa có thể chế tạo nên những chiếc
động cơ hybrid có công suất cao.
Vì vậy việc xác định một loại xe ôtô thỏa mãn các tiêu chí về mức độ phát ô
nhiễm, tiết kiệm nhiên liệu, kiểu dáng xe phù hợp với cơ sở hạ tầng, phù hợp với
túy tiền đại đa số ngƣời dân, tạo nét văn minh đô thị ở nƣớc ta là rất cần thiết. Trong
bối cảnh đó thì ôtô hybrid cỡ nhỏ hai chỗ ngồi có tốc độ và quãng đƣờng tƣơng
đƣơng với xe gắn máy, nhƣng an toàn và tiện nghi hơn, đặc biệt là tránh mƣa nắng,
bụi trên đƣờng đƣợc xem là phù hợp nhất.
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4
Trang: 8

Hình 2.1: Ôtô SMART hai chỗ ngồi.
2.1. CHỌN PHƢƠNG ÁN KẾT HỢP HAI NGUỒN ĐỘNG LỰC NHIỆT – ĐIỆN.
Tùy theo sự kế hợp giữa hai nguồn động lực là động cơ nhiệt và động cơ
điện mà ta có các hệ thống lai khác nhau, mà cụ thể là các hệ thống lai nối tiếp,
song song và hỗn hợp. Trong các hệ thống lai đó thì hệ thống lai hỗn hợp thể hiện
đƣơc tính năng tận dụng tối đa các lợi ích đƣợc sinh ra (hoạt động với hiệu suất cao
nhất có thể). Tuy nhiên hệ thống lai hỗn hợp đòi hỏi tính công nghệ chế tạo cũng
nhƣ tính kinh tế cao nên chỉ có thể kết hợp hai nguồn động lực nhiệt – điện theo
cách bán hỗn hợp.
6 – Bộ ly hợp điện từ.
7 – Hộp giảm tốc.
8 – Ly hợp ma sát.
9 – Hộp số cơ khí.
10 – Vỏ vi sai cầu chủ động.
11 – Bán trục chủ động.
12 – Bánh xe chủ động. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4
Trang: 9
men xoắn xuống các bánh xe chủ động thì động cơ điện ngắt, không tham gia
truyền động và ngƣợc lại. Sự kết hợp truyền động mô men xoắn xuống các bánh xe
chủ động là tùy thuộc vào nhu cầu vận hành của xe.
Sự truyền động từ động cơ lai xuống các bánh xe chủ động ta có thể sử dụng
bằng nhiều cách truyền động nhƣ : cơ khí, thủy tĩnh, thủy động, truyền động bằng
điện,…trong đó truyền động thủy động, thủy tĩnh về tính năng có rất nhiều ƣu điểm
và đƣợc sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô ngày nay. Song, nó không phù hợp với
ôtô lai có công suất cỡ nhỏ và trung bình vì: kết cấu phức tạp đòi hỏi chế tạo với
tính công nghệ cao. Giá thành đắt, chăm sóc bảo dƣỡng tƣơng đối phức tạp, thƣờng
dùng trên xe có công suất vận hành lớn. Chính vì vậy ta chỉ đề cập các dạng truyền
động kiểu cơ khí. Để đón đầu cho việc phát triển ôtô sinh thái, chúng ta chọn sự kết
hợp hai nguồn động lực của ôtô Việt Nam là động cơ nhiệt và động cơ điện theo
kiểu lai bán hỗn hợp vận hành „‟phụ trợ‟‟ nhƣ hình 2.2. Nằm trong điều kiện tình
hình nhƣ ở nƣớc ta, các kiểu truyền động đó đƣợc điều khiển theo ý chủ quan của
ngƣời lái nên không trang bị các bộ điều khiển điện tử trên xe.
2.2. CÁC PHƢƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG KIỂU CƠ KHÍ.

Doìng cå nàng
Doìng âiãûn nàng
19
5
7
8
1
9
6
18
17
14
13
11
10
4
2 3
12 15 1216
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4
Trang: 10


