Tiểu luận môn Hệ thống Điện - Điện tử ô tô đề tài "Động cơ điện sử dụng trên ô tô" | Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Tiểu luận môn Hệ thống Điện - Điện tử ô tô đề tài "Động cơ điện sử dụng trên ô tô" của Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh với những kiến thức và thông tin bổ ích giúp sinh viên tham khảo, ôn luyện và phục vụ nhu cầu học tập của mình cụ thể là có định hướng ôn tập, nắm vững kiến thức môn học và làm bài tốt trong những bài kiểm tra, bài tiểu luận, bài tập kết thúc học phần, từ đó học tập tốt và có kết quả cao cũng như có thể vận dụng tốt những kiến thức mình đã học vào thực tiễn cuộc sống. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Hệ thống điện - Điện tử ô tô (AEES330233) 18 tài liệu
Trường: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh 4 K tài liệu
Tác giả:
Preview text:
lOMoARcPSD| 36443508
TRƯỜNG ĐẠ I H ỌC SƯ PHẠ M K Ỹ THU Ậ T TP.HCM
KHOA KHOA H Ọ C Ứ NG D Ụ NG
MÔN H Ọ C: H Ệ TH ỐNG ĐIỆ N – ĐIỆ N T Ử Ô TÔ
TI Ể U LU Ậ N
ĐỘNG CƠ ĐIỆN SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ lOMoARcPSD| 36443508 MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
NỘI DUNG CHÍNH ............................................................................................ 2
1. Động cơ iện trên ô tô .................................................................................... 2
1.1 Động cơ ô tô .............................................................................................. 2
1.2 Động cơ iện trên ô tô ................................................................................ 2
1.3 Động cơ hybrid ......................................................................................... 3
1.4 Sự khác biệt giữa ộng cơ iện và ộng cơ ốt trong ...................................... 3
2. Các loại ộng cơ iện ô tô thông dụng ............................................................ 4
2.1 Động cơ ồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) ......................................... 4
2.2 Động cơ cảm ứng AC ............................................................................... 6
2.3 Động cơ DC không chổi than (BLDC) ..................................................... 8
2.4 Động cơ miễn cưỡng chuyển mạch (SRM) ............................................ 11
2.5 Động cơ nam châm vĩnh cửu bên trong (IMP) ....................................... 14
2.6. Động cơ thông lượng hướng trục (AFM) .............................................. 16
2.7. Động cơ cảm biến tuyến tính (LIM) ...................................................... 18
3. Hệ thống iều khiển ộng cơ ......................................................................... 20
3.1 Khái niệm ................................................................................................ 20
3.2 Kiến thức cơ bản ..................................................................................... 20
3.3. Các thông tin liên lạc giữa ECU với các bộ phận chấp hành khác ....... 23
4. Thách thức và triển vọng phát triển ........................................................ 25
4.1 Những thách thức hiện nay của ộng cơ iện trong ô tô ............................ 25
4.2 Triển vọng phát triển và cải tiến dự kiến ................................................ 25
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 28
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 29 lOMoARcPSD| 36443508 MỞ ĐẦU
Động cơ iện là một loại máy iện biến ổi iện năng thành cơ năng. Hầu hết các
ộng cơ iện hoạt ộng thông qua sự tương tác giữa từ trường của ộng cơ và dòng iện
trong cuộn dây ể tạo ra lực (dưới dạng mô men xoắn) tác dụng lên trục ộng cơ.
Điện có thể ược cấp cho ộng cơ từ nguồn iện một chiều (như pin, ắc quy) hoặc
nguồn iện xoay chiều (như iện lưới, biến tần hoặc máy phát iện).
Hiện nay, ộng cơ iện ược sử dụng cực kì rộng rãi trong hầu hết mọi lĩnh vực
của ời sống hàng ngày, từ các thiết bị cơ iện gia dụng (như quạt iện, máy giặt, ...)
cho ến các máy móc dùng trong các ngành sản xuất và xây dựng (như các máy
công cụ, máy nén khí, máy bơm, máy xây dựng (với các máy hoạt ộng bằng iện
như máy uốn thép. máy trộn bê tông,...), máy may, ...); cũng như một số phương
tiện giao thông (các phương tiện giao thông xanh (hay còn gọi là các phương tiện
giao thông không phát thải) như xe ạp iện, xe máy iện, ô tô iện và thậm chí có cả
máy bay iện: các phương tiện hybrid (sử dụng kết hợp ộng cơ iện với ộng cơ ốt
trong) như ô tô hybrid hay một số tàu thủy) và các thiết bị vận chuyển (thang máy,
thang cuốn, băng tải), với sự a dạng về mẫu mã, chủng loại, thương hiệu và kích
thước. Động cơ iện ược xem như là biểu tượng vĩ ại nhất của quá trình " iện khí
hóa" lĩnh vực sản xuất diễn ra trong cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ hai.
Chúng thay thế cho các hệ thống dẫn ộng bằng dây ai từ các máy hơi nước (hoặc
các bánh xe nước) tới các máy làm việc trong các phân xưởng sản xuất.
Với sự phát triển không ngừng, hiện nay ộng cơ iện ngày càng óng vai trò ặc
biệt quan trọng và không thể thiếu ối với ngành công nghiệp ô tô hiện ại. Động cơ
iện thường ược sử dụng trong xe iện hoặc xe hybrid. Xe iện sử dụng ộng cơ iện
chủ yếu chuyển ộng nhờ sử dụng nguồn năng lượng iện từ pin hoặc nguồn iện
ngoại vi. Còn xe hybrid kết hợp giữ ộng cơ xăng dầu và ộng cơ iện ể tối ưu hóa
iện năng và giảm tiêu thụ nhiên liệu. Động cơ iện trong ô tô hiện ại ang ngày càng
phát triển theo chiều hướng tích cực, nó giúp giảm lượng khí thải, tăng hiệu suất
và ưa ra trải nghiệm lái xe thân thiện với môi trường. lOMoARcPSD| 36443508 NỘI DUNG CHÍNH
1. Động cơ iện trên ô tô 1.1 Động cơ ô tô
Động cơ ô tô là thiết bị giúp chuyển hoá một dạng năng lượng nào ó (như
xăng, dầu, nhiệt năng, iện năng…) thành ộng năng. Đây là bộ phận quan trọng
nhất trong cấu tạo ô tô, ược ví như “trái tim” của xe. Bởi chính ộng cơ là nơi sản
sinh ra công suất và mô men xoắn làm quay các bánh xe, nhờ ó mà ô tô có thể di chuyển.
Bên cạnh vai trò chính là chuyển hóa năng nguyên liệu thành ộng năng, ộng cơ
ô tô còn ảm nhiệm việc dẫn ộng cho các hệ thống phụ trợ khác trên xe như: hệ
thống trợ lực lái, máy phát iện,... từ ó giúp cho người lái có thể dễ dàng iều khiển ược xe.
1.2 Động cơ iện trên ô tô
Động cơ thuần iện là loại ộng cơ hoạt ộng theo nguyên lý chuyển hóa iện
năng thành ộng năng. Trong ó, trên mỗi chiếc xe ô tô iện sẽ ược trang bị một tấm
pin (Lithium-ion) ể tích trữ năng lượng và cấp iện cho khối ộng cơ cảm ứng gồm
phần ứng yên (stator) và phần chuyển ộng Rotor.
Khi có dòng iện i qua, Stator sẽ tạo ra một lực từ trường ủ lớn ể giúp cho
phần Rotor có thể quay và từ ó giúp xe lăn bánh. Pin của xe iện thường là loại
Lithium-ion. Các mẫu xe thuần iện sở hữu rất nhiều ưu iểm vượt trội như: không
cần nguyên liệu (xăng, dầu) từ ó giảm thiểu phát thải CO2 ra môi trường, mô-
men xoắn cực cao giúp xe bức tốc nhanh chóng, xe hoạt ộng êm ái hơn.
