Nghiên cứu tích hợp truyền động lai cho xe gắn máy với Motor điện đặt tại bánh sau

NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP TRUYỀN ĐỘNG LAI CHO XE GẮN MÁY VỚI

MOTOR ĐIỆN ĐẶT TẠI BÁNH SAU

RESEARCH OF INTEGRATED HYBRID POWERTRAIN FOR

MOTORCYCLES WITH ELECTRIC MOTOR AT THE REAR WHEEL

Ngô Thanh Hà ¹, TS. Nguyễn Văn Trạng ²

1.Trường Đại học Trà Vinh

2.Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

TÓM TẮT

Hiện nay, xe gắn máy là một phương tiện giao thông rất thông dụng ở Việt Nam. Bởi vì

có tính cơ động và phù hợp với hạ tầng giao thông của nước ta. Tuy nhiên, nó cũng góp phần

không nhỏ trong việc gây ra ô nhiễm nguồn không khí, vì số lượng tăng rất đáng kể trong những

năm gần đây. Giải pháp lắp đặt một động cơ điện lên xe gắn máy nhằm giảm ô nhiễm môi

trường là việc làm thiết thực và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Bài báo này trình bày phương án

thiết kế lắp đặt hệ thống truyền động lai và hệ thống điều khiển quá trình hoạt động giữa hai

nguồn năng lượng từ động cơ nhiệt truyền thống và động cơ điện DC trên xe máy Honda wave

110cc. Sau đó thử nghiệm, phân tích và đánh giá kết quả thử nghiệm hệ thống, từ đó đề xuất các

giải pháp nhằm nâng cao hiệu suất của hệ thống truyền động lai trên xe máy.

Từ khóa: Thiết kế hệ thống truyền động, xe gắn máy, xe Honda Wave 110, hệ thống truyền

động lai.

ABSTRACT

Currently, motorcycles are a very popular means of transportation in Vietnam. Because of

flexible and suitable for transportation infrastructure of our country. However, it also contributes

significantly to the pollution of the air, as the number has increased dramatically in recent years. The

added instalation of an electric motor system on to reduce environmental pollution that is practical

solution and bring high economic efficiency. This paper presents the design of the hybrid powertrain and

the operation control system between the two sources of power from traditional engines and DC motors

on motorcycles kind of Honda Wave 110cc. Then experimental investigate, analyze and evaluate the

developed Hybrid system, to propose solutions to improve the efficiency of the hybrid transmission system

on the motorcycle.

Keywords: powertrain design, motorcycle, motorbike Honda Wave 110, hybrid powertrain.

động cơ điện 60VDC. Sản phẩm vừa hoạt

động như chiếc xe máy bình thường vừa hoạt

động như một chiếc xe điện. Mục đích nhằm

giảm lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu và

sử dụng năng lượng bằng phanh tái sinh nạp

cho Accu. Hạn chế thải nhiệt, giảm tiếng ồn

và ô nhiễm cho thành phố. Luận văn thạc sĩ

của Huỳnh Thanh Bảnh [3] “Nghiên cứu một

số giải pháp tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô

nhiễm môi trường trên xe gắn máy” đối tượng

nghiên cứu là xe máy điện SH mi, chọn động

cơ và máy phát điện phù hợp. Thiết kế chế tạo

thêm một bộ nâng điện áp ba pha xoay chiều

dạng xung 12VDC lên 48VDC để nạp cho

Accu trên xe máy điện. Mục đích phát điện để

nạp bổ sung cho Accu nhằm kéo dài quãng

đường chạy. Nội dung bài luận văn thạc sĩ, tác

giả Huỳnh Thịnh [4] “Nghiên cứu mô hình

hóa và mô phỏng hệ thống truyền lực xe” đối

1. GIỚI THIỆU

1.1. Tổng quan về xe Hybrid

Hybrid là dòng xe sử dụng động cơ tổ hợp,

kết hợp giữa động cơ đốt trong với động cơ

sử dụng các nguồn năng lượng khác. Ở Việt

Nam đã có rất nhiều nghiên cứu về xe gắn

máy lai như: tác giả Đào Trọng Cường [1]

“Thiết kế hệ thống truyền lực cho xe gắn máy

lai”, với mục đích là tiết kiệm nhiên liệu giảm

thiểu ô nhiễm môi trường, tác giả đã chọn

một chiếc xe tay ga Attila, cải tiến và lắp

thêm một hệ thống truyền lực từ động cơ điện

DC với công suất 400W cùng phối hợp với

một động cơ xăng để dẫn động bánh sau.