thuộc vào tính khách quan điều khiển của ngƣời lái, tuỳ vào trạng thái vận hành của
xe mà ngƣời điều khiển có thể cho chạy theo từng chế độ sao cho hiệu suất của xe
sẽ là lớn nhất. Sự truyền động của động cơ nhiệt và các bộ phận truyền lực hoàn
toàn giống với một xe ôtô bình thƣờng.
Khi chạy trên đƣờng bằng và chủ yếu trong thành phố thì động cơ điện là
nguồn truyền động chính lấy năng lƣợng từ ắc quy. Sự tái sinh năng lƣợng luôn
thực hiện khi xe ở trang thái phanh, vì động cơ điện có tính chất lƣỡng dụng (đóng
vai trò nhƣ một máy phát điện).
Khi chạy ở đƣờng dài cần tốc độ cao thì chuyển sang chế độ hoạt động của
động cơ nhiệt. Quá trình động cơ nhiệt hoạt động vừa lúc truyền mômen quay, vừa
lúc kéo máy phát điện quay để nạp điện cho bộ ắc quy. Khi bộ ắc quy đã đƣợc nạp
no bình thì ngƣời lái ngắt dòng kích từ thông qua công tắc điện, lúc đó toàn bộ công
suất của động cơ nhiệt đƣợc truyền xuống các bánh xe chủ động, xe chuyển động
với vận tốc lớn nhất có thể.
Khi vƣợt dốc thì ƣu tiên động cơ nhiệt hoạt động, tuỳ theo độ dốc lớn hay
nhỏ. Nếu tại độ dốc mà động cơ điện có thể truyền mômen xoắn khắc phục đƣợc
các lực cản thì có thể điều khiển cho động cơ điện hoạt động.
Khi khởi động: ƣu tiên động cơ điện hoạt động cho quá trình khởi động và
thực hiện quá trình tăng tốc vì động cơ điện môn men lớn khi khởi động.
Hoạt động ở chế độ phụ trợ: động cơ nhiệt hoạt động ở chế độ mà tại đó
công suất phát ra là lớn nhất, suất tiêu hao nhiên liệu và tính ô nhiễm môi trƣờng là
thấp nhất cơ thể để kéo máy phát điện quay, nạp điện cho bộ nguồn ắc quy. Lúc này
động cơ nhiệt chỉ kéo máy phát điện quay mà không truyền mô men xoắn xuống
cầu chủ động, sự truyền mô men xoắn xuống cầu chủ động dẫn dộng các bánh xe là
do động cơ điện lấy năng lƣợng từ bộ nguồn ắc quy đảm nhiệm. Chọn công suất của
máy phát điện cân bằng với công suất của động cơ điện để có thể vận hành xe trong
thời gian dài mà không hết điện từ bộ nguồn ắc quy. Tuy nhiên để động cơ nhiệt
hoạt động ở một chế dộ nhƣ vậy ta phải trang bị cho động cơ nhiệt một cơ cấu cố
định vị trí bƣớm ga nếu là động cơ xăng, bộ điều tốc một chế độ nếu là động cơ
điezen.

trong thành phố, các khu du lịch.
2.2.2. Hệ thống lai kiểu bán hỗn hợp, dạng truyền động cơ khí sử dụng hộp
giảm tốc loại 2.
Sơ đồ lai đƣợc thể hiện ở hình 2.4:
1
2
3
5
6
8
11
9
10
7
12
13
4
15
4
16
17
18
Doìng cå nàng.
Doìng âiãûn nàng.
14
1 – Động cơ nhiệt.
2 – Ly hợp cơ khí.

hợp này là hộp giảm tốc loại 2.
Hộp giảm tốc loại 2: bao gồm ba trục, hai cặp bánh răng với tỷ số truyền
khác nhau tạo nên bộ truyền lực chính kép tập trung khi vận hành ở chế độ động cơ
nhiệt nhờ bộ đồng tốc tiến hành nối trục. Trở thành truyền lực chính đơn khi vận
hành ở chế độ động cơ điện khi bộ ly hợp điện từ nối sự truyền động từ trục cơ của
động cơ điện với trục lắp bánh răng trung ƣơng của truyền lực chính. Khi bộ đồng
tốc ở vị trí gài thì bộ ly hợp điện từ đang ở trạng thái mở.
So với phƣơng án sử dụng hộp giảm tốc loại 1 thì phƣơng án sử dụng hộp
giảm tốc loại 2 có ƣu điểm: khoảng sáng gầm xe lớn hơn, kết cấu bộ vi sai đơn giản
nên có thể chọn sẵn có trên thị trƣờng. Giá thành, tính năng kinh tế thấp hơn do chỉ
dụng một bộ ly hợp điện từ. Do chỉ bố trí bộ truyền đai kết nối bộ ly hợp điện từ và
trục cơ của động cơ điện nên hạn chế khản năng trƣợt từ dây đai truyền và bánh đai.
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4
Trang: 14
Nhƣng nó lại có nhƣợc điểm sau : hiệu suất truyền động thấp do sử dụng cặp
bánh răng trung gian, nhiều trục dẫn động và các ổ lăn. Hộp giảm tốc có kích thƣớc
lớn hơn nên khó bố trí cụm động lực ở một cầu xe.
2.2.3. Hệ thống lai kiểu bán hỗn hợp, dạng truyền động cơ khí dùng hộp
giảm tốc loại 3.
Sơ đồ lai đƣợc thể hiện ở hình 2.5, kiểu lai này có đặc điểm là: không sử
dụng máy phát điện riêng, sự nạp điện cho bộ nguồn ắc quy do máy điện một chiều
đảm nhận, không cần phải sử dụng bộ chuyển đổi điện.
Máy điện một chiều: có tính chất lƣỡng dụng, có thể hoạt động ở chế độ máy
phát nếu nhƣ ta cấp dòng kích từ cho cuộn dây phần cảm và ngừng cấp điện thế cho
cuộn dây phần ứng. Ở chế độ động cơ nếu nhƣ ta cấp điện thế cho cuộn dây phần
ứng sao cho U > E.
Hộp giảm tốc loại 3: cấu tạo của nó gồm bốn trục, ba cặp bánh răng, hai bộ