Xe ô tô iện hiện ược xem là xu hướng chung ối với thị trường ô tô trong
tương lai. Loại xe này khi vận hành không gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên,
dòng xe này có mẫu mã chưa quá a dạng nên nhiều hãng xe thường phát triển xe
xăng và xe iện ồng thời. Bên cạnh ó, vấn ề về việc sản xuất, nâng cấp pin cho xe
iện cũng là một vấn ề khó dành cho hầu hết các thương hiệu ô tô lớn trên thế
giới nên các hãng xe ang ngày càng tích cực cải tiến và phát triển hoàn thiện lOMoARcPSD| 36443508 1.3 Động cơ hydric
Động cơ hybrid hay còn ược gọi là ộng cơ lai iện là loại sử dụng cùng lúc
cả ộng cơ ốt trong và ộng cơ iện (mô tơ iện). Trong ó, ộng cơ hybrid còn ược
chia thành 3 loại cơ bản là: song song, nối tiếp, hỗn hợp, iều này là do cách thức
vận hành của từng mẫu xe khác nhau.
Tùy vào cấu tạo và mục ích của mỗi hãng xe, bên trong khối ộng cơ hybrid
sẽ có một loại ộng cơ (hoặc ốt trong hoặc mô tơ iện) giữ vai trò truyền lực chính,
trong khi loại ộng cơ còn lại sẽ có vai trò phụ trợ hoặc sạc iện. Cũng có nhiều
trường hợp, một số mẫu xe sẽ sử dụng song song cả nguồn iện lẫn sức mạnh từ
ộng cơ xăng tùy vào ý thích của người lái cũng như iều kiện di chuyển.
Hiện nay, với xu hướng xanh hóa và giảm phát thải nhà kính, các hãng xe
ang dần chuyển sang sản xuất các mẫu xe chạy iện và xe có ộng cơ hybrid chính
là một bước chuyển hóa nằm giữa sự chuyển giao này, nhằm giúp người dùng
dần thích nghi và quen hơn trước khi chuyển hoàn toàn qua xe ô tô thuần iện.
1.4 Sự khác biệt giữa ộng cơ iện và ộng cơ ốt trong
Động cơ iện và ộng cơ ốt trong có nhiều tiêu chí ánh giá. Tuy nhiên, sự
khác biệt lớn là về hiệu suất, khả năng tăng tốc và chi phí vận hành, bảo dưỡng.
Về hiệu suất
- Động cơ ốt trong: với cơ chế chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng, cần
trải qua quá trình ốt cháy nhiên liệu và thời gian thực hiện giữa các bộ phận làm
cho một lượng nhiệt lớn bị hao tốn từ thành xi-lanh. Hiệu suất thực tế của ộng
cơ chỉ duy trì ở mức 35%.
- Động cơ iện: quá trình chuyển hóa iện năng thành cơ năng cũng sinh nhiệt
nhưng không áng kể vì xe iện dẫn ộng trực tiếp từ momen xoắn ến các bánh xe,
không qua các bộ phận trung gian khác. Nhờ ó, hiệu suất xấp xỉ 90%, cao hơn
nhiều lần so với ộng cơ truyền thống.
Về lực momen xoắn
- Động cơ iện có thể tạo ra momen xoắn cao gần như ngay lập tức ở dải
vòng tua thấp, ngay cả khi vừa mới khởi ộng. Điều này giúp người lái tăng tốc lOMoARcPSD| 36443508
xe ngay tức thì khi ạp chân ga. Trong khi ộng cơ ốt trong cần thời gian ể phản ứng với chân ga.
- Động cơ ốt trong òi hỏi tốc ộ vòng tua máy nhất ịnh ể có thể tạo ra lực
momen xoắn lớn tương ứng. Xe ở trạng thái khởi ộng, vòng tua máy thường dao
ộng trong khoảng 1000 vòng/phút và tăng dần khi người lái tăng tốc ộ. Vòng
quay càng lớn, công suất tạo ra càng cao, xe di chuyển càng nhanh. Xe iện luôn
sẵn sàng ở chế ộ khởi ộng, ó là lý do giúp khả năng tăng tốc của ộng cơ iện luôn
tương ương với những mẫu siêu xe sử dụng ộng cơ ốt trong.
Về chi phí vận hành
Động cơ iện và ộng cơ ốt trong sử dụng nhiên liệu khác nhau hoàn toàn dẫn
ến sự khác biệt lớn về chi phí vận hành và bảo dưỡng.
- Động cơ iện: sử dụng năng lượng từ bộ pin, có thể sạc ầy khi cần thiết nên
chi phí sử dụng thấp hơn. Ngoài ra, do cơ chế vận hành khác biệt, hộp số trên ô
tô iện có kết cấu ơn giản, giúp hạn chế khả năng hư hỏng, tối ưu chi phí sửa chữa.
- Động cơ ốt trong: sử dụng nhiên liệu như xăng, dầu diesel hoặc than, dẫn
ến chi phí vận hành và sửa chữa cao hơn do các chi tiết cơ khí phức tạp như
piston, thanh truyền, trục khuỷu.
2. Các loại ộng cơ iện ô tô thông dụng
2.1 Động cơ ồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) 2.1.1 Khái niệm
Động cơ ồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) là một ộng cơ iện sử dụng nam
châm vĩnh cửu ược nhúng trong roto ể tạo ra từ trường. Cuộn dây stato của ộng
cơ sau ó ược cấp iện bằng dòng iện xoay chiều (AC), làm cho roto i theo từ trường
quay. Dưới ây là tổng quan về cấu trúc và nguyên tắc làm việc của PMSM:
2.1.2 Cấu trúc của PMSM Cánh quạt:
- Roto của PMSM chứa nam châm vĩnh cửu ược sắp xếp theo một mẫu cụ
thể. Cấu hình phổ biến nhất là sử dụng nam châm neodymium-iron-boron
(NdFeB) do tính chất từ tính mạnh của chúng. lOMoAR cPSD| 36443508
- Các nam châm ược gắn trên bề mặt roto, tạo ra một từ trường cố ịnh. Stator:
- Stato bao gồm các cuộn dây (cuộn dây) ược kết nối với nguồn iện xoay
chiều. Những cuộn dây này thường ược phân phối xung quanh ngoại vi bên trong của ộng cơ.
- Các cuộn dây stato tạo ra từ trường quay khi nguồn AC ược áp dụng. Chuồng:
Các thành phần ộng cơ ược bao bọc trong vỏ cung cấp hỗ trợ cấu trúc, bảo vệ và
giúp tản nhiệt hiệu quả.
2.1.3 Nguyên tắc làm việc của PMSM: 1. Cảm ứng iện từ: •
Khi nguồn AC ba pha ược áp dụng cho cuộn dây stato, nó tạo ra từ trường quay. •
Theo ịnh luật cảm ứng iện từ của Faraday, từ trường quay này tạo ra một
lực iện ộng (EMF) trong cuộn dây roto. 2. Synchronization:
• Các nam châm vĩnh cửu trong roto thẳng hàng với từ trường do stato tạo
ra, cố gắng giảm thiểu sự miễn cưỡng của ường dẫn từ.
• Do lực hút và lực ẩy giữa từ trường stato và roto, roto i theo từ trường quay do stato tạo ra. 3. Xoay: lOMoARcPSD| 36443508 • •
Khi từ trường của stato quay, roto buộc phải quay cùng với nó, dẫn ộng
tải cơ học kết nối với trục ộng cơ.
Tốc ộ quay ược xác ịnh bởi tần số của nguồn iện xoay chiều và số cặp cực trong ộng cơ. 4. Điều khiển:
• Tốc ộ và mô-men xoắn của PMSM có thể ược kiểm soát bằng cách iều
chỉnh tần số và biên ộ của công suất AC cung cấp cho cuộn dây stato.
