MỤC LỤC

MỤC LỤC..............................................................................................................................................................1

DANH MỤC HÌNH ẢNH.........................................................................................................................................3

LỜI MỞ ĐẦU.........................................................................................................................................................5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÀM MÁT PIN.......................................................................................5

1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống làm mát pin.................................................................................6

1.1.1. Công dụng hệ thống làm mát pin.................................................................................................................6

1.1.2. Yêu cầu hệ thống làm mát pin......................................................................................................................6

1.1.3. Phân loại hệ thống làm mát pin....................................................................................................................7

1.2. Kết cấu chung của hệ thống..........................................................................................................................13

1.3. Mục tiêu, phương pháp và nội dung nghiên cứu...........................................................................................18

1.3.1. Mục đích.....................................................................................................................................................18

1.3.2. Phương pháp nghiên cứu...........................................................................................................................18

1.3.3. Nội dung nghiên cứu...................................................................................................................................19

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ KIỂM NHIỆM HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN XE VINFAST VF e34.....20

2.1. Giới thiệu về xe VINFAST VF e34..................................................................................................................20

2.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của VINFAST VF e34...............................................................................20

2.1.2. Thông số kỹ thuật xe Vinfast VF e34...........................................................................................................21

2.1.3. Hệ thống năng lượng...................................................................................................................................27

2.2. Phân tích kết cấu của hệ thống......................................................................................................................36

2.2.1. Tổng quan hệ thống làm mát trên xe...........................................................................................................36

2.2.2. Kết cấu và nguyên lý hệ thống làm mát động cơ điện trên VinFast VF e34................................................36

2.2.3. Các phương pháp làm mát pin ô tô điện.....................................................................................................40

2.2.4. Hệ thống làm mát pin Lithium-ion trên Vinfast VF e34................................................................................43

2.3. Tính toán một số chế độ thông số làm cơ sở để thay thế các chi tiết hệ thống làm mát pin VF e34 ............52

2.3.1. Xác định lượng nhiệt từ pin truyền cho nước làm mát................................................................................52

2.3.2. Tính toán két nước......................................................................................................................................53

2.3.3. Tính quạt gió................................................................................................................................................57

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÀM MÁT XE VINFAST VF e34.........................................59

3.1. Các dạng hư hỏng..........................................................................................................................................59

3.2. Chẩn đoán......................................................................................................................................................63

3.3. Bảo dưỡng và sửa chữa.................................................................................................................................66

3.3.1. Quy trình tổng quan bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống làm mát................................................................66

3.3.2. Thay nước làm mát cho hệ thống làm mát pin............................................................................................67

KẾT LUẬN.............................................................................................................................................................71

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................................................72

LỜI MỞ ĐẦU

Trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành Ô Tô hay bất cứ ngành học nào trong trường kỹ thuật thì môn học Đồ án Tốt nghiệp là môn học quan trọng nhất của một khóa học mà tất cả các sinh viên đều phải hoàn thành trước khi ra trường.

Trong quá trình học tập, tích lũy kiến thức, nghiên cứu, khai thác kỹ thuật một bộ phận, một hệ thống là rất quan trọng. Phần nào nó củng cố thêm kiến thức đã học ở trường, thể hiện sự am hiểu về kiến thức cơ bản và một phần là sự vận dụng lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý, cũng có nghĩa là sinh viên được làm quen với công việc của một cán bộ kỹ thuật.

Khi mà vấn đề về năng lượng và môi trường đang hết sức nóng, thì vấn đề nghiên cứu, khai thác và tìm hướng giải quyết là điều cấp bách. Ô tô thuần điện là loại ô tô có nhiều ưu điểm và nó đang góp phần quan trọng trong việc giải quyết vấn đề này. Nằm trong tiến trình đó với tư cách là một sinh viên ngành ô tô em cũng cố gắng tìm hiểu và nghiên cứu để góp phần giải quyết vấn đề này trong khuôn khổ đề tài khai thác. Bên cạnh đó với mục đích là khai thác kỹ thuật, nghiên cứu từ đó nhằm phát triển và cải tiến thêm cho ngành công nghiệp ô tô điện nước ta, góp phần tạo ra một môi trường xanh thân thiện với môi trường. Vì mục tiêu trên, em được Thầy: TS. …………….. hướng dẫn đề tài “Khai thác kỹ thuật hệ thống làm mát pin trên xe Vinfast VF e34’’. Đây là một đề tài vừa có thể nghiên cứu lí thuyết vừa có thể kiểm nghiệm lí thuyết nghiên cứu bằng ứng dụng thực tế nên rất thiết thực đối với sinh viên.