Luận văn thạc sĩ của Phạm Quốc Phong [2]

“Nghiên cứu và thiết kế và lắp đặt động cơ lai

trên xe gắn máy”, tác giả thực hiện nghiên

cứu trên xe gắn máy 100cc, lắp đặt thêm một

Page 1

tượng là xe gắn máy lai xăng điện (HEM –

Hybrid Electric Motocycle), cải tạo từ dòng

xe tay ga Lead 110cc với động cơ điện không

chổi than lắp tại bánh trước. Nghiên cứu này

tập trung vào xây dựng mô hình hoạt động hệ

thống truyền lực, hệ thống lưu trữ năng lượng

trên xe bằng phần mềm Matlab – Simulink

với thuật toán điều khiển phân phối công suất.

Kết quả mô phỏng được sử dụng dự đoán tính

năng động lực học và tính hiệu quả kinh tế

nhiên liệu của xe cải tiến.

tích hợp truyền động lai cho xe gắn máy với

motor điện đặt tại bánh sau”.

1.2. Hệ thống truyền động trên xe Honda

Wave 110

a. Sơ đồ hệ thống truyền lực xe

Honda Wave 110

Hình 1: Sơ đồ hệ thống truyền động Honda

Wave 110

1. Piston, 2. Trục khuỷu, 3. Bộ ly hợp, 4. Hộp

số, 5. Bánh sau, 6. Bộ truyền động đến bánh

sau.

Ngoài nước, Tong và Jwo [5] lại đưa ra mẫu

thiết kế ứng dụng chế độ “Master-Slave” cho

xe Hybrid (H.E.M). Mô hình sử dụng là xe

gắn máy 50cc để thiết kế phù hợp với dòng xe

100cc. Một mô tơ điện DC phụ, được sử dụng

để theo dỏi tốc độ quay của bánh sau đồng

thời cung cấp thêm mô men xoắn thông qua

bộ hợp lực cho bánh sau, do đó công suất

được gia tăng. Tác giả Asaei và Habibidoost

[6] đã thiết kế và mô phỏng loại xe lai điện

song song TTR sử dụng CVT (hộp số truyền

động biến thiên vô cấp) với sự trợ giúp của

ADVISOR. Mục đích của nghiên cứu này là

để đạt hiệu quả về tính kinh tế cũng như giảm

lượng khí thải. Điểm nhấn của phương pháp

này là lượng mô men xoắn từ ICE được máy

phát hấp thụ. Hai tác giả Hsu và Lu [7] cũng

thực hiện nghiên cứu của mình trên xe tay ga.

Hai tác giả nghiên cứu thiết kế hệ thống quản

lý xe máy Hybrid sử dụng bộ điều khiển điện

tử ECU đến hai hệ thống tích hợp với nhau:

hệ thống truyền lực của xe tay ga và động cơ

điện. Bằng cách tăng thời gian hoạt động

động cơ điện và giảm thời gian hoạt động của

động cơ xăng sẽ làm giảm thiểu lượng khí

thải ra môi trường.

b. Bộ ly hợp động cơ Wave 110cc

Truyền lực giữa hai bộ ly hợp thông

qua cặp bánh răng: bánh răng chủ động và

bánh răng bị động, với tỷ số truyền của chúng

(17/69). Nghĩa là khi truyền lực của bộ ly hợp

này thì tốc độ của động cơ giảm xuống gần

bốn lần và khi đó mô men cũng tăng gần bốn

lần. Tuy nhiên, bộ ly hợp có rất nhiều tổn thất

công suất do có hiện tượng trượt của các đĩa

ma sát của bộ ly hợp, giảm hiệu suất truyền

qua bộ bánh răng, ổ bi và công suất mất mát

do áp suất của dầu nhờn... Để tính toán đơn

giản hơn chúng ta có thể bỏ qua một vài công

tổn hao và chọn điều kiện làm việc ổn định

của động cơ tại thời điểm lý tưởng nhất.

