Power Electronics và Battery (Pin)

Battery là thành phần không thể thiếu trong việc phát triển xe điện. Khối pin chính cung cấp năng lượng cho xe, thường gọi là battery pack hay là propulsion battery, được ghép song song và nối tiếp lại với nhau từ hàng ngàn viên pin nhỏ, mỗi viên pin nhỏ này gọi là 1 cell.

Trong khi việc sản xuất ra một cell pin là công việc của các kỹ sư hóa học và vật liệu, thì việc ghép hàng ngàn viên pin này nối tiếp, song song với nhau thành 1 battery pack, đảm bảo cho chúng vận hành an toàn, hiệu quả và chính xác lại nằm trong khả năng của một kỹ sư Power Electronics.

Vậy power electronics làm được gì trong việc sản xuất battery pack cho xe điện.

Hai hệ thống mà mình có thể đề cập đến đó là BATTERY MANAGERMENT SYSTEM (BMS) và BATTERY TESTING SYSTEM (BTS).

Trong khi BMS đã rất quen thuộc, luôn được gắn liền trên tất cả các dạng của battery pack, có chức năng chính là để cân bằng dòng điện, điện áp giữa các cell trong hàng ngàn cell được ghép nối tiếp và song song xuyên suốt quá trình sạc và xả của pin, trong nhiều trường hợp BMS có tích hợp giám sát nhiệt độ, bảo vệ, và các chức năng IOT.

Nếu như BMS là một mạch điện tử công suất nhỏ dùng cho việc điều khiển cân bằng, bảo vệ và giám sát, thì BTS lại có công suất lớn hơn rất nhiều, nó không được gắn trực tiếp lên battery pack mà nằm ngoài tại khâu sản xuất, tham gia vào quá trình test xạc xả của battery pack tại nhà máy lắp ráp trước khi battery pack được đưa đến tay người dùng.

Các bộ converter dùng cho BTS được thiết kế với yêu cầu kỹ thuật rất cao, nó phải có khả năng làm việc với một dãi điện áp pin rất rộng, đôi khi phải sạc cho pin ở mức từ 0V cho đến hàng ngàn Volts. Dòng điện sạc xả lên tới vài trăm Amperes. Chưa hết, vì tốc độ xạc xả của pin là rất nhanh do đó dynamic response của dòng điện được yêu cầu là rất nhanh. Chính vì vậy, việc lựa chọn topology, thiết kế phần cứng, điều khiển cho một bộ BTS là rất khó khăn.

Dưới đây là dự án mà nhóm nghiên cứu của mình từng làm cho một công ty Hàn Quốc vào cuối năm 2020.

Yêu cầu kỹ thuật rất gắt do nhà sản xuất muốn test battery pack lên đến 2000V (có thể là battery của xe tải, tàu thủy hoặc máy khai thác...). Công suất 60kW. Mạch phải có khả năng đáp ứng dòng ngõ ra tăng từ 0A lên 200A trong 25ms, và khả năng sạc pin tại điện áp 0V với dòng 200A (nhiều bạn sẽ ngạc nhiên). Bên cạnh đó, khả năng dẫn công suất theo cả 2 chiều là bắt buộc (xạc và xả), nghĩa là bidirectional.

Ở dự án có dãi điện áp rộng như thế này thì 3-stage là lựa chọn khó tránh khỏi. Stage đầu tiên là mạch active front-end nối lưới, có chức năng PFC và điều khiển điện áp dc-link lên 750V. Sau đó là một solid state transformer có chức năng cách ly và nâng áp dc-link từ 750V lên 2000V. Cuối cùng là stage thứ 3, dùng để giao tiếp với battery. Mình tham gia trực tiếp vào việc thiết kế solid stage transformer (stage 2), tạo ra điện áp 2000Vdc.

Với mức điện áp và công suất cao như thế này thì khó khăn đầu tiên nhóm mình gặp phải đó là lựa chọn topology. Tại thời điểm đó, 1700V SiC mosfet là linh kiện có mức điện áp cao nhất mình có thể dùng ở dãi công suất cao thế này. Do đó, để đáp ứng áp ra tới 2000V, mình đã phải sử dụng topology với kỹ thuật ghép song song ngõ vào và nối tiếp ngõ ra (Input parallel output series), dựa trên mạch LLC resonant converter với tần số resonant khoảng 50kHz.

Khó khăn thứ 2 là việc thiết kế gate driver cho các mosfet, khi common-mode, EMI noises là rất lớn khi đóng cắt ở 2000V. Nhóm mình đã thất bại ở lần thiết kế đầu khi xử dụng các loại gatedriver thông thường. Thật may mắn khi ở version thứ 2 với sự giúp đỡ của công ty tài trợ, một mạch gate driver sử dụng công nghệ khử nhiễu khá mới đối với mình tại thời điểm đó gọi là DIFFERENTIAL PWM đã giải quyết được vấn đề.

Một khó khăn khác đối với mạch này là thiết kế transformer khi điện áp và công suất quá cao thì cách ly và nhiệt độ cần phải được lưu ý vì quá trình sạc xả có thể diễn ra liên tục hàng giờ đồng hồ (nhóm đã phải thiết kế lại transformer 2 lần để pass được aging test và dielectric test).

Trên đây là bài viết khái quát về vai trò của power electronics trong việc sản xuất pin xe điện dựa trên một chút kinh nghiệm thực tế của mình. Sẽ còn rất nhiều thứ khác liên quan mà có thể mình chưa từng làm qua. Hy vọng qua đây mọi người đặc biệt là các bạn sinh viên trẻ biết thêm được các ứng dụng khác nhau của power electronics, nâng cao niềm hứng thú và đam mê nghiên cứu môn học này. Mình tin rằng power electronics sẽ là chìa khóa cho mọi sự đổi mới phần cứng trong tương lai gần.