Mặc dù đã hết sức cố gắng, nhưng do kiến thức và thời gian có hạn, thiếu kinh nghiệm thực tế, đồ án thiết kế này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo : TS. …………….. cùng các thầy cô trong Bộ môn Ô Tô bằng thiện chí và nhiệt tình nghề nghiệp đã chỉ bảo và hướng dẫn em trong thời gian thiết kế đề tài.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                       Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                        Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                         ………………

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÀM MÁT PIN

1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống làm mát pin

1.1.1. Công dụng hệ thống làm mát pin

Năng lượng của ô tô điện được lưu giữ trong pin và truyền trực tiếp đến động cơ khi vận hành. Vì vậy, pin được xem là “linh hồn” của xe điện, là công nghệ mang giá trị cốt lõi của dòng xe xanh này.

Trong quá trình nghiên cứu, cải tiến pin, việc duy trì nhiệt độ làm việc lý tưởng trong khoảng từ 20 - 40 độ C luôn là mục tiêu hàng đầu của các nhà sản xuất.

Theo đó, nếu ở mức nhiệt dưới 0 độ C, các phản ứng hóa học của pin sẽ diễn ra chậm khiến cho công suất giảm đi, khả năng tăng tốc giảm, khả năng pin bị hư hỏng trong quá trình sạc cao hơn. 

1.1.2. Yêu cầu hệ thống làm mát pin

Hệ thống làm mát pin trên ô tô phải đáp ứng một số yêu cầu quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn. Sau đây là một số yêu cầu cơ bản của hệ thống làm mát pin trên ô tô:

Hiệu suất làm mát: Hệ thống cần có khả năng kiểm soát và duy trì nhiệt độ hoạt động của pin và các bộ phận liên quan ở mức độ an toàn và hiệu quả.

Tuân thủ nhiệt độ hoạt động: Hệ thống phải có khả năng duy trì nhiệt độ hoạt động của động cơ trong khoảng nhiệt độ được thiết kế để đảm bảo hiệu suất tối ưu và tuổi thọ.

1.1.3. Phân loại hệ thống làm mát pin

Hệ thống pin được coi như "trái tim" của xe điện, giúp cung cấp năng lượng cho hầu hết các bộ phận để vận hành chiếc. Do đó, việc bảo vệ và duy trì sự ổn định cho cụm pin được coi như một trong những vấn đề cấp thiết nhất cho các nhà sản xuất.

Hiện tại, pin xe điện hoạt động tốt nhất khi nhiệt độ lý tưởng trong khoảng từ 20 đến 40 độ C, nhưng điều này không dễ nếu không sử dụng các biên pháp làm mát cưỡng bức từ bên ngoài do quá trình vận hành xe sẽ khiến pin điện bị nóng lên theo thời gian, gây suy giảm tuổi thọ và nguy cơ cháy nổ.

1.1.3.1: Làm mát pin xe điện bằng vật liệu chuyển pha (PCM)

Vật liệu chuyển pha (PCM) là chất làm mát đặc biệt có thành phần gồm carbon hoặc muối hydrat. Khi pin xe điện tỏa lượng nhiệt lớn, vật liệu chuyển pha sẽ hấp thụ năng lượng nhiệt bằng cách thay đổi trạng thái từ rắn sang lỏng. Trong khi thay đổi pha, vật liệu có thể hấp thụ một lượng nhiệt lớn với ít thay đổi nhiệt độ.

1.1.3.2. Làm mát pin xe điện bằng cánh tản nhiệt

Làm mát bằng cánh tản nhiệt cũng là phương pháp được áp dụng trên các dòng xe điện. Cánh tản nhiệt làm tăng diện tích bề mặt để tăng tốc độ truyền nhiệt. Nhiệt được truyền từ bộ pin đến cánh tản nhiệt thông qua quá trình dẫn nhiệt và từ cánh tản nhiệt đến không khí thông qua đối lưu. Cánh tản nhiệt tạo ra lượng không khí lớn, trung hòa nhiệt độ do pin sinh ra khi vận hành.