Trong bộ ly hợp trước (ly hợp ly tâm)

có một khớp một chiều (vừa có bi đủa và bộ

khớp một chiều). Khớp một chiều chỉ phát

huy tác dụng khi động cơ hoạt động ở chế độ

không tải, trong điều kiện lực ly tâm của động

cơ chưa đủ lớn để thắng được lực lò xo ly hợp

làm bung các càng ly hợp. Ngoài tác dụng

trên khớp một chiều còn có nhiệm vụ khi xe

trong lúc nổ vẫn còn số thì có thể đẩy xe lui

dễ dàng.

Trong những nghiên cứu trên các tác

giả trong và ngoài nước luôn thể hiện thiết kế,

cải tạo, tính toán và mô phỏng hệ thống truyền

động lai trên xe gắn máy. Tất cả các nghiên

cứu đều chọn đối tượng nghiên cứu là chiếc xe

gắn máy truyền thống và một động cơ điện lắp

đặt tại bánh trước hay bánh sau xe gắn máy.

Sau đó tính toán về tỉ số truyền, tính toán mô

phỏng về hệ thống, tính toán về năng lượng tái

sinh nạp bổ sung cho Accu... Thông qua một

số nghiên cứu trên nhận thấy một số đặc điểm

trên xe lai mà các tác giả nghiên cứu vẫn chưa

khai thác hết. Để tiếp nối các công trình nghiên

cứu trên nê đã chọn phương án “nghiên cứu

Page 2

Hình 2: Cấu tạo bộ ly hợp xe Honda Wave [9]

Qua việc xác định các thông số trên ổ đĩa ta

có thể tính toán lắp đặc động cơ điện tại bánh

sau xe, truyền động song song với động cơ

đốt trong và các phương án thiết kế, lắp đặt

cho hệ thống.

c. Hộp số xe Honda Wave 110

Hộp số động cơ xe Honda Wave 110

là hộp số cơ khí, có bốn cấp số truyền, các

bánh răng trong bộ số luôn ở trong trạng thái

ăn khớp với nhau giữa các bánh răng. Trên

trục sơ cấp hộp số được lắp chung với bộ ly

hợp sau. Trục thứ cấp hộp số được lắp với

bánh răng truyền ở catte đuôi cá. Trục sơ cấp

của hộp số luôn luôn quay theo động cơ còn

trục thứ cấp quay truyền động ra bánh xe sau.

Hình 5: Cấu tạo ổ đĩa Honda Wave 110 [9]

Lắp động cơ điện trực tiếp bánh xe

sau cả hai hệ thống động cơ điện và động cơ

đốt trong hoạt động độc lập trong suốt thời

gian xe lưu hành. Để việc điều chỉnh, bảo

dưỡng bộ truyền động sẽ thuận tiện, đây là

vấn đề được quan tâm trong khâu thiết kế

(không thay đổi kết cấu của gấp xe và ổ đĩa).

f. Nguồn điện trên xe gắn máy

Nguồn điện của xe máy phát ra là

nguồn điện xoay chiều, với một hiệu điện

thế thấp thường là 12 volts, 14volts –

16volts.

Hình 3: Cấu tạo hộp số Honda Wave 110 [9]

d. Bộ truyền động đến bánh sau

Truyền động bằng bánh răng có thể

thực hiện 2 cách. Bánh sau lắp vào trục thứ

cấp gọi là truyền động trực tiếp, trục thứ cấp

truyền động cho bánh sau qua một bánh răng

trung gian.

g. Máy phát động cơ xe gắn máy

Là máy phát xoay chiều nam châm

quay, trong suốt quá tình hoạt động của động

cơ sẽ có ba cấp điện áp được phát ra 12V, 14V

– 16V. Công suất của cuộn nạp điện Accu là

100W. Công suất của máy phát rất nhỏ sẽ

không đủ cung cấp nguồn điện cho động cơ

điện hoạt động.