Để làm chủ được công nghệ, các nước phát triển bỏ ra rất rất nhiều tiền cho việc R&D, từ những cái nhỏ nhất. Các nước hùng mạch thì tập trung vào phần cứng thứ đòi hỏi rất nhiều thời gian và tiền của và đặc biệt là kinh nghiệm kiến thức. Đổi lại, khi đã làm chủ được công nghệ phần cứng cốt lõi, họ tha hồ đổi mới sản phẩm thu lợi nhuận lâu dài.

Rằm tháng Giêng, 2023.

Một năm mới bình an.

Thân!

Trần Ngọc Hải.

Đằng sau sự "hoành tráng"

Ngày 9/10/2019, giải Nobel Hóa Học được trao cho 3 nhà khoa học John Goodenough, Stanley Whittingham và Akira Yoshino vì phát minh ra pin lithilium để cung cấp năng lượng điện cho đồ dùng điện tử di động - như điện thoại di động, máy tính laptop, và bây giờ là xe hơi điện.

Nhưng phát minh và sự thành công của người này lại trở thành số phận và nỗi đau khổ cho nhiều người khác. Muốn chế tạo pin lithilium, người ta phải khai thác đất hiếm. Sự thật về các mỏ đất hiếm bóc lột sức lao động con người thậm tệ, gây hại nghiêm trọng cho sức khỏe, và tàn phá khủng khiếp môi trường ngày một lộ ra.

Bên cạnh những cường quốc kinh tế, với những thương hiệu đồ dùng điện tử hàng tỷ dollard - có vẻ sạch sẽ, lịch sự, giàu có, được hàng trăm triệu người ngưỡng mộ và khen ngợi, là các đất nước nghèo đói, rách nát, tàn tạ vì bị khai thác đến tận cùng của giới hạn.

Đã đến lúc cần phải đặt ra những câu hỏi chua cay:

1. Liệu sự phát triển ấy có xứng đáng?

2. Phải chăng sự giàu có mà người ta thu được có công bằng cho hơn 7 tỷ người trên hành tinh này?

3. Phát minh pin lithilium sẽ có thể cứu rỗi thế giới này chăng? Người ta sẽ ăn được lithilium khi cơn đói khát ập tới?

 

Tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ (Overview Introduction to Engine Control Systems)

Lý thuyết về hệ thống đánh lửa (Theory of Ignition System in vehicle)

Hệ thống đánh lửa vít lửa (Conventional Contact breaker Ignition System)

Cấu tạo Bobine và Bugi. Cách kiểm tra Bobine và Bugi. The structure of Ignition coils and Spark plug

Tổng quan, phân loại hệ thống đánh lửa, phân loại hệ thống đánh lửa

Ứng dụng Fuzzy Logic để điều khiển hộp số tự động trên Ô tô

Xe độ chế

CÁC CHÚ Ý KHI ĐỌC SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN

 

ƯU ĐIỂM CỦA XE ĐIỆN

 

(Biên soạn: Vietnam Automotive Engineering)

Bài dưới đây sẽ so sánh ưu điểm của xe điện so với xe sử dụng động cơ đốt trong.

Một chiếc xe được gọi là thuần xe điện, thuật ngữ tiếng Anh gọi là BEV – Battery Electric Vehicle. So với động cơ đốt trong thì xe điện sẽ có nhiều ưu điểm hơn. Cụ thể như sau:

1) So sánh về hiệu quả truyền lực

- Xe điện được dẫn động bởi mô tơ điện với hộp số đơn cấp (single speed gearbox), việc này phụ thuộc vào tốc độ và mô men xoắn của động cơ điện. Hiệu suất truyền lực (75 -95)%. Điều này có nghĩa là, với cùng một lượng công suất ở bánh xe, pin điện áp cao sẽ sử dụng ít năng lượng hơn so với xe động cơ đốt trong.

2) Động cơ đốt trong có hiệu suất (18 – 24)%, động cơ Diesel có hiệu suất cao hơn một chút so với động cơ xăng. Nhưng hiệu suất của chúng nhỏ hơn 4 lần so với động cơ điện. So với động cơ điện, để cùng một lượng công suất bánh xe, động cơ đốt trong phải tiêu tốn năng lượng gấp 4 lần.

3) Quá trình tăng tốc

- Hầu hết, xe điện sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (An permanent magnet synchronous electric motor) có đặc tính về sức kéo và tăng tốc là lý tưởng. Tại vị trí tốc độ 0 km/h xe điện có thể tăng tốc với tốc độ lớn nhất chỉ trong một thời gian rất ngắn.

- Động cơ đốt trong khó thể tăng tốc nhanh được khi xe ở tốc độ cầm chừng. Việc tăng tốc này cần có thời gian dài hơn bởi vì do ảnh hưởng tính năng động lực học của động cơ (cụ thể do quán tính cơ khí, hệ thống tuộc bô tăng áp đáp ứng chậm, quá trình đáp ứng hòa khí, quá trình sinh công,...).

4) Sự tin cậy

- Động cơ điện trên xe điện có ít chi tiết hơn so với xe sử dụng động cơ đốt trong. Do vậy, động cơ điện sẽ ít hư hỏng hơn. Bên cạnh đó, với đặc tính của động cơ điện có công suất và mô men cao nên không nhất thiết phải sử dụng hộp số nhiều cấp (multi – stage gearbox). Chỉ cần một hộp số đơn cấp là đủ. Các chi tiết là rất ít và gọn nhẹ.

- Động cơ đốt trong có nhiều chi tiết chuyển động, thêm vào đó có rất nhiều hệ thống (hệ thống nhiên liệu, hệ thống nạp, hệ thống xử lý khí xả, …) nên có thể dễ dẫn đến hư hỏng hơn so với động cơ điện. Do đặc tính về mô men của động cơ đốt trong nên cần trang bị hộp số nhiều cấp (multi – stage gearbox), chứng tỏ chúng rất phức tạp và khả năng có thể có nhiều hư hỏng. Ngoài ra, động cơ đốt trong có khối lượng lớn hơn động cơ điện, tăng khối lượng trên xe. Đây cũng là yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tăng tốc của xe, tăng tiêu hao nhiên liệu.