1.1.3.5. Làm mát xe điện bằng chất lỏng – dung dịch làm mát chuyên dụng

- Làm mát bằng chất lỏng: chất làm mát dạng lỏng được luân chuyển tuần hoàn giữa bộ pin và bộ tản nhiệt thông qua bơm. Các tế bào pin không tiếp xúc trực tiếp với chất làm mát nhưng được liên kết với mạch chất làm mát thông qua vật liệu dẫn nhiệt tốt (ví dụ: nhôm). Để tăng hiệu quả làm lạnh, có thể sử dụng kết hợp với quạt làm mát. Tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh và yêu cầu hệ thống điện, bộ tản nhiệt có thể là dạng đơn giản hoặc tích hợp vào chu trình chất làm lạnh.

Để tăng hiệu quả làm mát và tạo ra mức nhiệt đồng đều giữa các tế bào pin, các ống dẫn nhiệt được bố trí không chỉ xen giữa các mô-đun mà còn tiếp xúc trực tiếp với từng tế bào

- Ưu điểm: Có công suất cao hơn đáng kể và nhiệt dung cao, cho phép thiết kế rất nhỏ gọn. Mức công suất và khả năng kiểm soát nhiệt tốt cũng đáp ứng cho sạc nhanh hoặc sử dụng trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt.

- Nhược điểm: Có bố trí phức tạp hơn dẫn đến khối lượng hệ thống cao hơn. Do có thêm các thành phần và đường ống, những hệ thống đó cũng có thể dễ xảy ra lỗi và tốn nhiều chi phí bảo dưỡng hơn so với hệ thống làm mát bằng không khí thông thường. Một lưu ý nữa là nguy cơ rò rỉ, đặc biệt là trong trường hợp xảy ra tai nạn.

1.2. Kết cấu chung của hệ thống

Hệ thống làm mát trên ô tô điện thường có một cấu trúc tương tự như hệ thống trên động cơ đốt trong, tuy nhiên có một số điểm khác biệt đáng chú ý. Sau đây là một cấu trúc chung của hệ thống làm mát trên ô tô điện:

1. Bình chứa nước làm mát (Coolant Reservoir): Tương tự như trên các ô tô động cơ đốt trong, bình chứa nước làm mát dùng để chứa nước làm mát dư thừa và cung cấp cho hệ thống khi cần thiết.

2. Bơm nước (Water Pump): Bơm nước thường vẫn được sử dụng trong hệ thống làm mát của ô tô điện để đẩy nước làm mát qua các thành phần quan trọng như motor điện, điện trở, hoặc inverter.

4. Bộ làm mát pin (Better Cooler): Bộ làm mát pin trên xe Vinfast VF e34 thường được tích hợp vào hệ thống điều hòa của xe. Nó cho mỗi chất làm mát của điều hòa đi qua và từ đó nước làm mátđi qua bộ làm mát pin sẽ được làm mát tức thì.

6. Ống dẫn nước (Coolant Hoses): Các ống dẫn nước vẫn được sử dụng để dẫn coolant từ bình chứa đến các thành phần khác trong hệ thống và trở lại.

8. Các cảm biến nhiệt độ và van điều khiển (Temperature Sensors and Control Valves): Các cảm biến nhiệt độ và van điều khiển được sử dụng để giám sát và kiểm soát nhiệt độ của coolant, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và an toàn.

1.3. Mục tiêu, phương pháp và nội dung nghiên cứu

1.3.1. Mục đích

Trong quá trình nghiên cứu, cải tiến pin, việc duy trì nhiệt độ làm việc lý tưởng trong khoảng từ 20 - 40 độ C luôn là mục tiêu hàng đầu của các nhà sản xuất.

Theo đó, nếu ở mức nhiệt dưới 0 độ C, các phản ứng hóa học của pin sẽ diễn ra chậm khiến cho công suất giảm đi, xe không thể tăng tốc, khả năng pin bị hư hỏng trong quá trình sạc cao hơn. 