1 Bánh kéo xích, 2 Xích, 3 Đĩa xích, 4 Khóa

xích

Hình 6: Sơ đồ trải máy phát xe gắn máy

wave 110cc

Hình 4: Bộ truyền xích Honda Wave 110 [8]

Truyền động bằng bánh răng dùng cho

xe có công suất lớn. Kết cấu gọn, bền và tốt.

Nhược điểm là phải đặc động cơ gần trục

bánh sau nên bánh sau chịu tải trọng lớn hơn

bánh trước rất nhiều đều này cần có độ chính

xác cao trong chế tạo và lắp ráp các chi tiết.

Vị trí động cơ ảnh hưởng đến trọng tâm hình

dạng cân đối của xe.

Khi quan sát kết cấu và không gian

bố trí của máy phát điện trên xe gắn máy nó

có khả năng cải tạo nâng công suất để nạp lại

cho Pin Lithium-ion. Do vậy trong đề tài máy

phát của động cơ sẽ cải tạo máy phát thành

sáu cuộn, cho hệ thống chiếu sáng với nguồn

12 volts  14 volts và hệ thống nạp điện cho

Pin Lithium-ion với nguồn 56 volts  60 volts.

Chuyển đổi hệ thống đánh lửa cuộn cảm

thành đánh lửa sử dụng nguồn DC.

e. Khớp truyền ổ đĩa xe Honda Wave 110

Ổ đĩa có khớp truyền trung gian của

bộ truyền lực từ trục thứ cấp của hộp số đến

bánh xe chủ động. Ổ đĩa có tác dụng giảm va

đập, giúp bánh xe quay ổn định và đồng tâm.

Page 3

thể dễ dàng chuyển đổi xe Hybrid về hình

thức xe gắn máy ban đầu đơn thuần chỉ có

động cơ đốt trong. Để làm được việc ta chỉ

việc tháo bộ gắp có chứa động cơ điện như

hình bên ra và thay vào đó bộ gắp có thiết kế

nguyên thủy của xe gắn máy ban đầu

1.3 Động cơ điện một chiều không chổi

than (Brushless DC Motor)

Động cơ điện một chiều có hiệu suất

cao và các đặc tính của chúng thích hợp với

các truyền động servo. Tuy nhiên, hạn chế

duy nhất là trong cấu tạo của chúng cần có cổ

góp và chổi than những thứ dễ bị mòn và yêu

cầu bảo trì, bảo dưỡng thường xuyên. Để

khắc phục nhược điểm này người ta chế tạo

loại động cơ không cần bảo dưỡng bằng cách

thay thế chức năng của cổ góp và chổi than

bởi cách chuyển mạch sử dụng thiết bị bán

dẫn.

Hình 7: Động cơ một Hình 8: Động cơ một

chiều không chổi

than công suất lớn

chiều không chổi

than công suất nhỏ

Hình 9: Vị trí thiết kế và lắp đặt các hệ thống.

Tay ga thay đổi độ rộng xung áp điều

khiển tốc độ động cơ điện dùng Hall sensor:

khác với phương pháp dùng biến trở, khi

dùng Hall Sensor ta có thể thay đổi trực tiếp

giá trị điện áp cung cấp cho động cơ điện,

Hall sensor được mắc giữa hai đầu của từ

trường cố định, tùy thuộc vào vị trí lắp đặt

Hall sensor ta có những giá trị điện áp khác

nhau. Cách điều khiển tốc độ cho động cơ

điện tương tự như dùng biến trở. Tuy nhiên

khi dùng cảm biến Hall trong bộ điều khiển

tốc độ động cơ sẽ giảm đi sự ma sát, do đó bộ

nguồn sẽ tăng độ bền khi sử dụng.

Những động cơ này được biết đến

như một loại động cơ đồng bộ kích từ bằng

nam châm vĩnh cửu hay còn gọi là động cơ

một chiều không chổi than BLDC (Brushless

DC Motor). Do động cơ không cổ góp và chổi

than nên động cơ này khắc phục được các

nhược điểm của loại động cơ một chiều thông

thường.