1
Z
'
1
Z
2
Z
'
2
Z
3
Z
'
3

Hình 2.5: Phương án sử dụng hộp giảm tốc loại 3.
1 – Động cơ nhiệt; 2 – Ly hợp cơ khí; 3 – Hộp số cơ khí; 4 – Khớp nối đàn hồi;
5 – Hộp giảm tố; 6,7 – Các bộ đồng tốc; 8 – Bộ nguồn ắc quy; 9 – Bộ điều khiển
điện; 10 – Bộ đảo chiều quay; 11 – Máy điện một chiều; 12 – Bộ ly hợp điện từ;
13 – Vi sai cầu chủ động; 14 – Bán trục cầu chủ động; 15 – Bánh xe chủ động.
Từ sơ đồ bố trí nhƣ ở hình 2.5, ta có nguyên lý hoạt động của sơ đồ nhƣ sau:
Khi chạy ở chế độ động cơ nhiệt thì ly hợp điện từ ở trạng thái đóng, bộ đồng tốc
(7) ở trạng thái nối giữa trục vào của hộp giảm tốc và trục trung gian. Bộ đồng tốc
(6) ở trạng thái gài cặp bánh răng Z
1
- Z‟
1
để truyền mô men quay đến cặp bánh răng
Z
3

Qua ba phƣơng án truyền động nói trên ta chọn phƣơng án „‟kiểu lai bán hỗn
hợp dạng truyền động cơ khí, sử dụng hộp giảm tốc loại 2 „‟ cho phƣơng án thiết kế
hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi, vì nó đáp ứng đƣợc các nhu cầu thực
tại nhƣ đã nói ở trên. Mặc dù nó vẫn có những nhƣợc điểm, song có thể khắc phục
đƣợc bàng cách bỏ qua sự tái sinh năng lƣợng khi xe ở trạng thai hãm vì nhu cầu sử
dụng của xe thiết kế chỉ hoạt động trong phạm vi đƣờng thành phố, các khu công
viên…nên chỉ vận hành với vận tốc vừa phải nằm trong giới hạn cho phép V
max

40 [Km/h]. Ngoài sự nạp điện cho bộ dữ trữ ắc quy thông qua động cơ nhiệt còn
nạp điện từ lƣới điện với bộ sạc điện luôn sẵn sàng trên xe.
Để thuận lợi cho việc thiết kế các cơ cấu của hệ thống truyền động đối với xe
thiết kế, ta đặt tên cho xe thiết kế là „‟hybrid hai chỗ ngồi VEA‟‟.
3.1. PHÂN TÍCH CHỌN PHƢƠNG ÁN BỐ TRÍ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG TRÊN
XE HYBRID HAI CHỖ NGỒI VEA.
3.1.1. Phân tích, chọn phƣơng án bố trí hệ thống truyền lực.
a) Bố trí cầu sau chủ động: việc bố trí hệ thống truyền lực đối với cầu sau
chủ động có ƣu điểm: nhƣ tầm quan sát ngƣời lái tốt hơn, dễ tiếp cận động cơ lai để
bảo dƣỡng và sửa chữa. Phân bố trọng lƣợng trên cầu sau lớn hơn cầu trƣớc nên khả
năng vƣợt dốc và chuyển động trên đƣờng trơn trƣợt của xe tốt hơn. Dễ bố trí ghế
ngồi, cách nhiệt và cách âm cho ngƣời lái .
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4
Trang: 17
Song nó có nhƣợc điểm nhƣ: động cơ đặt phía sau nên không bảo vệ đƣợc
cho ngƣời lái khi xe va chạm hoặc đâm vào chƣớng ngại vật. Khoang hành lý đặt
phía trƣớc nên chiều ngang bị giới hạn bởi hai bánh trƣớc .
Theo tài liệu tham khảo [2] tỷ lệ phân bố tải trọng lên cầu trƣớc và sau khi