• Điều khiển chính xác ạt ược thông qua các bộ iều khiển ộng cơ tinh vi sử
dụng các cơ chế phản hồi như cảm biến vị trí roto (ví dụ: bộ mã hóa hoặc
cảm biến hiệu ứng Hall).
Thiết kế của PMSM với nam châm vĩnh cửu trong roto mang lại hiệu suất,
mật ộ công suất và hiệu suất cao hơn so với một số loại ộng cơ iện khác. Nó
thường ược sử dụng trong các ứng dụng mà hiệu quả cao và kiểm soát chính xác
tốc ộ và mô-men xoắn là rất cần thiết, chẳng hạn như xe iện, máy móc công nghiệp và robot.
2.2 Động cơ cảm ứng AC 2.2.1.Khái niệm
Động cơ cảm ứng AC còn ược gọi là Động cơ không ồng bộ, là một loại ộng
cơ iện ược sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau. Tên của nó "không
ồng bộ" xuất phát từ thực tế là roto không bao giờ bắt kịp với từ trường quay do
stato tạo ra. Dưới ây là tổng quan về cấu trúc và nguyên lý làm việc của Động cơ cảm ứng AC:
2.2.2 Cấu trúc của ộng cơ cảm ứng AC: 1. Stator: lOMoAR cPSD| 36443508 • •
• Stato là bộ phận ứng yên của ộng cơ và chứa một bộ cuộn dây ược kết nối
với nguồn iện xoay chiều.
• Khi nguồn AC ược áp dụng, các cuộn dây này tạo ra từ trường quay. 2. Cánh quạt:
Roto là bộ phận quay của ộng cơ, thường ược làm bằng lõi sắt nhiều lớp.
Nó không chứa bất kỳ nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây nào ược kết nối
trực tiếp với nguồn iện bên ngoài. 3. Chuồng:
• Các thành phần ộng cơ ược ặt trong một vỏ bảo vệ cung cấp hỗ trợ cấu trúc và an toàn.
2.2.3 Nguyên lý làm việc của ộng cơ cảm ứng AC: 1. Hoạt ộng của stato:
• Khi nguồn AC ba pha ược áp dụng cho cuộn dây stato, một từ trường quay
ược tạo ra. Trường quay tạo ra dòng iện trong roto, theo ịnh luật cảm ứng iện từ của Faraday. 2. Cảm ứng cánh quạt:
• Roto, ược liên kết quy nạp với stato, trải nghiệm dòng iện cảm ứng.
Những dòng iện này tạo ra từ trường của riêng chúng.
• Từ trường của roto tương tác với từ trường quay của stato, làm cho roto
cố gắng theo dõi chuyển ộng quay của trường stato. 3. Trượt:
• Do tính chất cảm ứng của roto, nó không bao giờ quay với tốc ộ chính
xác của từ trường stato. Sự khác biệt về tốc ộ ược gọi là "trượt".
• Độ trượt là cần thiết ể roto tạo ra từ trường của chính nó và tạo ra các dòng iện cần thiết. lOMoARcPSD| 36443508 • • 4. Xoay:
• Sự tương tác giữa từ trường quay của stato và từ trường cảm ứng trong
roto tạo ra mô-men xoắn, làm cho roto quay.
• Động cơ ạt ược tốc ộ ổn ịnh tại ó ộ trượt cho phép sản xuất mômen xoắn liên tục. 5. Roto lồng sóc:
Trong nhiều ộng cơ cảm ứng AC, roto có thiết kế "lồng sóc". Nó bao gồm
các thanh dẫn iện ược sắp xếp trong một cấu trúc giống như lồng. Dòng
iện cảm ứng của roto chạy qua các thanh này, tạo ra từ trường cần thiết ể quay. 6. Điều khiển:
• Tốc ộ của ộng cơ cảm ứng AC có thể ược iều khiển bằng cách iều chỉnh
tần số và iện áp của nguồn AC ược áp dụng.
• Các phương pháp iều khiển tiên tiến hơn liên quan ến việc sử dụng các ổ
ĩa tần số thay ổi (VFD) ể kiểm soát tốc ộ chính xác.
Động cơ cảm ứng AC mạnh mẽ, áng tin cậy và tương ối ơn giản trong xây
dựng. Chúng ược sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, bao gồm máy móc công
nghiệp, máy bơm, quạt và nhiều thiết bị gia dụng do tính linh hoạt và hiệu quả chi phí của chúng.
2.3 Động cơ DC không chổi than (BLDC) 2.3.1.Khái niệm
Động cơ DC không chổi than (BLDC) là một loại ộng cơ iện hoạt ộng sử dụng
nguồn iện một chiều (DC). Không giống như ộng cơ DC chổi than truyền thống,
ộng cơ BLDC không có chổi than và cổ góp ể kết nối iện. Thay vào ó, họ sử dụng
bộ iều khiển iện tử ể ạt ược giao hoán Dưới ây là tổng quan về cấu trúc và nguyên
lý làm việc của Động cơ DC không chổi than: lOMoAR cPSD| 36443508 • •
2.3.2 Cấu trúc của ộng cơ DC không chổi than: 1. Cánh quạt:
• Roto của ộng cơ BLDC chứa nam châm vĩnh cửu. Những nam châm này
có thể ược nhúng trong cấu trúc roto hoặc gắn vào bề mặt của nó.
• Roto thường có hình trụ và không có cuộn dây. 2. Stator:
• Stato bao quanh roto và thường ược trang bị nhiều cuộn dây cách ều nhau xung quanh ộng cơ. lOMoAR cPSD| 36443508 •
Các cuộn dây này ược kết nối với nguồn iện và ược cung cấp năng lượng
theo một trình tự cụ thể ể tạo ra từ trường quay.
3. Cảm biến hiệu ứng Hall:
• Cảm biến hiệu ứng Hall thường ược tích hợp vào ộng cơ gần cuộn dây
stato. Các cảm biến này phát hiện vị trí của nam châm roto và cung cấp
phản hồi cho bộ iều khiển ộng cơ. 4. Điều khiển:
• Động cơ BLDC ược iều khiển bởi một bộ iều khiển iện tử xác ịnh thời
gian và trình tự cung cấp năng lượng cho các cuộn dây stato.
• Bộ iều khiển iều chỉnh hướng dòng iện trong cuộn dây stato dựa trên phản
hồi từ các cảm biến hiệu ứng Hall, ảm bảo sự liên kết thích hợp của từ trường roto và stato.
2.3.3 Nguyên lý làm việc của ộng cơ DC không chổi than: 1. Khởi:
• Động cơ BLDC bắt ầu hoạt ộng khi bộ iều khiển nhận ược tín hiệu khởi
ộng. Các cảm biến hiệu ứng Hall phát hiện vị trí ban ầu của nam châm roto. 2. Giao hoán iện tử:
• Bộ iều khiển chuyển mạch iện tử các cuộn dây stato dựa trên thông tin vị
trí roto ược cung cấp bởi các cảm biến hiệu ứng Hall.
• Nó cung cấp năng lượng cho các cuộn dây stato theo một trình tự cụ thể,
tạo ra một từ trường quay thu hút các nam châm vĩnh cửu trên roto. 3. Vòng quay cánh quạt:
• Sự tương tác giữa từ trường quay do stato tạo ra và nam châm vĩnh cửu
trên roto tạo ra mô-men xoắn, làm cho roto quay.
• Bộ iều khiển liên tục iều chỉnh thời gian và trình tự năng lượng cuộn dây
stato ể duy trì vòng quay trơn tru và hiệu quả. lOMoARcPSD| 36443508 • 4. Kiểm soát tốc ộ:
Tốc ộ của ộng cơ BLDC có thể ược iều khiển bằng cách iều chỉnh iện áp
và tần số của nguồn iện hoặc bằng cách sử dụng các kỹ thuật iều khiển
tiên tiến hơn như iều chế ộ rộng xung (PWM).