5) Phân phối mô men xoắn

- Đối với xe điện sử dụng 4 bánh chủ động toàn thời gian (AWD) tính năng ổn định khi vào cua có thể được cải thiện do việc điều khiển mô men xoắn tại các bánh xe. So với động cơ đốt trong, động cơ điện có mô men xoắn đáp ứng nhanh hơn và có thể điều tiết mô men tại các bánh xe là tối ưu, tức là khi vào cua các bánh ở phía rẽ là cần quay chậm lại, các bánh phía đối diện cần quay nhanh lên một chút. Việc đáp ứng này là nhanh, kịp thời từ đó tính năng cân bằng của xe điện là tối ưu.

- Động cơ đốt trong có đóng góp hạn chế vào sự ổn định của xe, hầu hết các trường hợp, hệ thống cân bằng điện tử (ESC, ESP, VSD, DSC,…) nó chỉ làm giảm tốc độ tại các bánh vào cua, còn các bánh đối diện nó không thể tăng tốc độ lên được. Do vậy khả năng đáp ứng về cân bằng, ổn định xe khi vào cua là chậm, hạn chế hơn so với xe điện.

6) Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa.

- Vì động cơ điện có ít chi tiết nên chi phí bảo dưỡng sữa chữa sẽ dễ dàng và giá thành sẽ rẻ hơn. Hầu kết các quốc gia trên thế giới giá thành về năng lượng điện là nhỏ hơn so với nhiên liệu truyền thống (xăng, dầu,…). Hơn thế nữa, một số xe điện ngoài hệ thống phanh thủy lực còn có thể trang bị kèm hệ thống phanh tái sinh (Regenerative Braking System) theo nghiên cứu hệ thống phanh tái sinh có tuổi thọ lớn hơn so với phanh thủy lực.

- Đối với xe sử dụng động cơ đốt trong. Để duy trì tình trạng hoạt động tốt, động cơ đốt trong cần định kỳ bảo dưỡng (bảo dưỡng) thay lọc gió, lọc nhiên liệu, bugi, dầu bôi trơn, v.v.). Vì lý do này, xe chạy bằng động cơ đốt trong sẽ có chi phí bảo dưỡng đắt hơn xe điện.

7) Khí xả

- Đối với xe điện không sinh ra khí xả gây ô nhiễm môi trường.

- Đối với xe sử dụng động cơ đốt trong phát thải ra khí độc hại (CO2, HC, CO, NOx, PM,…). Chính những khí này đã gây ảnh hưởng đến môi trường sống, sức khỏe của nhân loại rất nhiều. Do vậy, từ năm 1969, tại Châu Âu tiêu chuẩn Euro đã ra đời và đặt ra nhiều tiêu chí để đánh giá khí xả.

Vậy tại sao hiện nay xe điện chưa phổ biến rộng?

https://www.facebook.com/VietnamAutomotiveEnigneering/posts/386264183066505

PHANH TÁI SINH - REGENERATIVE BRAKING SYSTEM

Viết lúc rảnh khi dịch

Hệ thống phanh tái sinh được trang bị trên xe lai (Hybrid), quá trình phanh tái sinh này sẽ giúp cho bình điện ắc quy Hybrid được nạp lại (bình này có 168 cells mỗi cells 1,2 VDC, như vậy 168 x 1,2 = 201.6 VDC).

Quá trình phanh tái sinh diễn ra chủ yếu khi xe xuống dốc, lúc này mô tơ - máy phát (MG2 - Motor Generator 2) sẽ kích hoạt và ở chế độ này MG2 sẽ hoạt động như là máy phát điện.

Hệ thống phanh trên xe lai có hai loại phanh chính đó là phanh thủy lực và phanh tái sinh, bên cạnh đó còn có chế độ phanh động cơ (Engine Brake - Khi kéo cần số về vị trí B).

Chế độ phanh tái sinh hoạt động và nạp lại cho bình Hybrid bao nhiêu điện thì nó phải dựa vào trạng thái sạc (SoC - State of Charge) của bình Hybrid. Ví dụ: Ở hình 1, giả dụ tổng lực phanh là 100%. Nếu SoC của bình là 60% rồi thì lực phanh tái sinh chỉ hoạt động ít lại (40%) còn 60% lực phanh sẽ dành cho phanh thủy lực.

Khi SoC của bình là 30% thì lực phanh tái sinh chiếm 70%, còn 30% là lực phanh thủy lực.

Kết luận: nếu bình ắc quy Hybrid có điện áp sụt đi quá nhiều thì cần lực phanh tái sinh lớn và ngược lại. Và việc kích hoạt phanh tái sinh hoạt động là dựa vào tín hiệu của các cảm biến báo về, đặc biệt là cảm biến dòng điện tại bình Hybrid, bên cạnh đó còn có cảm biến nhiệt độ của bình (thường bố trí 3 con cảm biến nhiệt độ). Sau đó, ECU điều khiển bình Hybrid (HV ECU) sẽ ra lệnh kích hoạt chế độ phanh tái sinh hoạt động, bằng cách kích hoạt MG2.

Hệ thống phanh thủy lực được điều khiển thông qua hệ thống điều khiển trượt (có tích hợp hệ thống phanh ABS). Việc điều khiển này nhờ vào bơm và các soleniod điện từ trong cơ cấu chấp hành (actuator) điều khiển áp lực dầu đến tác động vào má phanh.

Tài liệu xe điện - xe lai (Hybrid Vehicle).

 Tài liệu xe điện - xe lai (Hybrid Vehicle).

CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA XE LAI

 CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA XE LAI
(Viết lúc rảnh của dịch COVID-19)

 

Hình 1: Các chế độ hoạt động xăng, điện hoặc lai xăng và điện ứng với các điều kiện tải.

Hình 2: Các chi tiết bố trí cụ thể trên xe lai gồm các chi tiết không thể thiếu: bình ắc quy Hybrid (Hybrid Vehicle Battery), Bộ khuếch đại điện áp và chuyển đổi điện áp (Inverter with Converter), Mô tơ - máy phát (MG1), mô tơ - máy phát (MG2), bộ chia công suất (Power Splitting Device), động cơ đốt trong (ICE - Internal Combustion Engine), bình phụ (Auxiliary Battery - 12VDC), dây cao áp (High Voltage Cables),...