1.3.3. Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu về hệ thống làm mát trên ô tô điện là một lĩnh vực quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất và an toàn của xe điện. Dưới đây là một số nội dung cụ thể mà một nghiên cứu về hệ thống làm mát trên ô tô điện có thể tập trung vào:

1. Hiệu suất làm mát của pin và hệ thống điện: Một phần quan trọng của xe điện là việc làm mát cho pin điện và hệ thống điện. Nghiên cứu có thể tập trung vào việc phát triển hệ thống làm mát hiệu quả để duy trì nhiệt độ lý tưởng cho pin và các thành phần điện tử khác trong xe, từ đó tăng tuổi thọ và hiệu suất của hệ thống.

2. Tối ưu hóa hệ thống làm mát cho động cơ và điều khiển công suất: Hệ thống làm mát cũng quan trọng đối với động cơ và các thành phần điện khác trong xe điện. Nghiên cứu có thể tập trung vào tối ưu hóa cấu trúc và hoạt động của hệ thống làm mát để đảm bảo rằng động cơ luôn hoạt động ở nhiệt độ lý tưởng và đạt hiệu suất cao nhất.

3. Tương tác giữa hệ thống làm mát và hệ thống lái xe tự động: Xe điện thường được trang bị các tính năng lái tự động. Nghiên cứu có thể tập trung vào cách hệ thống làm mát có thể tương tác với các hệ thống lái tự động để tối ưu hóa hiệu suất và an toàn của cả hai hệ thống.

4. Tiêu chuẩn và quy định về hệ thống làm mát trên xe điện: Nghiên cứu có thể điều tra về các tiêu chuẩn và quy định liên quan đến hệ thống làm mát trên ô tô điện, bao gồm cả tiêu chuẩn an toàn và tiêu chuẩn về hiệu suất, để đảm bảo rằng hệ thống làm mát được thiết kế và vận hành một cách an toàn và hiệu quả.

5. Phát triển công nghệ mới cho hệ thống làm mát: Nghiên cứu có thể tập trung vào việc phát triển công nghệ mới cho hệ thống làm mát trên ô tô điện, bao gồm cả vật liệu mới, cải tiến trong thiết kế và điều khiển, và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để tăng hiệu suất và giảm tiêu thụ năng lượng.

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ KIỂM NHIỆM HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN XE VINFAST VF e34

2.1. Giới thiệu về xe VINFAST VF e34

2.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của VINFAST VF e34

2.1.1.1. VINFAST Vfe34: Một Bước Tiến Mới Trong Sự Đổi Mới Của VINFAST

VINFAST Vfe34 đánh dấu một bước tiến quan trọng trong sự đổi mới của VINFAST, thể hiện cam kết của công ty đối với việc phát triển và sản xuất ô tô điện tại Việt Nam. Dòng xe này không chỉ là một biểu tượng của sự chuyển đổi sang năng lượng sạch mà còn thể hiện sự tiên phong và sáng tạo trong ngành công nghiệp ô tô.

2.1.1.3. Mục Tiêu Mở Rộng Thị Trường Và Tăng Cường Sự Nhận Thức Về Xe Điện

VINFAST Vfe34 không chỉ nhắm đến thị trường nội địa mà còn hướng tới thị trường quốc tế. Sự xuất hiện của dòng xe này trên các thị trường quốc tế không chỉ giúp mở rộng phạm vi hoạt động của VINFAST mà còn tăng cường nhận thức của người tiêu dùng về lợi ích và tiềm năng của việc sử dụng ô tô điện. Bằng việc tập trung vào hiệu suất, tính năng và giá trị khách hàng, VINFAST Vfe34 dự kiến sẽ thu hút một lượng lớn người tiêu dùng từ nhiều quốc gia trên thế giới, từ các thị trường phát triển đến các thị trường mới nổi. 

2.1.2. Thông số kỹ thuật xe Vinfast VF e34

VinFast VF e34 là mẫu ô tô điện đầu tiên của người Việt ngay từ khi ra mắt đã thu hút sự quan tâm của nhiều khách hàng. Xe điện VF e34 à loại xe đô thị được xếp vào phân khúc SUV/crossover hạng C. Kích thước của model này được đánh giá là phù hợp để di chuyển linh hoạt trong điều kiện giao thông ở các thành phố đông đúc.

Động cơ ô tô điện VinFast VF e34 có công suất tối đa 110kW và mô-men xoắn cực đại 242 Nm. Xe sở hữu hệ dẫn động cầu trước (FWD).