5. Không có bàn chải và cổ góp:
• Một ưu iểm chính của ộng cơ BLDC là chúng không có chổi than và cổ
góp, giảm ma sát, mài mòn và yêu cầu bảo trì.
Động cơ DC không chổi than thường ược sử dụng trong các ứng dụng khác
nhau, bao gồm xe iện, máy bay không người lái, quạt làm mát máy tính và các
thiết bị, do hiệu quả cao, ộ tin cậy và thiết kế nhỏ gọn của chúng. Việc sử dụng
bộ iều khiển iện tử ể chuyển mạch làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng
trong ó kiểm soát tốc ộ chính xác và hiệu suất cao là rất quan trọng.
2.4 Động cơ miễn cưỡng chuyển mạch (SRM) 2.4.1 Khái niệm:
Động cơ miễn cưỡng chuyển mạch (SRM) là một ộng cơ iện hoạt ộng dựa
trên nguyên tắc thay ổi miễn cưỡng từ tính trong quá trình quay. Không giống như
ộng cơ nam châm vĩnh cửu hoặc ộng cơ cảm ứng, SRM có roto không có nam
châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây. Thay vào ó, roto thường ược làm bằng lõi sắt nhiều
lớp và stato chứa nhiều pha cuộn dây. Dưới ây là tổng quan về cấu trúc và nguyên
lý làm việc của Động cơ miễn cưỡng chuyển mạch:
2.4.2 Cấu trúc của ộng cơ miễn cưỡng chuyển mạch: 1. Stator:
• Stato của SRM chứa nhiều pha cuộn dây. Những cuộn dây này thường
ược phân phối xung quanh ngoại vi bên trong của ộng cơ.
• Mỗi pha ược cung cấp năng lượng theo một trình tự cụ thể ể tạo ra từ trường. 2. Cánh quạt: lOMoAR cPSD| 36443508 •
• Roto thường ược làm bằng lõi sắt nhiều lớp và không có bất kỳ nam châm
vĩnh cửu hoặc cuộn dây nào ược kết nối trực tiếp với nguồn iện bên ngoài.
Roto ược thiết kế với các cực nổi bật thẳng hàng với các cực stato khi ược cấp iện.
3. Bộ iều khiển iện tử:
• Một bộ iều khiển iện tử ược sử dụng ể iều khiển năng lượng của cuộn dây
stato. Nó xác ịnh trình tự và thời gian tối ưu ể kích hoạt từng pha cuộn dây.
2.4.3 Nguyên lý làm việc của ộng cơ miễn cưỡng chuyển mạch: 1. Khởi:
• Động cơ khởi ộng bằng cách cung cấp năng lượng cho các cuộn dây stato
cụ thể. Bộ iều khiển xác ịnh vị trí roto ban ầu bằng cảm biến hoặc bằng
cách ước tính vị trí dựa trên dạng sóng iện áp và dòng iện. 2. Từ miễn cưỡng:
• Miễn cưỡng từ là sự ối lập của mạch từ với từ thông. Trong SRM, roto
ược thiết kế ể có sự miễn cưỡng khác nhau khi nó quay.
• Khi một cuộn dây stato ược cấp iện, nó tạo ra một từ trường và các cực
roto thẳng hàng với các cực stato, tìm kiếm con ường ít miễn cưỡng nhất.
3. Chuyển ộng cánh quạt:
• Bộ iều khiển cung cấp năng lượng có chọn lọc cho các cuộn dây stato
theo trình tự tối a hóa sự liên kết của các cực roto và stato.
• Roto phản ứng bằng cách di chuyển ến vị trí miễn cưỡng tối thiểu. Khi
roto di chuyển, bộ iều khiển iều chỉnh năng lượng pha ể duy trì sự liên kết.
4. Sản xuất mô-men xoắn:
• Sự tương tác giữa từ trường và sự miễn cưỡng thay ổi của roto tạo ra mô-
men xoắn, iều khiển roto i theo từ trường thay ổi. lOMoAR cPSD| 36443508 •
5. Chiến lược kiểm soát:
• SRM có thể hoạt ộng ở các chế ộ khác nhau, chẳng hạn như chế ộ miễn
cưỡng thay ổi và chế ộ mô-men xoắn không ổi. Các chiến lược lOMoARcPSD| 36443508
iều khiển nâng cao ược sử dụng ể tối ưu hóa hiệu suất, giảm thiểu tiêu thụ
năng lượng và giảm tiếng ồn âm thanh.
Động cơ miễn cưỡng chuyển mạch ược biết ến với sự ơn giản, mạnh mẽ và
mật ộ mô-men xoắn cao. Họ tìm thấy các ứng dụng trong các ngành công nghiệp
khác nhau, bao gồm hệ thống ô tô, thiết bị gia dụng và máy móc công nghiệp, ặc
biệt là trong các tình huống mà hiệu quả và ộ tin cậy cao là iều cần thiết. Việc
kiểm soát SRM có thể phức tạp và các thuật toán iều khiển tinh vi thường ược sử
dụng ể tối a hóa hiệu suất của chúng.
2.5 Động cơ nam châm vĩnh cửu bên trong (IMP) 2.5.1 Khái niệm
Động cơ nam châm vĩnh cửu bên trong (IPM) là một loại ộng cơ iện kết hợp
các tính năng của cả Động cơ ồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) và Động cơ
cảm ứng. Nó có nam châm vĩnh cửu ược nhúng trong roto, nâng cao hiệu suất và
hiệu quả của nó. Dưới ây là tổng quan về cấu trúc và nguyên lý làm việc của Động
cơ nam châm vĩnh cửu bên trong:
2.5.2 Cấu trúc của ộng cơ nam châm vĩnh cửu bên trong: 1. Cánh quạt:
• Roto của ộng cơ IPM chứa nam châm vĩnh cửu ược nhúng bên trong lõi
roto. Những nam châm này ược ịnh vị theo cách mà chúng tạo ra từ trường trong cấu trúc roto.
• Sự sắp xếp của nam châm có thể khác nhau, và roto có thể có cấu trúc
nhiều lớp ể giảm tổn thất dòng xoáy. 2. Stator:
• Stato bao quanh roto và chứa các pha cuộn dây. Các pha cuộn dây này
thường ược kết nối với nguồn iện xoay chiều.
• Cuộn dây stato ược sử dụng ể tạo ra từ trường quay khi ược cấp iện. 3. Điều khiển: lOMoAR cPSD| 36443508
• Một bộ iều khiển iện tử ược sử dụng ể quản lý hoạt ộng của ộng cơ. Nó xác
ịnh thời gian và trình tự của năng lượng pha stato, tối ưu hóa sự tương tác
với các nam châm vĩnh cửu trong roto.
2.5.3 Nguyên lý làm việc của ộng cơ nam châm vĩnh cửu bên trong: 1. Khởi:
• Động cơ bắt ầu với việc áp dụng nguồn AC cho cuộn dây stato. Bộ iều
khiển bắt ầu trình tự cung cấp năng lượng cho các pha stato.
2. Tương tác nam châm roto:
• Khi các pha stato ược cung cấp năng lượng, chúng tạo ra một từ trường
quay. Các nam châm vĩnh cửu ược nhúng trong roto phản ứng với trường
này và tự căn chỉnh với nó.
• Sự tương tác giữa từ trường quay ược tạo ra bởi stato và nam châm vĩnh
cửu trong roto tạo ra mô-men xoắn. 3. Synchronization:
• Bộ iều khiển liên tục iều chỉnh thời gian và trình tự năng lượng pha stato
ể ảm bảo ồng bộ giữa từ trường quay và vị trí của nam châm vĩnh cửu trong roto.