Hình 3: Chế độ vừa khởi động và tải nhẹ, lúc bắt đầu chạy mô tơ điện (MG2) sẽ hoạt động, lấy nguồn năng lượng từ bình ắc quy Hybrid.

Hình 4: Khi nhận thêm tải và bắt đầu tăng tốc nhẹ mô tơ MG1 sẽ khởi động động cơ đốt trong.

Hình 5: Với chế độ tải nhẹ, tốc độ không đổi, chạy trên đường bằng động cơ đốt trong (ICE) sẽ truyền công suất tới bánh xe và MG1 thông qua bộ chia công suất (PSD - Power Splitting Device), lúc này MG1 sẽ trở thành máy phát và cung cấp năng lượng cho MG2 thông qua bộ (khuếch đại điện áp và chuyển đổi điện áp- tiếng Anh là bộ Inverter with Converter). Bộ này gồm:

*Bộ khuếch đại điện áp (chuyển điện áp điện bình ắc quy (201.6V DC) sang điện áp 650V DC), rồi từ đó sẽ qua bộ Inverter (chuyển điện áp 650V DC sang 650V AC) cung cấp cho các MG. Cần chú ý rằng MG (Motor Generator) lúc thì nó là động cơ, lúc thì nó trở thành máy phát điện để nạp điện lại cho bình Hybrid ( Hybrid Vehicle Battery). Ví dụ:

a) Cần khởi động động cơ đốt trong (ICE) thì MG1 lúc này nó là một động cơ để khởi động động cơ đốt trong, sau khi ICE đã nổ máy thì lúc này MG1 là máy phát.

b) MG2 lúc đầu sẽ là động cơ để dẫn động các bán xe chủ động. Nhưng khi xe xuống dốc, tài xế đạp bàn đạp phanh thì lúc này MG2 sẽ trở thành máy phát và sạc lại cho bình HV Battery, tức là ở chế độ phanh tái sinh Regenerative Braking System.

Hình 6: Chế độ keo dốc, lúc này MG2 sẽ nhận thêm điện áp từ bình ắc quy Hybrid (HV Battery).

Hình 7: Chế độ xuống dốc (phanh tái sinh) đi ở tay số D. Lúc này tài xế đạp bàn đạp phanh MG2 sẽ trở thành máy phát và sạc lại cho bình Hybrid.

Hình 8: Chế độ phanh tái + phanh động cơ (Engine Brake) sinh khi tài xế kéo cần số về vị trí B. Bên cạnh MG2 trở thành máy phát sạc lại cho bình Hybrid thì MG1 sẽ dẫn động động cơ đốt trong (ICE) để nhằm mục đích phanh động cơ (nhiên liệu lúc này bị cắt giảm).

Hình 9: Ở tay số lùi R (Reverse) thì MG1 sẽ là động cơ điện để dẫn động.

 

CÔNG DỤNG CỦA SỐ "D", "N", "R", "P"💥

 

CÔNG DỤNG CỦA SỐ "D", "N", "R", "P"

Số D

Số D là số tiến viết tắt là Drive. Khi xe di chuyển trên mặt đường có chất lượng tốt, không có nhiều ổ gà hay gồ ghề thì lái xe nên sử dụng số này. Tuy nhiên, nếu mặt đường nhiều dốc, trơn trượt, nhiều ổ gà thì nên chuyển sang chế độ bán tự động, như vậy sẽ giúp máy giữ được sức bền, khỏe hơn và kiểm soát tốc độ ổn định.

Số N

Số N là số tự do hay còn được gọi là Số Mo, viết tắt là Neutral. Thực chất đây chỉ là trạng thái của xe khi đứng yên, không di chuyển. Bạn không nên về số N khi xe đang di chuyển vì như vậy là cắt chuyển động của xe ngay lập tức. Khi chuyển xe sang số N, người điều khiển xe phải kéo phanh tay hoặc đạp phanh chân cho xe dừng lại rồi hãy về số N.

Số R

Số R là số lùi, viết tắt của Reverse. Số này được sử dụng khi bạn muốn lùi xe. Tuy nhiên, người điều khiển xe không nên về số này khi xe chưa dừng hẳn. Lưu ý nên đạp phanh chân để đảm bảo an toàn trước khi về số lùi, tiếp theo nhả dần phanh để xe lùi từ từ. Khi sử dụng số R, bạn nên bình tĩnh, tránh nóng vội.

Số P

Số P là số dừng đậu xe, viết tắt Parking. Đây là là số đỗ, khi đỗ xe thì lái xe sẽ sử dụng số này. Bạn có thể kéo phanh tay để tăng mức an toàn, và nếu có lực tác động mạnh vào xe từ phía sau thì hộp số sẽ tránh bị hư hại nặng.

Năm 1960 thì số tự động vẫn không có "VỊ TRÍ", thời đó các hãng vẫn hướng dẫn chủ xe cài số lùi + kéo thắng tay khi đậu xe. Sau đó hãng GM (General Motor) đã thêm vào hộp số của họ một số chi tiết và đặt thêm vị trí P ở cần sang số. Lúc ấy sự cải tiến này được coi là một "ĐỔI MỚI" (innovation) trong thiết kế hệ truyền động của xe hơi đấy. Cho đến giờ thì vị trí P hầu như là chuẩn cho các xe số tự động.

Thế cái vị trí P để làm gì: Ở vị trí P thì "TRỤC TRUYỀN ĐỘNG" bị khóa cứng với "VỎ" hộp số nên coi như là "THẮNG TAY" lắp ngay ở trục truyền động. Nó tăng "HƠN" gấp đôi tính an toàn cho xe không bị "TRÔI" khi dừng/đậu.