2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN

ĐỘNG LAI TRÊN XE HONDA WAVE 110

2.1. Phương án cải tạo hệ thống truyền

động lai trên xe wave

Động cơ điện sẽ được tích hợp vào

bánh xe, khi đó động cơ đốt trong hoạt động

sẽ dẫn động rotor của động cơ điện quay từ

đó động cơ điện sinh ra một lực hãm, nhưng

lực hãm này không đáng kể vì thế nó không

ảnh hưởng tới công suất động cơ. Phía bên

trái động cơ điện được gắn đĩa truyền động

của xe máy vì thế động cơ đốt trong vẫn dẫn

động đến bánh xe sau bình thường khi cài số.

Phía bên phải động cơ điện thì lắp bộ phanh

thủy lực sẽ được gắn lên vỏ của động cơ thay

cho bộ phanh trước đó của xe gắn máy. Điều

này phanh trên xe Hybrid hoạt động với độ an

toàn như xe nguyên bản.

Hình 10: Tay ga điều khiển động cơ[8]

2.2. Xác định các vị trí cải tạo trên xe

Trên trên mỗi loại xe, mỗi hãng xe và

đời xe đều có những kiểu dáng riêng, nhưng

để thiết kế xe lai tác giả chọn xe wave alpha

đời 2002. Đối với dòng xe này được trình bày

các vị trí cải tạo và lắp đặt thêm các thiết bị

và động cơ điện trên xe. Thực tế, mỗi loại xe

có cấu tạo, hình dáng và hệ thống truyền lực

khác nhau nên sẽ có nhiều phương án thiết kế

cho việc cải tạo để lắp đặt thêm các thiết bị và

Với việc lắp đặt như thế này thì ta có

Page 4

động cơ điện vào xe. Tuy nhiên, do đã xác

định việc thực nghiệm được tiến hành trên xe

Wave 110cc nên tác giả chỉ khảo sát và thực

hiện phương án cải tạo cho loại xe này. Cách

thức cải tạo sẽ được trình bày ở các mục sau.

liệu hay tính toán lại các kích thước hay bố trí

lại hệ thống.

a) Gấp chưa cải tạo b) Gấp đã được cải tạo.

Hình 12: Gấp trước và sau khi cải tạo.

2.6. Bộ điều khiển động cơ điện cho xe lai

a. Phương án điều khiển

Có nhiều phương pháp điều khiển tốc

độ động cơ điện BLDC, ở xe lai thiết kế động

cơ điện BLDC điều khiển theo phương pháp

điều chỉnh chế độ rộng xung. Thiết kế đơn giản

gọn nhẹ và hiệu quả cao.

Hình 11: Vị trí lắp các thiết bị và động cơ

điện trên xe [9]

2.3. Truyền động từ động cơ điện đến bánh

xe chủ động

Vì tại vị trí lựa chọn để lắp động cơ

điện liên kết với cơ cấu truyền động của xe là

tại trung tâm bánh sau xe, nên ta chỉ cần thiết

kế lại ổ đĩa lắp bộ truyền xích và hệ thống

phanh thủy lực cho bánh xe sau.

2.4. Bố trí lắp Pin Lithium-ion

Hình 13: Sơ đồ khối hệ thống động và điều

khiển xe lai.

Yêu cầu đề ra ban đầu khi thiết kế lắp

động cơ điện trên xe gắn máy phải được thực

hiện sao cho sự thay đổi về kết cấu và hình

dáng của xe nguyên bản là thấp nhất. Tuy

nhiên, với bộ nguồn được chọn phải đáp ứng

được tối thiểu quãng đường khi xe hoạt động

ở chế độ lai. Không gian và khối lượng của

bộ nguồn là không đáng kể (Pin Lithium-ion

3kg, động cơ điện 4 kg), do đó để không phải

cải tạo lại hình dáng của xe, sẽ cố gắng bố trí

ở khoảng không gian còn lại của xe phía

trước tại vị trí trước thùng xăng. Để vị trí lắp

đặt Pin được xác định thì không cần phải cải

tạo, gia cống lại. Do đây là một bộ Pin được

thiết kế kín, chống thắm nước, chống va đập

và rung động nên ta dễ dàng bố trí. IC sẽ thực

hiện nhiệm vụ cung cấp nguồn dẫn động động

cơ điện và các mạch điều khiển tay ga.