• Sự ồng bộ hóa này tối ưu hóa sản xuất mô-men xoắn và hiệu suất ộng cơ tổng thể.
4. Hiệu quả và hiệu suất:
• Sự hiện diện của nam châm vĩnh cửu trong roto giúp tăng cường hiệu suất
của ộng cơ, cung cấp mật ộ mô-men xoắn, hiệu suất và hệ số công suất
cao hơn so với ộng cơ cảm ứng truyền thống.
• Động cơ IPM có thể hoạt ộng hiệu quả trên một loạt các tốc ộ và tải. 5. Phanh tái tạo:
• Nhiều ộng cơ IPM có khả năng phanh tái tạo. Khi ộng cơ giảm tốc, nó có
thể hoạt ộng như một máy phát iện, chuyển ổi ộng năng trở lại thành năng lượng iện. lOMoARcPSD| 36443508
Động cơ IPM thường ược sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, bao gồm xe
iện, máy móc công nghiệp và hệ thống HVAC. Chúng cung cấp lợi thế về hiệu
quả, mật ộ năng lượng và phạm vi tốc ộ, làm cho chúng phù hợp với các tình
huống kiểm soát chính xác và hiệu suất cao là rất quan trọng. Thiết kế của ộng cơ
IPM cho phép sử dụng vật liệu từ tính tốt hơn, dẫn ến cải thiện hiệu quả và giảm tổn thất năng lượng.
2.6. Động cơ thông lượng hướng trục (AFM) 2.6.1 Khái niệm
Động cơ thông lượng hướng trục (AFM), còn ược gọi là ộng cơ bánh kếp hoặc
ộng cơ ĩa, là một loại ộng cơ iện trong ó từ thông chạy song song với trục của roto
và stato. Thiết kế này khác với các ộng cơ thông lượng hướng tâm phổ biến hơn,
nơi từ thông chạy xuyên tâm ra ngoài hoặc vào trong. Dưới ây là tổng quan về cấu
trúc và nguyên lý làm việc của Động cơ thông lượng hướng trục:
2.6.2 Cấu trúc của ộng cơ thông lượng trục: 1. Cánh quạt:
• Roto của ộng cơ thông lượng hướng trục thường có hình ĩa, với nam châm
vĩnh cửu ược gắn trên bề mặt của nó. Những nam châm này có thể ược từ
hóa xuyên tâm, có nghĩa là các ường từ trường chạy từ trung tâm ến cạnh ngoài của ĩa.
• Roto có thể bao gồm nhiều ĩa từ hóa xếp chồng lên nhau. 2. Stator:
• Stato bao quanh roto và chứa các pha cuộn dây. Stato có thể bao gồm
nhiều lớp cuộn dây ược ặt ở cả hai bên của roto.
• Các pha cuộn dây ược kết nối với nguồn iện và tạo ra từ trường khi ược cấp iện.
3. Đường dẫn từ thông: lOMoAR cPSD| 36443508
• Trong ộng cơ thông lượng hướng trục, ường dẫn từ thông là trục, có nghĩa
là nó chạy song song với trục của roto và stato. Cấu hình này cho phép
một ường dẫn trực tiếp và nhỏ gọn hơn cho từ thông. 4. Cấu trúc cốt lõi:
• Stato và roto có thể có cấu trúc lõi làm bằng sắt nhiều lớp hoặc các vật liệu
từ tính khác. Lõi giúp dẫn hướng và tập trung từ thông, nâng cao hiệu suất của ộng cơ.
2.6.3 Nguyên lý làm việc của ộng cơ thông lượng hướng trục: 1. Khởi:
• Động cơ bắt ầu với việc áp dụng năng lượng cho cuộn dây stato. Cuộn dây stato
tạo ra từ trường tương tác với nam châm vĩnh cửu trên roto.
2. Chuyển ộng cánh quạt:
• Khi cuộn dây stato ược cung cấp năng lượng, chúng tạo ra một từ trường
tương tác với từ trường của nam châm vĩnh cửu của roto. Các lực từ tính
kết quả gây ra sự quay của roto.
• Sự tương tác của từ trường tạo ra mô-men xoắn, làm cho roto quay.
3. Sản xuất mô-men xoắn:
• Việc tạo ra mô-men xoắn là kết quả của sự tương tác liên tục giữa từ
trường của stato và nam châm vĩnh cửu trên roto.
• Động cơ có thể hoạt ộng theo cả hai hướng quay dựa trên cực tính của
dòng iện ược áp dụng. 4. Thiết kế nhỏ gọn:
• Thiết kế của ộng cơ thông lượng hướng trục cho phép cấu trúc nhỏ gọn hơn
so với ộng cơ thông lượng hướng tâm truyền thống. Điều này ặc biệt thuận
lợi trong các ứng dụng mà không gian là một yếu tố quan trọng. 5. Ứng dụng: lOMoARcPSD| 36443508
• Động cơ thông lượng hướng trục tìm thấy các ứng dụng trong các ngành
công nghiệp khác nhau, bao gồm xe iện, tuabin gió, robot và các tình
huống khác òi hỏi thiết kế ộng cơ nhỏ gọn và hiệu quả.
Động cơ thông lượng hướng trục ược ánh giá cao về mật ộ năng lượng cao,
hiệu quả và sự phù hợp cho các ứng dụng hạn chế về không gian nhất ịnh. Chúng
ặc biệt phù hợp cho các ứng dụng cần có chiều dài trục ngắn và mô-men xoắn cao,
chẳng hạn như trong xe iện hoặc các ứng dụng có không gian hạn chế ể lắp ặt ộng cơ.
2.7. Động cơ cảm biến tuyến tính (LIM) 2.7.1 Khái niệm
Động cơ cảm ứng tuyến tính (LIM) là một ộng cơ iện cung cấp chuyển ộng
tuyến tính thay vì chuyển ộng quay, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng yêu
cầu chuyển ộng tuyến tính trực tiếp. Nguyên lý làm việc cơ bản của Động cơ cảm
ứng tuyến tính tương tự như ộng cơ cảm ứng quay, nhưng nó ược ặt theo kiểu
tuyến tính. Dưới ây là tổng quan về cấu trúc và nguyên lý làm việc của Động cơ cảm ứng tuyến tính:
2.7.2 Cấu trúc của ộng cơ cảm ứng tuyến tính: 1. Stator:
• Sơ cấp, hoặc stato, của ộng cơ cảm ứng tuyến tính bao gồm một loạt các
cuộn dây hoặc cuộn dây ược gắn trên ường ray hoặc ường dẫn.
• Các cuộn dây thường ược cung cấp năng lượng bằng nguồn AC ba pha,
tạo ra từ trường di chuyển dọc theo chiều dài của ộng cơ. 2. Rotor:
• Thứ cấp, hoặc roto, là một dây dẫn hoặc một tập hợp các dây dẫn có thể
tự do di chuyển dọc theo chiều dài của stato.
• Roto có thể ược làm bằng nhôm hoặc các vật liệu dẫn iện khác. Nó có thể
ở dạng tấm phẳng, tấm hoặc các cấu hình khác tùy thuộc vào ứng dụng.
2.7.3 Nguyên lý làm việc của ộng cơ cảm ứng tuyến tính: lOMoAR cPSD| 36443508
1. Cung cấp năng lượng cho Stator:
• Khi nguồn AC ba pha ược áp dụng cho cuộn dây stato, nó tạo ra một từ
trường di chuyển dọc theo chiều dài của ộng cơ.
• Tần số và biên ộ của nguồn AC xác ịnh tốc ộ và lực của từ trường di chuyển. 2. Cảm ứng trong roto:
• Khi từ trường di chuyển i qua thứ cấp (roto), nó tạo ra dòng iện trong roto
theo ịnh luật cảm ứng iện từ của Faraday.