Câu hỏi tại sao xe số tay (manual transmission) không có vị trí P thì câu trả lời đơn giản là "TIỀN" bạn ạ. Thêm có cái vị trí P ở cần số ấy đắt tiền đấy chứ không rẻ đâu.

Với các tài xế kinh nghiệm lái xe số tay, thì khi đậu xe họ sẽ TẮT MÁY==>CÀI SỐ==>KÉO THẮNG TAY cũng là một biện pháp giống như cài số P và kéo thắng tay vậy.

Garage oto

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỘNG CƠ

-Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT Sensor) đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với hoạt động điều khiển động cơ và các hệ thống khác.

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường có 2 dây (1 dây THW (Chân tín hiệu báo về hộp ECU) và 1 chân E2 (Mát của cảm biến)). Có loại cảm biến có 3 dây thì dây thứ 3 là dây báo đưa về hiểu thị giá trị của nhiệt độ nước làm mát trên đồng hồ Taplo.

 - ECT Sensor là Engine Coolant Temperature Sensor chính là cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Bạn đọc đừng nhầm ECT là hộp số tự động (Electronic Control Transmission).

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiều tên gọi: 

● Toyota có tên gọi là ECT Sensor: Đo nhiệt độ nước làm mát của động cơ (Chính là nhiệt động của động cơ).

● Nissan có tên gọi là CHT Sensor: Nghĩa là Cylinder Head Temperature Sensor, đo nhiệt độ của nắp máy động cơ (Chính là nhiệt độ của động cơ).

● Honda (Thường là xe máy) có tên gọi là OT Sensor: Nghĩa là Oil Temperature Sensor, đo nhiệt độ dầu (Chính là nhiệt độ động cơ). –

 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có các chức năng chính sau:

1. Điều khiển phun xăng (Fuel Injection Control).

2. Điều khiển đánh lửa (Ignition Timing Control).

 3. Điều khiển cầm chừng (Idle Speed Control).

 4. Điều khiển quạt làm mát động cơ (Engine Fan Control).

5. Điều khiển sang số (Xe số tự động, OD: OverDrive) (O/D Shift).

6. Điều khiển hệ thống phối khí thông minh (Variable Valve Timing Control).

Thân ôtô có thể được làm từ vải

 

Thân ôtô có thể được làm từ vải

MỸThân xe càng nhẹ, mức tiêu hao nhiên liệu càng giảm, và vải là một trong những loại vật liệu được cân nhắc trong tương lai.

Việc thay thế những tấm kim loại ở thân ôtô bằng lớp vải mỏng hơn và nhẹ hơn rất nhiều có thể là một yếu tố thay đổi cuộc chơi. Tuy nhiên, ý tưởng này không mới.

Lịch sử ngành hàng không từng ghi nhận, thời kỳ Thế chiến I, máy bay được phủ bằng lớp vải bọc bên ngoài thân bằng lớp gỗ ép. Kết cấu nhẹ nhưng đủ chắc để những chiến đấu cơ hoạt động như bình thường, dù dễ bị cháy.

Loại vật liệu đặc biệt có thể ứng dụng trên dòng ôtô điện ngày nay. Vải sẽ dùng để bọc ngoài bộ khung dây để tạo nên nắp ca-pô (nơi không còn động cơ đốt trong), ba-đờ-sốc, cửa xe, và cốp.

BMW Gina concept 2008 với lớp vải chống thấm bọc ngoài bộ khung. Ảnh: Pinterest

Ngoại thất bằng vải không chỉ giúp xe điện giảm hàng chục đến cả trăm kg, mà có thể giảm cả chi phí vật liệu và sản xuất, dẫn tới kết quả là giá xe điện giảm. Vải cũng giúp ngành công nghiệp ôtô ít dùng tới thép và nhôm hơn, có nghĩa không cần tới những công đoạn phức tạp và tốn kém, như dập, sơn, hay chống gỉ.

Vải còn mang tới một lợi ích khác: tính thời trang. Nếu cần màu ngoại thất mới, chủ xe đơn giản là mua loại vải mới, thay vì phải sơn cả xe. Vải bẩn, chỉ cần giặt sạch.

Ứng dụng mới nhất là mẫu BMW Gina concept ra mắt năm 2008. Gina là một chiếc xe thể thao mui trần hai chỗ ra đời dưới thời Chris Bangle và mất tới 7 năm để phát triển.

Gina sử dụng loại vải chống thấm nước do hãng chuyên đồ ngoài trời Jack Wolfskin sản xuất. Sợi vải sử dụng trên xe gọi là Texapore Softshell, loại vật liệu rất nhẹ được thiết kế đặc biệt giúp ánh sáng xuyên vào trong nội thất.

Mẫu xe 3 bánh Velorex cũng sử dụng vải làm thân xe. Ảnh: Flickr

Trước đó khá lâu, Velorex là mẫu xe 3 bánh cỡ nhỏ sản xuất tại Solnice, CH Czech, từ những năm 1950 đến 1971 nổi bật giữa số đông bởi thân xe làm từ loại vật liệu vốn chỉ dùng trong nội thất. Tác giả của sản phẩm là hai anh em nhà Stransky, chủ một xưởng sửa chữa xe đạp.

Việc ứng dụng giờ đây phụ thuộc vào các nhà thiết kế, sáng chế, và công nghệ. Còn rất nhiều yếu tố thách thức khác đối với loại vật liệu đặc biệt là vải nếu dùng để làm thân xe: như chống cháy, hay khả năng hấp thu va chạm trong trường hợp tai nạn. Nhưng những lợi ích mà loại vật liệu này mang lại có thể dẫn tới khả năng ứng dụng trong thực tế.

Mỹ Anh (theo Motor1)

 

Cấu tạo đơn giản của ôtô điện so với xe xăng

 Cấu tạo đơn giản của ôtô điện so với xe xăng

Với cùng kích thước, xe điện luôn có nhiều không gian hơn so với xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống.

Là bởi vì xe điện có ít bộ phận cấu thành hơn.