2.1.2.1. Thông số kích thước VF e34

Bảng kích thước VF e34 như bảng 2.1.

2.1.2.2. Thông số pin và động cơ VF e34

Động cơ ô tô điện VinFast VF e34 có công suất tối đa 110kW và mô-men xoắn cực đại 242 Nm. Xe sở hữu hệ dẫn động cầu trước (FWD).

2.1.2.4. Thông số thiết kế VF e34 về ngoại thất

Thông số xe điện VinFast VF e34 với thiết kế ngoại thất hiện đại, cụ thể như sau:

- Bộ đèn pha LED điều khiển tự động

- Đèn chiếu sáng ban ngày/Đèn hậu LED

- Đèn trên cao phía sau

- Gương chiếu hậu: chỉnh điện, gập điện, báo rẽ

2.1.2.5. Thông số thiết kế VF e34 về nội thất

Số chỗ ngồi: Xe ô tô điện VinFast VF e34 có 5 chỗ với ghế bọc da hoặc vinyl. Ghế lái và ghế phụ đều có khả năng điều chỉnh cơ 6 hướng. Hàng ghế sau có thể gấp 60:40. Vô lăng xe bọc da, tích hợp các chức năng điều khiển.

Hệ thống điều hoà: Hệ thống điều hòa trên VF e34 có chức khá đặc biệt là kiểm soát chất lượng không khí và lọc không khí trong cabin để loại bỏ bụi mịn. Điều hòa tự động có cửa gió ở hàng ghế thứ hai.

2.1.2.6. Thông số hệ thống an toàn trên xe VF e34

Một số tính năng an toàn khác bao gồm:

- Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)

- Hệ thống cân bằng điện tử (ESC)

- Hỗ trợ phanh khẩn cấp (BA)

- Chức năng phân phối lực phanh điện tử (EBD)

2.1.3. Hệ thống năng lượng

2.1.3.1. Pin 12V

Pin 12 volt được đặt dưới mui xe ở phía bên tay phải. Nó được đặt bên cạnh bộ lọc và được cố định bằng dây đeo và hai đai ốc.

Mục đích của bình acquy 12V là cung cấp nguồn năng lượng cho hệ thống điện 12V khi hệ thống HV không hoạt động. Trong trường hợp hệ thống HV hoặc bộ chuyển đổi DC-DC bị hỏng, nó hoạt động như một nguồn dự trữ năng lượng cho toàn bộ hệ thống 12V, nhưng quan trọng nhất là đối với các hệ thống an toàn và điều khiển phương tiện quan trọng.

2.1.3.2. Pin HV

Loại pin cụ thể mà VinFast Vfe 34 sử dụng có thể thay đổi theo từng phiên bản và thời điểm sản xuất. VinFast ban đầu đã sử dụng cell pin được cung cấp bởi Samsung và tự sản xuất pack pin trong những lô xuất xưởng đầu tiên. Tuy nhiên, đối với phiên bản 2023 của VinFast VF8, dòng xe này đã được nâng cấp loại pin sử dụng.

Nhờ vào sự cải tiến về pin, VinFast Vfe 34 không chỉ đảm bảo khả năng vận hành liên tục mà còn giúp kéo dài tuổi thọ cho pin, tạo nên trải nghiệm lái xe điện tốt hơn cho người dùng

2.1.3.4. Hệ thống sạc

Một số lưu ý trước khi thực hiện quá trình sạc

- Nếu cả pin 12 vôn và Pin HV đều xả hết, trước tiên phải sạc pin 12 vôn để có thể mở cửa cổng sạc.

- Pin HV chỉ có thể được sạc nếu nhiệt độ của nó nằm trong phạm vi xác định trước. Nếu nhiệt độ Pin vượt ra ngoài phạm vi hoạt động bình thường, dòng điện sạc có thể bị giảm hoặc quá trình sạc có thể bị ức chế hoàn toàn cho đến khi nhiệt độ trở lại bình thường.

- Xe phải được kết nối với thiết bị sạc bất cứ khi nào nó không được sử dụng. Điều này đảm bảo rằng ắc quy của xe luôn được sạc đầy và xe đã sẵn sàng để sử dụng.