• Các dòng iện cảm ứng trong roto tạo ra từ trường của riêng chúng.
3. Tương tác của từ trường:
• Sự tương tác giữa từ trường di chuyển của stato và từ trường cảm ứng
trong roto dẫn ến lực iện từ.
• Những lực này làm cho roto di chuyển dọc theo chiều dài của stato theo
hướng từ trường di chuyển.
4. Chuyển ộng liên tục:
• Bằng cách liên tục cung cấp năng lượng cho cuộn dây stato, một ộng cơ
cảm ứng tuyến tính có thể tạo ra chuyển ộng tuyến tính liên tục và có kiểm
soát của roto dọc theo ường dẫn. 5. Kiểm soát tốc ộ:
• Tốc ộ của ộng cơ cảm ứng tuyến tính có thể ược iều khiển bằng cách iều
chỉnh tần số và biên ộ của nguồn AC cung cấp cho cuộn dây stato. Ứng dụng:
Động cơ cảm ứng tuyến tính tìm thấy các ứng dụng trong các hệ thống khác nhau, bao gồm:
• Hệ thống giao thông: Tàu Maglev và một số hệ thống vận chuyển nhanh sử
dụng ộng cơ cảm ứng tuyến tính ể ẩy.
• Xử lý vật liệu: Động cơ cảm ứng tuyến tính ược sử dụng trong các hệ thống
băng tải ể di chuyển vật liệu. lOMoARcPSD| 36443508
• Máy công cụ: Trong một số ứng dụng gia công chính xác, ộng cơ cảm ứng
tuyến tính cung cấp chuyển ộng tuyến tính chính xác.
Động cơ cảm ứng tuyến tính cung cấp các ưu iểm như xây dựng ơn giản, hiệu
quả cao và khả năng ạt ược tốc ộ cao. Tuy nhiên, họ cũng có thể phải ối mặt với
những thách thức như hệ thống iều khiển phức tạp và sự cần thiết của một ường dẫn chuyên dụng.
3. Hệ thống iều khiển ộng cơ 3.1 Khái niệm
- Hệ thống iều khiển ộng cơ gồm có ba nhóm các cảm biến ( và các tín hiệu
ầu ra của cảm biến), ECU ộng cơ và các bộ chấp hành.
- Các chức năng của ECU ộng cơ ược chia thành iều khiển ESA, iều khiển
ISC, chức năng chẩn oán và các chức năng an toàn và dự phòng và các
chức năng khác. Các chức năng này và các chức năng của bộ chấp hành
ược giải thích ở từng phần riêng phía dưới ây.
3.2 Kiến thức cơ bản 3.2.1 Mạch nguồn
Mạch nguồn là các mạch iện cung cấp iện cho ECU của ộng cơ. Các mạch
iện này bao gồm khóa iện, Relay chính EFI,...
a. Loại iều khiển bằng khóa iện
Relay chính EFI ược iều khiển trực tiếp từ khóa iện. Khi bật khóa ến vị trí
ON, dòng iện chạy vào cuộn dây của Relay chính EFI, làm cho tiếp iểm óng lại.
Việc này cung cấp iện cho các cực +B VÀ +B1 của ECU ộng cơ. Điện áp của ắc
quy luôn luôn cung cấp cho cực BATT của ECU ộng cơ ể tránh cho các mã chẩn
oán và các dữ liệu khác trong bộ nhớ của nó không bị xóa khi tắt khóa iện OFF.
b. Loại iều khiển bằng ECU ộng cơ
- Relay chính EFI ược iều khiển bởi ECU ộng cơ.
- Loại này yêu cầu cung cấp iện cho ECU ộng cơ trong vài giây sau sau khi
tắt khóa iện OFF. Do ó việc óng hoặc ngắt của Relay chính EFI ược ECU ộng cơ iều khiển. lOMoARcPSD| 36443508
- Khi bật khóa iện ON, iện áp của ắc quy ược cấp ến cực IGSW của ECU ộng
cơ và mạch iều khiển Relay chính EFI trong ECU ộng cơ truyền một tính
hiệu ến cực M-REL của ECU ộng cơ, bật mở Relay chính EFI. Tín hiệu này
làm cho dòng iện chạy vào cuộn dây, óng tiếp iểm của relay chính EFI và
cấp iện cho cực +B của ECU ộng cơ.
- Điện áp của ắc quy luôn luôn cung cấp cho cực BATT có lý do giống như
loại iều khiển bằng khóa iện.
- Ngoài ra một số kiểu xe có một relay ặc biệt cho mạch sấy nóng cảm biến tỷ
lệ không khí-nhiên liệu, yêu cầu một lượng dòng iện lớn.
* Trong các kiểu xe mà ECU ộng cơ iều khiển hệ thống khóa ộng cơ, Relay chính
EFI cũng ược iều khiển bởi tín hiệu của công tắc báo mở khóa.
3.2.2 Mạch nối mass
ECU ộng cơ có 3 mạch nối mass cơ bản sau ây: a.
Nối mass ể iều khiển ECU ộng cơ(E1)
Cực này là cực tiếp mass của của ECU ộng cơ và thường ược nối với buồng nạp khí của ộng cơ.
b. Nối mass cho cảm biến
- Các cực E2 và E21 là các cực tiếp mass của cảm biến và chúng ược nối với cực E1 trong ECU ộng cơ.
- Chúng tránh cho các cảm biến không bị phát hiện các trị số iện áp lỗi bằng
cách duy trì iện thế tiếp mass của cảm biến và iện thế tiếp mass của ECU
ộng cơ ở cùng một mức.
c. Nối mass ể iều khiển bộ chấp hành(E01,E02)
Các cực E01 và E02 là các cực tiếp mass cho bộ chấp hành như cho các bộ
phận, van ISC và bộ sấy cảm biến tỷ lệ không khí nhiên liệu. Cũng giống như cực
E1, E01 và E02 nối gần buồng nạp khí của ộng cơ.
3.2.3 Điện áp cực của cảm biến
Các cảm biến này biến ổi các thông tin khác nhau thành những thay ổi iện áp
mà ECU ộng cơ có thể phát hiện. Có những loại tín hiệu cảm biến nhưng có 5 loại lOMoARcPSD| 36443508
phương pháp chính ể biển ổi thông tin thành iện áp. Hiểu ặc tính của các loại này
ể có thể xác ịnh trong khi o iện áp ở cực có chính xác hay không.
a. Dùng iện áp VC ( VTA, PIM )
- Một iện áp không ổi 5V ( iện áp VC) ể iều khiển bộ vi xử lý ở bên trong
ECU ộng cơ bằng iện áp của ắc quy. Điện áp không ổi này ược cung cấp
như nguồn iện cho cảm biến là iện áp cực VC.
- Trong loại cảm biến này một iện áp 5V ược ặt giữa các cực VC và E2 từ
mạch iện áp không ổi trong ECU ộng cơ. Vd: bướm gas. Thì cảm biến này
sẽ làm thay ổi góc mở bướm gas hoặc áp suất ường ống nạp ã ược phát hiện
bằng iện áp thay ổi giữa 0 và 5V ể truyền tín hiệu i.
Gợi ý sửa chữa: Nếu có sự cố trong mạch iện áp không ổi hoặc ngắn mạch
VC, nguồn iện cấp cho bộ vi xử lý sẽ bị ngắt làm cho ECU ộng cơ ngừng hoạt
ộng và ộng cơ bị chết máy.
b. Dùng một nhiệt iện trở
- Giá trị iện trở của nhiệt iện trở thay ổi theo nhiệt ộ. Vì vậy các nhiệt iện trở
ược sử dụng trong các thiết bị như cảm biến nhiệt ộ nước và cảm biến nhiệt
ộ khí nạp, ể phát hiện các thay ổi của nhiệt ộ.