Về cơ bản, hai thành phần quan trọng nhất của một chiếc xe điện là bộ pin và động cơ (môtơ) điện. So với xe chạy nhiên liệu hóa thạch, khách hàng sẽ được giải phóng khỏi rất nhiều mối bận tâm. Tài xế không cần phải kiểm tra nhớt động cơ, không cần phải quan tâm tới nước làm mát, cũng chẳng việc gì phải lo tới hệ thống lọc nhiên liệu. Xe điện không cần tới những thứ này.

Bộ pin là kết cấu chiếm nhiều không gian nhất trên xe điện. Chiếc Tesla Model S to lớn được cung cấp năng lượng bởi những viên pin Panasonic hình trụ nhỏ bé. 7.000 viên pin ấy được lắp ráp với nhau tạo nên bộ pin chứa 100 kWh (100 số điện) cho xe hoạt động.

Công nghệ pin ngày càng nhận được sự quan tâm và đầu tư bởi cả hãng xe lẫn các công ty công nghệ. Năm 2020, Bill Gates nói rằng ông đang rất hứng thú với QuantumScape, một công ty start-up đang phát triển thế hệ pin mới. Bên trong pin của QuantumScape, lớp nguyên liệu lỏng giữa cực âm và dương sẽ được thay thế bởi một vật liệu chất rắn. Chất rắn này an toàn hơn rất nhiều khi không dễ bắt lửa như lớp chất lỏng thông thường, đồng thời giúp viên pin có khả năng lưu trữ năng lượng gấp đôi. Điều đó có nghĩa bạn sẽ đi được quãng đường gấp đôi.

Động cơ của xe điện là môtơ nên cấu tạo đơn giản hơn rất nhiều một động cơ đốt trong. Chúng ta sẽ quên đi những thứ phức tạp như piston, xi-lanh, trục khuỷu, bánh răng, hệ thống lọc nhiên liệu... Do giảm thiểu được tối đa các thành phần truyền động trung gian, năng lượng của môtơ điện được chuyển thẳng tới bánh xe giúp chúng quay.

Nhưng để môtơ nhận được năng lượng từ pin, nó cần sự hỗ trợ của một bộ biến tần. Nhiệm vụ của bộ phận này là biến đổi dòng điện một chiều (DC) trên pin thành dòng điện xoay chiều (AC). Dòng xoay chiều này đi tới môtơ giúp nó hoạt động. Ngược lại, khi chiếc xe phanh, bộ biến tần lại làm nhiệm vụ chuyển dòng xoay chiều sinh ra trong quá trình phanh trở thành dòng điện một chiều để nạp lại năng lượng cho pin. Quá trình này chúng ta vẫn thường được nghe với tên gọi công nghệ phanh tái tạo năng lượng trên xe điện.

Cũng giống những chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong hiện đại nhất ngày nay, xe điện không thể thiếu bộ điều khiển trung tâm. Nó sẽ quyết định mọi thứ từ phản ứng chân ga cho tới quản lý năng lượng pin hay mô-men xoắn. Hiểu một cách nôm na, nếu thiếu đi bộ điều khiển trung tâm thì chiếc xe dù được trang bị động cơ mạnh tới cỡ nào thì nó cũng chỉ là một cái xác không hồn.

Nếu pin là nơi lưu trữ năng lượng, giống như bình nhiên liệu trên xe xăng hoặc dầu, môtơ điện là động cơ, thì hộp số của xe điện là gì?

Về lý thuyết, xe điện không cần tới hộp số vì đặc tính riêng. Ở động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hóa thạch, chúng chỉ có dải vòng tua hạn chế, thông thường khoảng 4.000-6000 vòng/phút. Bởi vậy để đồng bộ giữa lực kéo và tốc độ, động cơ đốt trong cần tới hộp số để thay đổi các tỉ số truyền. Với động cơ điện, môtơ có thể đạt tới tốc độ 20.000 vòng/phút, vượt qua rất nhiều tốc độ quay tối đa của một động cơ đốt trong điển hình. Không những thế, nó còn sản sinh mô-men xoắn tối đa ngay khi người lái vừa nhấp bàn đạp ga từ trạng thái đứng yên. Vì thế, xe điện chỉ cần cơ cấu các bánh răng một tỷ số truyền để đảm bảo truyền động đúng ý nhà lập trình.

Động cơ điện tăng tốc rất nhanh và không có độ trễ. Khái niệm "mô-men xoắn cực đại đạt được ở vòng tua..." là không tồn tại với xe điện, vì ở dải tua nào mô-men xoắn cũng tối ưu như nhau. Vì có dải vòng tua vô cùng lớn, với chỉ một cấp số, động cơ điện có thể thích ứng ở mọi tốc độ của xe cho mục đích sử dụng hàng ngày.

Tuy nhiên, vẫn có những "kẻ lập dị". Porsche Taycan là một trong số ấy. Nhiệm vụ của hãng xe Đức là tạo nên một chiếc xe điện, nhưng nó phải giữ được bản ngã thể thao như các đàn anh động cơ đốt trong thông thường. Hộp số 2 cấp trên Taycan cho phép chiếc xe đẩy nhanh gia tốc ở tốc độ thấp, đồng thời cải thiện tiêu hao năng lượng ở tốc độ cao bằng cách hạ thấp tốc độ quay của mô tơ. Công suất trên Taycan lên tới 750 mã lực. Mẫu sedan thể thao chạy điện tăng tốc 0-100 km/h trong vỏn vẹn 2,6 giây. Thời điểm chuyển số khi xe đạt tốc độ 80 km/h..

Vậy thì tại sao những chiếc xe điện phổ thông lại không sử dụng hộp số 2 cấp như Porsche Taycan để đạt hiệu suất tuyệt vời như thế?

Câu trả lời là, chúng sẽ bị tăng giá. Đâu cần phải chi thêm tiền cho những thứ mà phần lớn thời gian bạn không cần tới. Nhưng nếu bạn dư giả tài chính, trả thêm một khoản để thêm một cấp số và dính lưng trên Porsche, thì rất thú vị.