và tăng cao hiệu suất của hệ thống truyền lực. Ta chọn kiểu bố trí giữa cụm động cơ
lai, hệ thống truyền lực cùng phía đối với cầu trƣớc chủ động.
Truyền lực chính và vi sai bố trí trong một vỏ chung, còn mô men từ vi sai
truyền đến các bánh xe chủ động đƣợc truyền từ trục cơ của động cơ điện, trục thứ
cấp của hộp số cơ khí đối với động cơ nhiệt, nên kết cấu hệ thống truyền lực gọn
nhẹ và kinh tế.
Khi động cơ điện và động cơ đốt trong đặt nằm ngang có thể rút ngắn đƣợc
chiều dài cơ sở của xe. Sau khi phân tích và chọn cách bố trí ở trên, ta có sơ đồ bố trí
hệ thống truyền động trên xe hybrid hai chỗ ngồi VEA nhƣ hình 3.1.
1
2
3
4 5
6
7
8
9
11
13
12
10

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền động trên xe hybrid hai chỗ ngồi VEA.
1 – Động cơ nhiệt; 2 – Cụm truyền lực (hộp số và ly hợp cơ khí); 3 – Hộp giảm tốc; 4 –
Bộ truyền động đai; 5 – Máy phát điện xoay chiều; 6 – Bình chứa nhiên liệu; 7 – Động
cơ điện một chiều; 8 – Bộ điều khiển tốc độ động cơ điện; 9 – Bán trục cầu chủ động;
10 – Bánh xe cầu chủ động; 11 – Cơ cấu bàn đạp ga; 12 – Ghế ngồi; 13 – Bộ ắc quy.
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng

13
14
16
15
21
17
(12V-50 AH)
(12V-50 AH)
(12V-50 AH)
(12V-50 AH)(12V-50 AH)
(12V-50 AH)
(12V-50 AH)
(12V-50 AH)
96V
84V
72V
60V
+
-
-
+
+ +
48V
-
-
24V
36V
12V

Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ hybrid VEA.

chế độ, mà tại đó công suất phát ra lớn hơn hoặc bằng công suất của máy phát điện,
để kéo máy phát điện nạp điện bổ sung cho bộ nguồn ắc quy. Sự hoạt động của
động cơ đốt trong ở chế độ này phải có tính ô nhiễm môi trƣờng và suất tiêu hao
nhiên liệu thấp nhất có thể.
Khi xe thực hiện chuyển động lùi đối với động cơ điện thì ngƣời lái bật công
tắc tiến lùi ở vị trí lùi, lúc này điện áp đƣợc đổi chiều thông qua bộ đảo chiều, động
cơ điện quay theo chiều ngƣợc lại. Khi chạy ở chế độ động cơ đốt trong thì sử dụng
tay số lùi của hộp số.
Tiến hành vựợt dốc, ƣu tiên sử dụng nguồn năng lƣợng là động cơ đốt trong,
và khi vƣợt dốc thì tạm thời không nạp điện cho bộ nguồn ắc quy bằng cách không
cấp dòng kích từ cho cuộn dây phần cảm rôto của máy phát điện với mục đích giảm
quá tải cho động cơ đốt trong.
3.2. TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CỤM ĐỘNG CƠ ĐIỆN – BỘ NGUỒN ẮC
QUY VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN
LẮP TRÊN XE HYBRID HAI CHỖ NGỒI VEA.
3.2.1. Xác định công suất động cơ điện và bộ nguồn ắc quy.
 Xác định các thông số của động cơ điện.
a) Tính toán công suất động cơ điện.
+ Để tính công suất của động cơ điện cho xe thiết kế trƣớc hết ta chọn sơ bộ
các khối lƣợng thành phần.
1. Khung vỏ: 120[Kg].
2. Hai cầu xe: 90[Kg].
3. Các bánh xe 5 cái 50[Kg].
4. Trọng tải 2 ngƣời 140[Kg].
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động ôtô hybrid hai chỗ ngồi VEA
SVTH : Nguyễn Văn Tuấn
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Lớp : 01C4
Trang: 21
5. Hệ thống truyền động điện (không lớn 30%) 145[kg].

h

P

0
1
P
j

Hình 3.3: Các lực cản tác dụng lên xe khi lên dốc.
G : trọng lƣợng toàn bộ của ôtô.
X
K
, X
1
: Phản lực đẩy của đƣờng tại bánh xe chủ động và bị động.
P

: lực cản không khí.
P
i
: lực cản lên dốc.
P
j
: lực cản quán tính của ôtô khi chuyển động có gia tốc.
Z
1
, Z
2
: phản lực tiếp tuyến của mặt đƣờng tác dụng lên các bánh xe ở cầu