Khi tác động lên tay ga thông qua Hall

sensor tín hiệu sẽ được gởi bộ điều khiển tốc

độ động cơ (IC khiền động cơ), bộ chuyển đổi

trong IC khiển nhận tín hiệu điện áp Hall từ

2,7 4,8V. Bộ chuyển đổi sẽ chuyển đổi tín

hiệu tương tự này thành dạng tín hiệu xung và

gởi đến bộ điều chỉnh xung sẽ cung cấp tín

hiệu điều khiển dưới dạng xung vuông có độ

rộng xung khác nhau. Từ đây chúng được

khuếch đại bởi bộ transistor, bộ khuếch đại có

công dụng đóng ngắt dòng cung cấp cho động

cơ điện BLDC hoạt động.

b. Sơ đồ mạch in bộ điều khiển tốc

độ động cơ BLDC

2.5. Thiết kế cải tạo gắp sau xe

Nhằm hạn chế đếm mức thấp nhất về

thay đổi kiểu dáng của xe nguyên bản khi

thiết kế cho hệ thống truyền động lai. Để đơn

giản và tháo lắp nhanh động cơ điện, vì vậy

chi tiết chọn để thiết kế là gấp sau xe. Do

thiết kế đơn giản, nên không cần lựa chọn vật

Hình 14: Sơ đồ mạch in hộp điều khiển tốc độ

động cơ điện.

Page 5

- Cho xe hoạt động trên đường phẳng với điều

kiện lực cản gió rất nhỏ.

c. Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ

động cơ

- Xe hoạt động với tải trọng của xe và chỉ với

một người điều khiển tổng trọng tải khoản

140kg.

Kết quả thực nghiệm

Xe hoạt động trên đường bằng với tốc

độ ổn định 30 km/h với quãng đường liên tục

20km. Nghỉ ngắt quãng 15 phút cho pin phục

hồi. Sau đó, xe vận hành tiếp tục vận tốc xe

sau đó giảm xuống từ 30→10km/h trên quãng

đường 10km còn lại.

3.3. Thử quá trình tiêu hao nhiên liệu trong

100km

Hình 15: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển tốc

Các bước thử nghiệm

độ động cơ

Trước khi tiến hành thử nghiệm ta nạp

đầy năng lượng cho bộ Pin Lithium-ion. Cấp

nguồn cho động cơ điện và cho động cơ hoạt

động với tốc độ 35km/h. Cho động cơ hoạt

động liên tục trên quãng đường thữ. Sau đó

Nạp đầy bộ Pin ghi mức tiêu hao năng lượng

được biểu thị trên điện kế.

d. Bộ điều khiển thực tế động cơ

Bộ điều khiển động cơ sẽ nhận tín

hiệu từ điều khiển tay ga để đưa ra dòng điện

thích hợp tới động cơ. Từ đó động cơ tăng

giảm được tốc độ theo ý của người dùng.

Ngoài ra bo mạch hiện nay được tích hợp

thêm một số tính năng khác của xe như hiển

thị các thông số trên xe về mức năng lượng,

tốc độ.

Kết quả thử nghiệm

45.1 km ta cần 1.53 kW.h. Sau 3,5 giờ

nạp đầy lại các Pin chỉ số điện kế chỉ 1,25kW.

Mức tiêu hao năng lượng là 1,25kW/41.5km

hay 1.93kW/100km.

3. THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ

3.1. Thử tốc độ của động cơ điện BLDC

Các bước thử nghiệm

3.4. Thử nghiệm quãng đường đi được khi

sử dụng Pin Lithium-ion

- Chọn đường thử là loại đường nhựa bằng

phẳng và mịn.

Các bước thử nghiệm

Sạc đầy điện cho Pin, đồng thời ghi nhận

số kw điện tiêu thụ của bộ sạc.

Đo và ghi nhận điện áp Pin, với số km

trên đồng hồ.

Chọn quãng đường thử nghiệm là đường

bằng.

Chọn tốc độ vận hành là tăng tốc chậm

đến tốc độ ổn định.

Cho xe chạy trên đường và mang tải.