Hoàng Hải

 

Cha đẻ đèn LED qua đời

 Cha đẻ đèn LED qua đời

TTO - Nhà khoa học người Nhật Isamu Akasaki, đoạt giải Nobel vật lý nhờ phát minh diode phát sáng (LED) màu xanh dương giúp tạo ra các nguồn sáng trắng và tiết kiệm năng lượng, đã qua đời ở tuổi 92, theo thông báo ngày 2-4 của ĐH Meijo.

Giáo sư ĐH Meijo Isamu Akasaki trả lời các câu hỏi trong cuộc họp báo ngày 10-10-2014 tại Đại học Nagoya, miền trung Nhật Bản - Ảnh: AFP

Ông Akasaki, giáo sư tại ĐH Meijo, qua đời sáng 1-4 vì viêm phổi tại một bệnh viện ở thành phố Nagoya, Nhật Bản.

Ông Akasaki đã giành giải thưởng năm 2014 cùng với hai nhà khoa học khác là Hiroshi Amano và Shuji Nakamura. Họ đã phát minh ra đèn LED màu xanh dương vào những năm đầu 1990.

Hội đồng giám khảo giải Nobel đã mô tả phát minh của các ông "mang tính cách mạng". Đây cũng là một vũ khí chống đói nghèo và trái đất ấm lên, theo báo Inquirer.

Các diode xanh lá và đỏ đã xuất hiện từ khá lâu nhưng vì không có ánh sáng xanh dương nên không thể tạo ra các bóng đèn trắng. Bóng LED xanh dương đã là một thách thức trong 3 thập kỷ.

Bóng đèn LED ánh sáng trắng, kết hợp giữa 3 ánh sáng xanh lá, đỏ và xanh dương, có tuổi thọ hàng chục ngàn giờ chiếu sáng, trong khi chỉ tiêu hao một phần nhỏ năng lượng so với bóng đèn sợi đốt.

Ngoài việc cung cấp mảnh ghép còn thiếu cho đèn LED màu trắng, phát minh của 3 ông cũng đã giúp phát triển các màn hình LED nhiều màu sử dụng trên điện thoại thông minh và rất nhiều công nghệ hiện đại khác.

"Lúc đầu, nhiều người nói rằng đây là phát minh không thể có được trong thế kỷ 20. Nhiều người đã từ bỏ (dự án nghiên cứu) nhưng tôi chưa từng nghĩ đến việc đó. Tôi đã quyết tâm không từ bỏ nghiên cứu này, kể cả khi tôi chỉ có một mình" - ông Akasaki chia sẻ khi nhận giải Nobel năm 2014.

Sinh năm 1929 tại tỉnh Kagoshima ở miền Nam Nhật Bản, ông Akasaki đã tốt nghiệp ĐH Kyoto danh tiếng vào năm 1952. Sau khi làm việc nhiều năm tại Công ty Kobe Kogyo Corporation, nay là Fujitsu, ông Akasaki bắt đầu sự nghiệp giảng dạy tại ĐH Nagoya vào năm 1959. Tại đây, ông làm việc cùng ông Amano để tạo các bóng đèn LED màu xanh dương vào năm 1986.

Theo: Tuổi Trẻ

 

Các cấp độ xe tự hành và xu hướng tại Việt Nam

 Các cấp độ xe tự hành và xu hướng tại Việt Nam

Mẫu xe tự hành không người lái cấp độ 4 đầu tiên "Made in Vietnam" vừa ra mắt cuối tháng 3.  
Nhiều chuyên gia đánh giá, xe tự hành và xe điện sẽ là xu hướng của thế giới trong tương lai gần. Hiện nay, nhiều quốc gia trên thế giới đã bắt đầu “bật đèn xanh” cho xe tự hành để những chiếc xe không người lái có thể di chuyển ngoài đường phố “bình đẳng” với các phương tiện khác.

Bài viết dưới đây sẽ cung cấp cho độc giả cái nhìn sâu hơn về xe tự hành, xu hướng phát triển và những khó khăn khi phát triển xe tự hành tại Việt Nam.

Mẫu xe tự hành cấp độ 4 đầu tiên của Việt Nam được ra mắt vào chiều ngày 26/3 tại Hà Nội. (Ảnh: Hoàng Hiệp) Trước mắt, công nghệ tự hành giúp hỗ trợ người lái, tiến tới những phương tiện tự hành hoàn toàn được ứng dụng trong các đô thị thông minh.

5 cấp độ của xe tự hành

Xe tự hành được chia ra làm 5 cấp độ chính, định nghĩa này được Hiệp hội kỹ sư xe hơi (SAE) đưa ra năm 2014. 

Cấp độ 1: Hỗ trợ người lái

Hệ thống có thể điều khiển chuyển động ngang hoặc dọc của xe, người lái được hỗ trợ một phần, tuy nhiên vẫn phải chịu trách nhiệm chính. Đồng thời, người lái luôn phải sẵn sàng để điều khiển chiếc xe ngay khi cần thiết.

Một số tình năng của cấp độ 1 là hệ thống kiểm soát hành trình chủ động Adaptive Cruise Control, phanh tự động,… kết hợp với cảnh báo va chạm, cảnh báo lệch làn đường,... Ở cấp độ này, chiếc xe có khả năng duy trì khoảng cách với các phương tiện phía trước bằng cách tự động điều chỉnh ga và phanh, tuy nhiên không có khả năng tự đánh lái.

Đa số mẫu xe đời mới trang bị nhiều tính năng hỗ trợ người lái được xếp vào nhóm cấp độ 1 này.

Cấp độ 2:Tự hành một phần

Ở cấp độ 2 này, ngoài những chức năng như ở cấp độ 1 thì chiếc xe được trang bị thêm nhiều tính năng hỗ trợ người lái hơn, và mấu chốt là xe có tác động đánh lái (chuyển động ngang) một cách tự động nếu được kích hoạt. Tuy nhiên người lái vẫn phải giám sát và can thiệp.