- Điện áp ược caaos vào nhiệt iện trở của cảm biến từ mạch iện áp không ổi
5V trong ECU ộng cơ qua iện trở. Các ặc tính của nhiệt ộ bằng sự thay ổi iện áp .
- Khi nhiệt iện trở hoặc mạch của dây dẫn này bị hở, iện áp tạo ó sẽ là 5V và
khi có ngắn mạch từ iểm ó ến cảm biến này, iện áp sẽ là 0V. Vì vậy ECU
ộng cơ sẽ phát hiện một sự cố bằng chức năng chẩn oán. c. Dùng iện áp bật/ tắt
+ Các thiết bị dùng công tắc (IDL,NSW).
• Khi iện áp bật ON là tắt OFF làm cho cảm biến này phát hiện ược tình trạng
bật/ tắt của công tắc. lOMoARcPSD| 36443508
• Một iện áp 5V ược ECU ộng cơ cấp vào công tắc này. Điện áp ở cực ECU
ộng cơ là 5V khi công tắt OFF và 0V khi công tắc này bật ON. ECU ộng
cơ dùng sự thay ổi iện áp này ể phát hiện tình trạng của cảm biến.
• Ngoài ra, một số thiết bị sử dụng iện áp của 12V ắc quy.
+ Các thiết bị dùng tranzito (IGF, SPD)
• Đây là một thiết bị dùng chuyển mạch của tranzito thay cho công tắc. Việc
bật ON và tắt OFF iện áp ược dùng ể phát hiện iều kiện làm việc của cảm
biến. Đối với các thiết bị sử dụng công tắc, một iện áp 5V ược ặt vào cảm
biến từ ECU ộng cơ, và ECU ộng cơ sử dụng sự thay ổi iện áp ầu cực kho
tranzito baath ON hoặc ngắt OFF ể phát hiện tình trạng của cảm biến này.
• Ngoài ra một số thiết bị sử dụng iện áp 12Vv của ắc quy.
d. Sử dụng nguồn iện khác từ ECU ộng cơ (STA,STP)
ECU ộng cơ xác ịnh xem một thiết bị khác ang hoạt ộng hay không bằng
cách phát hiện iện áp ược ặt vào khi một thiết bị iện khác ang hoạt ộng.
e. Sử dụng iện áp do cảm biến tạo ra.
Khi bản thân cảm biến tự phát và truyền iện, không cần ặt iện áp vào cảm
biến này. ECU ộng cơ sẽ xác ịnh iều kiện hoạt ộng bằng iện áp và tần số của dòng iện sinh ra này. Gợi ý:
Khi kiểm tra iện áp cực của ECU ộng cơ, tín hiệu NE, tín hiệu KNK và...
ược truyền i dưới dạng sóng AC. Do ó có thể thực hiện các phép o có ộ chính xác
cao bằng cách dùng máy o hiện sóng.
3.3. Các thông tin liên lạc giữa ECU với các bộ phận chấp hành khác.
Các tín hiệu liên lạc ược truyền i giữa các ECU khác nhau và ược dùng ể iều chỉnh cho nhau.
3.3.1 Tín hiệu liên lạc của hệ thống TRC ( iều khiển lực kéo )
Các tín hiệu mở bướm ga ược o bằng các cảm biến vị trí bướm ga chính và
phụ và ược chuyển ến các ECU iều khiển trượt từ ECU ộng cơ. Ngược lại tín hiệu
TR ược truyền ến ECU ộng cơ từ ECU iều khiển trượt ể thông báo rằng việc iều lOMoAR cPSD| 36443508
chỉnh lực kéo ang hoạt ộng.Khi ECU iều khiển trượt truyền tín hiệu TR, ECU ộng
cơ thực hiện ầy ủ các loại hiệu chỉnh liên quan ến việc iều chỉnh lực kéo, như là
làm chậm thời iểm ánh lửa.
3.3.2 Tín hiệu liên lạc ABS ( Hệ thống chống bó cứng phanh )
Tín hiệu này ược truyền i khi hệ thống ABS ang làm việc. Nó ược sử dụng ể
iều khiển việc cắt nhiên liệu và khi cần thiết giảm tác dụng hãm của ộng cơ.
3.3.3 Tín hiệu liên lạc của hệ thống EHPS ( Hệ thống lái có trợ lực iện- thủy lực)
Khi nhiệt ộ nước làm mát hoặc tốc ộ của ộng cực kỳ thấp, mô tơ bơm cánh
gạt của hệ thống EHPS sẽ hoạt ộng, nó có thể gây ra một tải trọng lớn ở máy phát
iện. Để tránh iều này ECU của hệ thống lái trợ lực truyền tín hiệu này ến ECU
ộng cơ ể ISC tăng tốc ộ chạy không tải lên.
3.3.4 Tín hiệu liên lạc của hệ thống iều khiển chạy xe tự ộng
Tín hiệu này ược sử dụng ể yêu cầu làm chậm thời iểm ánh lửa, và ược truyền
ến ECU ộng cơ từ ECU iều khiển chạy xe tự ộng.
3.3.5 Tín hiệu về tốc ộ ộng cơ
Tín hiệu về tốc ộ ộng cơ là tín hiệu NE và ược ưa vào ECU ộng cơ. Sau ó
dạng sóng của nó ược sửa ể nó có thể truyền ến ECU iều khiển con trượt...
3.3.6 Tín hiệu liên lạc của hệ thống mã khóa khóa ộng cơ
ECU ộng cơ liên lạc với ECU chìa thu phát hoặc bộ khuếch ại chìa thu phát
ể ảm bảo rằng ộng cơ chỉ có thể ược khởi ộng một chìa khóa có cùng ID như ã
ược ăng ký trong ECU ộng cơ hoặc ECU chìa thu phát. Khi cố khởi ộng ộng cơ
bằng một chìa khóa khác với chìa có ID ã ăng ký ECU ộng cơ ngăn chặn việc
phun nhiên liệu và ánh lửa ể tránh việc khởi ộng ộng cơ.
3.3.7 Tín hiệu về góc mở bướm ga
Tín hiệu góc mở bướm ga từ cảm biến vị trí bướm ga do ECU ộng cơ xử lý
và sau ó ược kết hợp với các tín hiệu khác ược truyền ến ECU ETC .ECU iều
khiển hệ thống treo và các hệ thống khác.
3.3.8 Các tín hiệu liên lạc của hệ thống thông tin a chiều lOMoARcPSD| 36443508
Đối với các tín hiệu liên lạc chỉ cần chuyển và nhận các tín hiệu của các ECU
thông tin khác nhau. Trong các xe sử dụng hệ thống thông tin a chiều, ECU ộng
cơ, ECU của A/C, ECU chống trộm, ồng hồ taplo... gắn quanh ECU trung tâm và
ECU thân xe. Điều này cho phép các tín hiệu cảm biến cần thiết cho ECU nhận
ược qua một ECU khác không liên quan với tín hiệu này trong mạng thông tin.
ECU ộng cơ cũng có thể nhận ược các tín hiệu cảm biến cần thiết từ một ECU
khác hoặc cũng có thể chuyển theo các tín hiệu cần thiết cho các ECU khác thông
qua các cực MPX1 bà MPX2 của nó.
4. Thách thức và triển vọng phát triển
4.1 Những thách thức hiện nay của ộng cơ iện trong ô tô
- Dung lượng pin: Một trong những thách thức lớn nhất của ộng cơ iện là dung
lượng và hiệu suất của pin. Hiện nay, pin lithium-ion là loại pin chủ ạo,
nhưng chúng vẫn ối mặt với giới hạn về dung lượng và thời gian sử dụng.
Điều này tạo ra những hạn chế ối với khoảng cách di chuyển và thời gian sử dụng ô tô iện.