Ghi nhận số km đi được từ khi thử đến khi

xe không còn vận hành được nữa.

Kết quả thử nghiệm

- Dùng nguồn điện DC 48V cung cấp cho

động cơ điện, khi cung cấp nguồn điện và bắt

đầu tăng tốc cho động cơ điện cho đến khi

động cơ đạt tốc độ V_max. Từ đó duy trì vận tốc

V_maxcủa động cơ với một quãng đường đo

khoản 100 m, sau đó nhận định kết quả.

Kết quả thực nghiệm

Vận tốc V_maxcủa động cơ điện đo

được trên đồng hồ tốc độ của xe là 35km/h

trong khoảng thời gian là 10 giây.

Bảng 1: Bảng số liệu thử nghiệm

quãng đường đi được khi sử dụng Pin

Lithium-ion

3.2. Thử nghiệm ở chế độ hoạt động liên

tục trên đường phẳng

Các bước thử nghiệm

- Nguồn năng lượng Pin được nạp đầy đúng

theo qui định của nhà sản xuất.

Page 6

Từ bảng số liệu trên ta nhận thấy để đi

được 45.1 km ta cần 1.53 kW.h điện cho một

lần sạc đầy, theo giá bán lẻ điện sinh hoạt từ

ngày 5/2018 tại vùng nông thôn giá điện

1kw/giờ điện có giá bán là 1.800 đồng. Vậy

giá điện cho một lần sạc đầy: 1.53 x 1.800 =

2.754 VND.

Theo bảng 4 cứ 47km chạy kết hợp thì tiết

kiệm được chi phí 26%

3.5. Thử mạch bảo vệ quá dòng

Các bước thử nghiệm

Chống xe bằng chân chống giữa.

Ngắt tín hiệu báo phanh ra khỏi bộ điều

khiển.

Đạp phanh chân giữ bánh xe sau đứng

yên.

Hình 17: Đồ thị so sánh chi phí xe chạy trên

quãng đường 47km

Kẹp Amp kềm vào dây dương của động

cơ điện.

Bật công tắc kích hoạt cho động cơ điện

hoạt động.

3.7. Thử chế độ hoạt động chỉ có động cơ

điện

Trong chế độ này động cơ đốt trong

không hoạt động, hộp số phải đặt tại ví trí số

N (chưa cài số). Và pin sẽ là nguồn năng

lượng làm động cơ điện hoạt động dẫn động

bánh xe chủ động. Chế độ này động cơ đốt

trong không hoạt động nên không phát khí

thải, với lại động cơ điện có thế đạt tốc độ 40

km/h vì thế, chế độ này rất phù hợp chạy

trong môi trường đô thị nội thành.

Kéo tay ga lên vị trí cao nhất.

3.6. So sánh tiêu hao nhiên liệu khi xe hoạt

động cho từng chế độ

So sánh kết quả thử nghiệm

Xăng E5 RON92: 18.932 đ/lít, xe chạy

được 47km/lít xăng. Điện: 1.800 đ/kw Thời

gian sạt 3,5 giờ, tiêu thụ 1,5 kw điện, xe chạy

được quảng đường 19 km/lần nạp.

Bảng 3: So sánh chi phí hoạt động khi chạy

xăng và điện

Quãng đường 47 km

Chạy động cơ xăng

Chạy động cơ điện

Chi phí tiết kiệm

1lit

3,784737 kw

64%

100%

36%

Hình 18: Thử nghiệm xe chạy ở chế độ chỉ

động cơ điện

3.8. Thử chế độ chỉ động cơ đốt trong hoạt

động

Theo bảng 3 cứ 47km chạy độc lập thì tiết

kiệm được chi phí 64%

Động cơ điện sẽ không hoạt động. Và

khi ở chế độ này xe máy lai sẽ hoạt động như

một chiếc xe máy 4 số trước khi cải tạo.

Chế độ này máy phát điện sẽ luôn

hoạt động, để cung cấp điện cho hệ thống

điện trên xe, nạp điện Accu và nạp điện cho

pin HKBike.