Ví dụ cho cấp độ này như các tính năng giữ làn đường, tự động đỗ xe hoặc kết hợp duy trì làn đường và phanh, chuyển hướng, tăng tốc. Chiếc xe có thể chủ động hơn trong xử lý một số tình huống trên đường.

Các mẫu xe cao cấp hiện nay của Audi, Mercedes-Benz, BMW, Volvo hay Tesla hầu hết đều thuộc cấp độ 2 này.

Cấp độ 3:Tự hành tuỳ điều kiện

Ở cấp độ này, người lái không cần phải liên tục giám sát mà hoàn toàn có thể làm những việc khác trên xe như đọc sách, xem phim, thậm chí là …ngủ. Hệ thống sẽ tự động nhận biết được những giới hạn vận hành, nếu không đủ điều kiện thì hệ thống sẽ thông báo cho người lái điều khiển chiếc xe trở lại.

Thông thường, ở cấp độ này, chiếc xe sẽ tự phân tích và tối ưu hoá việc ga, phanh, chuyển làn,…hoàn toàn không cần sự can thiệp của con người với tốc độ dưới 60 km/h.

Khi tính năng đã được kích hoạt người lái có thể rời chân khỏi bàn đạp ga và tay lái trong một khoảng thời gian dài, thư giãn và sử dụng các tiện ích giải trí trên xe.

Khi tốc độ vượt quá 60km/h hay tình hình giao thông đã trở nên thông thoáng thì hệ thống sẽ yêu cầu người lái phải tự điều khiển chiếc xe. Nếu người lái từ chối yêu cầu và bỏ qua các cảnh báo, thì chiếc xe sẽ tự động phanh lại liên tục cho đến khi dừng hẳn trên làn đường của mình.

Cấp độ 4:Tự hành cấp cao
Cấp độ này không cần người lái phải tự điều khiển xe, thậm chí chiếc xe có thể không cần vô-lăng. Tuy vậy, ở cấp độ này, chiếc xe bị giới hạn ở một số khu vực nhất định. Khi tự hành, nếu phát hiện lỗi, chiếc xe sẽ tự động dừng lại thay vì yêu cầu tài xế can thiệp như cấp độ 3.

Các taxi robot tương lai sẽ là ví dụ ở cấp độ này. Chúng sẽ tự lái ở một dải vận tốc giới hạn trên một tuyến đường cố định, phù hợp với các nội khu.

Cấp độ 5: Tự hành hoàn toàn

Chiếc xe sẽ tự kiểm soát những chuyển động ngang, dọc, phanh và tăng tốc. Ở cấp độ này, xe không yêu cầu sự trợ giúp của người lái trong bất kỳ tình huống nào, do đó xe cũng không cần có tay lái, chân ga và chân phanh. Đây là cấp độ cao nhất của xe tự hành.

Để một chiếc xe có thể đọc mọi điều kiện đường sá, tín hiệu giao thông ở mọi điều kiện thời tiết dù xấu nhất hoặc ở những hoàn cảnh khắc nghiệt nhất đòi hỏi các cảm biến, hệ thống camera, GPS, bộ vi xử lý,… làm việc hết sức chính xác và năng lực tính toán cao cấp dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI).

Hiện, rất ít hãng xe phát triển sản phẩm đến cấp độ này. Nhưng theo nhiều chuyên gia, chỉ khoảng dưới 10 năm nữa, những chiếc xe tự hành cấp độ 5 sẽ được sản xuất hàng loạt và thương mại hoá trên thị trường.

Xu hướng xe tự hành tại Việt Nam

Các nhà nghiên cứu dự báo, đến năm 2025, Việt Nam sẽ có khoảng khoảng 8 triệu phương tiện tự hành hoặc bán tự hành trên đường. Trong đó, những xe tự hành cấp độ 3, 4 sẽ phù hợp khi sử dụng tại các khu đô thị, trường đại học, sân golf,...Trao đổi với VietNamNet, Tiến sĩ Lê  Anh Sơn – Phó Viện trưởng Viện Nghiên cứu và Công nghệ Phenikaa, Giám đốc điều hành công ty Phenikaa X cho rằng, ngoài các vấn đề liên quan đến pháp lý, muốn xe tự hành có thể tham gia được giao thông tại Việt Nam thì cần phải có ít nhất 3 yếu tố về công nghệ.

“Đầu tiên là phải có bản đồ số độ phân giải cao mà Việt Nam chưa có, hoặc chỉ có ở một khu vực nhỏ. Khi tiếp cận công nghệ bản đồ số độ phân giải cao, chúng tôi có thể làm chủ quá trình xây dựng bản đồ trên một khu vực rộng lớn.”

Thứ hai là số hóa toàn bộ hệ thống giao thông hiện tại như đèn đường, biển báo, đèn tín hiệu giao thông. Nhờ đó xe tự hành có thể sử dụng tài nguyên số hóa để hoạt động.

Thứ ba là liên kết giữa các xe tự hành và chia sẻ dữ liệu với nhau. Việc liên kết thể hiện ở các xe sẽ phải được số hoá toàn bộ dữ liệu và chia sẻ với nhau. Nếu chỉ số hóa một phần thì cũng không thể nào đưa xe tự hành tham gia giao thông.

 

Xe tự hành khác với xe bình thường như thế nào? (Nguồn video: Phenikaa)

Hiện nhóm nghiên cứu đã sản xuất được 3 chiếc xe Phenikaa, giá của một chiếc xe tự hành cấp độ 4 này dao động từ khoảng 1,5-2 tỷ đồng và đang cố gắng giảm chi phí bằng việc tối ưu hoá hệ thống radar, camera trên xe.

“Việc đưa xe tự hành vào các khu tư nhân, như resort và sân golf, có thể làm được ngay. Còn đưa xe tham gia giao thông vẫn cần thêm hành lang pháp lý”, TS Sơn nói.

Hoàng Hiệp

Mời bạn đọc gửi tin bài cộng tác về Ban Ô tô xe máy theo email: otoxemay@vietnamnet.vn. Các nội dung phù hợp sẽ được đăng tải. Xin cảm ơn!