- Hạ cấp linh kiện: Một số linh kiện cần thiết cho ộng cơ iện vẫn ang trong giai
oạn phát triển và chưa ạt ến sự hoàn hảo như motor, hệ thống quản lý năng
lượng, và hệ thống làm mát.
- Hạ tầng sạc: Hạ tầng sạc cũng là một thách thức quan trọng. Việc xây dựng
và phát triển hạ tầng sạc toàn cầu ủ mạnh mẽ ể áp ứng nhu cầu ngày càng
tăng của ô tô iện là một công việc phức tạp và òi hỏi sự ầu tư lớn.
- Chi phí ầu tư ban ầu ể sản xuất và mua ô tô iện vẫn cao hơn so với ô tô sử
dụng ộng cơ ốt trong. Điều này làm tăng ngưỡng cửa ể người tiêu dùng chấp
nhận công nghệ mới này.
4.2 Triển Vọng Phát Triển và Cải Tiến Dự Kiến
- Nghiên cứu và phát triển pin tiên tiến ang diễn ra ể cải thiện dung lượng và
hiệu suất của pin. Các loại pin mới như pin lithium-sulfur và pin chất lượng
cao ang ược nghiên cứu ể giải quyết nhược iểm của pin lithiumion. lOMoAR cPSD| 36443508
- Nâng cao hiệu suất của ộng cơ và hệ thống truyền ộng là một ưu tiên hàng
ầu. Sự phát triển của các loại vật liệu như graphene và công nghệ motor hiệu
suất cao ang giúp ạt ược những tiến bộ áng kể trong việc tăng cường hiệu suất của ô tô iện.
- Hệ thống quản lý năng lượng thông minh sẽ giúp tối ưu hóa việc sử dụng
năng lượng và tăng cường sự tùy chính ể áp ứng a dạng nhu cầu của người lái xe.
- Chính phủ và tổ chức có thể óng vai trò quan trọng trong việc khuyến khích
sử dụng ô tô iện thông qua các chính sách hỗ trợ tài chính, giảm thuế và
khuyến khích nghiên cứu và phát triển.
- Chính sách quốc tế và xu hướng: Nhiều quốc gia ang ặt mục tiêu giảm phát
thải và thúc ẩy sử dụng xe iện, tạo áp lực cho các nhà sản xuất ô tô ể phát
triển và tích hợp ộng cơ iện vào sản phẩm của họ.
- Động cơ iện óng vai trò quan trọng trong việc chuyển ổi ngành ô tô sang
hướng thân thiện và bền vững với môi trường. Nó giúp giảm thiểu tác ộng
tiêu cực lên môi trường và sức khỏe con người.
- Sự phổ biến của ô tô iện ồng nghĩa với việc chia sẻ trách nhiệm bảo vệ môi
trường giữa cả ngành sản xuất và người tiêu dùng, óng góp vào một cộng
ồng ô tô xanh toàn cầu.
- Phát triển công nghệ: Sự tiến bộ trong ộng cơ iện óng góp vào việc phát triển
công nghệ trong lĩnh vực ô tô, bao gồm pin hiệu suất cao, hệ thống quản lý
năng lượng và iều khiển tự ộng, ồng thời tạo ra cơ hội cho inovasi và tự ộng
hóa trong ngành công nghiệp ô tô.
- Đổi mới thiết kế ô tô: Động cơ iện mở ra cơ hội cho thiết kế ô tô sáng tạo
hơn, với không gian nội thất linh hoạt hơn do không cần ến các bộ phận
truyền ộng truyền thống.
- Bền bỉ và êm dịu: Động cơ iện thường ít có bộ phận chuyển ộng so với ộng
cơ ốt trong, giảm ma sát và tiếng ồn, tạo ra trải nghiệm lái xe êm dịu và bền bỉ. lOMoARcPSD| 36443508
- Diversification và tích hợp: Sự chuyển ổi sang ộng cơ iện mở ra cơ hội cho
các doanh nghiệp ể a dạng hóa sản phẩm và tích hợp các tính năng thông
minh và kết nối trong ô tô.
Tất cả những yếu tố này cùng nhau ang thúc ẩy sự chuyển ổi của ngành công
nghiệp ô tô từ ộng cơ ốt trong truyền thống sang ộng cơ iện, với mục tiêu tăng
cường hiệu suất và giảm tác ộng tiêu cực ối với môi trường. lOMoARcPSD| 36443508 KẾT LUẬN
Trong khi ối mặt với nhiều thách thức, sự phát triển của ộng cơ iện trong ô
tô mang lại triển vọng lớn về một tương lai sạch sẽ và bền vững. Bằng cách vượt
qua những thách thức hiện tại và nắm bắt những triển vọng mới, ngành công
nghiệp ô tô ang ịnh hình một hình ảnh tương lai mà ô tô iện sẽ chiếm vị thế quan
trọng trong việc giảm thiểu tác ộng tiêu cực lên môi trường và xã hội.
Động cơ iện không chỉ là công nghệ tiến bộ mà còn óng góp quan trọng vào
việc hình thành tương lai của ngành ô tô. Mặc dù còn nhiều thách thức cần vượt
qua, những ưu iểm và tầm quan trọng của ộng cơ iện trong việc xây dựng một hệ
thống giao thông sạch sẽ và bền vững không thể phủ nhận. Hết lOMoARcPSD| 36443508
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Động cơ ô tô iện ược phân chia thành 6 loại phổ biến. (2021, June 28). VinFast. Retrieved January 23, 2024, from
https://vinfastauto.com/vn_vi/6loai-dong-co-o-to-dien-pho-bien-hien-nay
[2]. Động cơ iện – Wikipedia tiếng Việt. (n.d.). Wikipedia. Retrieved January 23, 2024, from
https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%99ng_c%C6%A1_%C4% 91i%E1%BB%87n
[3]. Những iểm khác biệt của ộng cơ iện và ộng cơ ốt trong - Cộng ồng
VinFast Toàn cầu. (2022, December 5). VinFast. Retrieved January 23, 2024, from
https://vinfast.vn/dien-dan/thao-luan/nhung-diem-khac-biet-cua-
dongco-dien-va-dong-co-dot-trong
[4]. So sánh xe iện và xe xăng: Loại xe nào ưu việt hơn? (2021, September 2). Oto.com.vn. Retrieved January 23, 2024, from
https://oto.com.vn/kinhnghiem-mua-ban-xe/su-khac-biet-giua-dien-va-xang-
loai-nao-uu-viet-honarticleid-6h10th3
[4]. Động cơ ô tô: Cấu tạo, nguyên lý và các lỗi thường gặp. (n.d.). Dân Chơi
Ô Tô. Retrieved January 23, 2024, from https://danchoioto.vn/dong-co-o-to/
[5]. Động cơ iện và ộng cơ ốt trong khác biệt như thế nào? (2021, August 16). VinFast. Retrieved January 23, 2024, from
https://vinfastauto.com/vn_vi/nhung-diem-khac-biet-cua-dong-co-dien- vadong-co-dot-trong
Tài liệu liên quan:
-
Báo cáo thực tập - Bài thực tập số 1: Linh kiện điện tử cơ bản | Môn Hệ thống điện – Điện tử ô tô Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
496 248 -
Toyota Lexus Rx450h Hybrid 2018 | Báo cáo môn hệ thống điện điện tử ôto | Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
230 115 -
Electromagnetic interference | Báo cáo môn: Hệ thống điện – điện tử ô tô Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
211 106 -
Hướng dẫn sử dụng mô hình điện thân xe Lexus | Đồ án môn Hệ thống điện – điện tử ô tô Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
259 130 -
Hệ thống chiếu sáng – kỹ thuật viên chuẩn đoán | Tài liệu môn Hệ thống Điện – điện tử ôto Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
172 86