1. Thông báo trạng thái sạc

2. Để điều chỉnh giới hạn sạc

3. Dòng điện tự động đặt thành dòng điện tối đa có sẵn từ cáp sạc kèm theo, trừ khi đó là trước đó giảm xuống mức thấp hơn. Nếu như cần thiết, chạm - hoặc + để thay đổi hiện tại (ví dụ: bạn có thể muốn giảm hiện tại nếu bạn lo lắng về quá tải một mạch dây trong nước được chia sẻ bởi các thiết bị khác). 

5. Mức năng lượng.

6. Tốc độ sạc mỗi giờ, mức tăng ước tính trong khoảng cách lái xe (hoặc năng lượng) đạt được cho đến nay trong phiên tính phí này, hiện tại được cung cấp/có sẵn từ kết nối nguồn điện và điện áp được cung cấp bởi cáp sạc.

2.1.3.6. Mức tiêu thụ năng lượng

Mức tiêu thụ năng lượng của Vfe 34 có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

- Mô hình và phiên bản: Các phiên bản và cấu hình khác nhau của Vfe34 có khả năng tiêu thụ năng lượng khác nhau. Phiên bản Long Range có thể có mức tiêu thụ thấp hơn so với phiên bản Performance, do khác biệt về hiệu suất và công nghệ.

- Điều kiện lái xe: Các yếu tố như tốc độ, điều kiện đường, độ cao và thời tiết có thể ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng của xe. Chạy với tốc độ cao, đi qua địa hình dốc, hoặc trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt có thể làm tăng mức tiêu thụ năng lượng.

2.2. Phân tích kết cấu của hệ thống

2.2.1. Tổng quan hệ thống làm mát trên xe

Hệ thống làm mát trên VinFast VF e34 được thiết kế để duy trì nhiệt độ lý tưởng của cả động cơ điện và pin lithium-ion trong các điều kiện vận hành khác nhau. Dưới đây là một cái nhìn tổng quan về cấu trúc và các thành phần chính của hệ thống làm mát trên xe VinFast VF e34:

1. Bộ làm mát cho động cơ điện: Động cơ điện trên VinFast VF e34 cần được làm mát để duy trì hiệu suất và độ bền. Hệ thống làm mát này thường bao gồm một bộ tản nhiệt chất lỏng và một quạt làm mát để điều chỉnh nhiệt độ của động cơ.

2. Bộ làm mát cho hệ thống điện và điện tử: Hệ thống điện và điện tử trên xe cũng cần được làm mát để đảm bảo hoạt động ổn định. Nó bao gồm một bộ làm mát chất lỏng hoặc khí để làm mát các bộ phận điện tử như bộ điều khiển và hệ thống điện.

5. Quản lý và điều khiển: Hệ thống quản lý và điều khiển tự động của VinFast VF e34 giám sát và điều chỉnh nhiệt độ của các thành phần khác nhau trong hệ thống làm mát để đảm bảo hiệu suất và an toàn. Các cảm biến nhiệt độ và bộ điều khiển được sử dụng để điều chỉnh hoạt động của hệ thống.

2.2.2. Kết cấu và nguyên lý hệ thống làm mát động cơ điện trên VinFast VF e34

2.2.2.1. Kết cấu của hệ thống

Hệ thống làm mát cho động cơ điện trên VinFast VF e34 được trang bị là hệ thống làm mát bằng chất lỏng. Hệ thống làm mát động cơ điện của nó bao gồm các bộ phận chính sau:

1. Bộ tản nhiệt chất lỏng (Radiator): Bộ tản nhiệt chất lỏng được sử dụng để tản nhiệt cho chất lỏng làm mát, giúp hấp thụ nhiệt độ từ động cơ điện và chuyển đổi nó thành không khí bên ngoài. Bộ tản nhiệt thường được đặt trước hoặc sau xe và có thể có một hoặc nhiều lá tản nhiệt để tăng diện tích tiếp xúc với không khí.

2. Bơm làm mát (Coolant Pump): Bơm làm mát được sử dụng để lưu thông chất lỏng làm mát qua động cơ điện và các thành phần khác của hệ thống. Điều này giúp duy trì nhiệt độ ổn định và đồng đều trên toàn bộ động cơ.