Hình 16: So sánh chi phí hoạt động khi chạy

xăng và điện với quãng đường 47 km

Bảng 4: Tính chi phí chạy kết hợp động cơ

xăng và động cơ điện

Chế độ này xe phải sử dụng động cơ

đốt trong, tốc độ xe nên chạy trên 40km/h lúc

này động cơ sử dụng nhiên liệu một cách hiệu

quả, giảm được khí thải, tiết kiệm nhiên liệu

mà vẫn đạt hiệu quả cao.

47km chạy kết hợp xăng và điện

28km chạy xăng

19km chạy điện

Chế độ này phù hợp chạy nơi giao

thông thưa thớt như ngoại thành hay các tỉnh.

0.59574 lit

Chi phí tiết kiệm

59,57% 1.5kW 40,4%

26,16%

Page 7

lai chỉ với những thao tác đơn giản. Với thiết

kế này thì giá thành chuyển đổi xe máy thành

xe lai không cao, chỉ với 5 triệu đồng không

tính xe máy nền để cải tạo, phù với nước đang

phát triển như Việt Nam.

Hình 19: Thử nghiệm động cơ ở chế độ chỉ

động cơ đốt trong

Sử dụng động cơ điện để dẫn động

bánh xe đã giảm thiểu khí thải khi xe hoạt

động một cách đáng kể, làm giảm thiểu ô

nhiễm môi trường. Với xe máy chạy bằng

động cơ đốt trong thì với quãng đường 47 km

tốn hết 1 lít xăng, còn với động cơ điện xe

chạy được 19 km thì ta mới phải sạc pin. Tiết

kiệm được nhiên liệu cho động cơ đốt

trong→Tiết kiệm tiền cho người sử dụng.

4. KẾT LUẬN

Hệ thống truyền động lai trên xe

Honda wave 110 này có ưu điểm là Kết cấu

đơn giản dễ thực hiện nhưng mang lại hiệu

quả cao và việc bảo dưỡng sửa chữa rất dễ

dàng. Ngoài ra các phụ tùng thay thế dễ dàng

mua được trên thị trường và giá thành phù

hợp. Dễ dàng chuyển đổi giữa xe máy và xe

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Đào Trọng Cường, Thiết kế hệ thống truyền lực cho xe gắn máy lai, luân văn thạc sĩ.

Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp.HCM. Tp.HCM tháng 11 năm 2014.

[2] Phạm Quốc Phong. Nghiên cứu, thiết kế, lắp đặt động cơ lai trên xe gắn máy, Luận văn Thạc

sĩ, Trường đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh, 2007

[3] Huỳnh Thanh Bảnh, Nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm, nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi

trường trên xe gắn máy. luân văn thạc sĩ Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp.HCM. Tp.HCM

tháng 11 năm 2014.

[4] Huỳnh Thịnh, Nghiên cứu mô hình hóa và mô phỏng hệ thống truyền lực xe lai, luân văn thạc

sĩ. Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp.HCM. Tp.HCM tháng 9 năm 2016.

[5] Chia-Chang Tong, Wu-Shun Jwo. An assist-mode Hybrid electric motorcycle. Received 10

August 2007; accepted 20 August 2007, Available online 5 September 2007.

[6] Behzad Asaei, Mahdi Habibidoost. Design, simulation, and prototype production of a through

the road parallel Hybrid electric motorcycle. Received 14 July 2010. Accepted 11 March 2013.

Available online 10 April 2013.

[7] Yuan-Yong Hsu, Shao-Yuan Lu. Design and implementation of a Hybrid electric motorcycle

management system. Received 11 July 2009.Received in revised form 23 November 2009.

Accepted 8 June 2010. Available online 4 July 2010.

[8] Tài liệu thông số kĩ thuật PinLithium-ion của HKBike

[9] Tài liệu kỹ thuật của hãng HonDa.

Tác giả chịu trách nhiệm bài viết:

Họ tên: Ngô Thanh Hà

Đơn vị: Trường Đại học Trà Vinh

Điện thoại: 0918586973

Email:[email protected]

Page 8

BÀI BÁO KHOA HỌC

THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ

Bài báo khoa học của học viên

có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn

Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam.

Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý

của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.

ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!

Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2018-2019 của Thư viện Trường Đại học

Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.