5. Bộ van và ống dẫn (Valves and Hoses): Bộ van và ống dẫn được sử dụng để điều khiển dòng chảy của chất lỏng làm mát và định hình hệ thống làm mát cho động cơ điện.

Hệ thống làm mát động cơ điện trên VinFast VF e34 được thiết kế để duy trì nhiệt độ ổn định và an toàn của động cơ trong mọi điều kiện vận hành, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ của xe.

2.2.2.2: Nguyên lý làm việc của hệ thống

Hệ thống làm mát trên động cơ điện của xe Vinfast VF e34 hoạt động dựa trên nguyên lý của một hệ thống làm mát chất lỏng thông thường. Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống làm mát trên động cơ điện của xe Vinfast VF e34:

1. Thu thập nhiệt độ: Động cơ điện hoạt động trong quá trình chuyển đổi năng lượng điện thành công suất cơ học. Trong quá trình này, nhiệt độ của động cơ có thể tăng lên đáng kể.

2. Truyền nhiệt độ: Chất lỏng làm mát, thường là một dung dịch gốc nước và chất làm lạnh, được bơm từ bồn chứa chất lỏng đến các phần khác nhau của động cơ điện, bao gồm cả cuộn dây, cánh quạt, và các bộ phận khác cần được làm mát.

2.2.3. Các phương pháp làm mát pin ô tô điện

Pin ô tô điện có thể bị nóng lên và xảy ra hiện tượng quá nhiệt, nhưng chúng sẽ không quá nóng như các động cơ đốt trong. Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này có thể đến từ thói quen lái xe, thói quen sạc pin, vật liệu được sử dụng trong quá trình sản xuất hay tuổi thọ của ô tô. Sạc pin quá nhiều lần trong ngày, xe điện cũ và không được bảo dưỡng đúng cách cũng sẽ khiến hiện tượng này sẽ xảy ra thường xuyên hơn. Ngoài ra, nguyên nhân pin ô tô điện bị quá nhiệt còn đến từ điều kiện thời tiết.

2.2.4. Hệ thống làm mát pin Lithium-ion trên Vinfast VF e34

Hệ thống làm mát cho pin lithium-ion trên xe Vinfast VF e34 được thiết kế để duy trì nhiệt độ lý tưởng của pin trong mọi điều kiện vận hành, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ của pin.

Là xe thuần điện (BEV), VF e34 được trang bị hệ thống tản nhiệt bằng chất lỏng. Hệ thống quản lý các mức nhiệt độ cho các thành phần sau:

- Pin HV và POD

- Động cơ điện

- Khoang hành khách

Hệ thống làm mát bao gồm 3 vòng tuần hoàn

- Vòng tuần hoàn nước làm mát động cơ điện

- Vòng tuần hoàn nước làm mát pin HV và POD (bộ 3 trong 1)

2.2.4.1.Tổng quan về cấu trúc hệ thống

Tổng quan về cấu trúc và các thành phần chính của hệ thống làm mát pin lithium-ion trên xe Vinfast VF e34:

1. Bộ tản nhiệt chất lỏng (Liquid Cooling System): Hệ thống làm mát pin lithium-ion trên xe Vinfast VF e34 thường sử dụng bộ tản nhiệt chất lỏng. Các ống dẫn chất lỏng được tích hợp vào cấu trúc của pin, hoặc ở gần các cụm pin. 

2. Bơm làm mát (Coolant Pump): Bơm làm mát được sử dụng để lưu thông chất lỏng làm mát qua các ống dẫn và bộ tản nhiệt. Điều này giúp đảm bảo rằng chất lỏng làm mát luôn chuyển động và hấp thụ nhiệt độ từ pin lithium-ion.

4. Quạt làm mát (Cooling Fan): Trong một số tình huống, như khi nhiệt độ môi trường cao, quạt làm mát có thể được kích hoạt để cung cấp luồng không khí lạnh vào bộ tản nhiệt, giúp tản nhiệt chất lỏng nhanh chóng và hiệu quả.

5. Van điện từ và van tiết lưu (Electromagnetic Valve):

- Van tiết lưu nhiệt là thiết bị tiết lưu của máy lạnh và điều hòa không khí. Nó kiểm soát lượng chất lỏng làm lạnh chảy vào thiết bị bay hơi của hệ thống.

- Van điện từ là một van ngắt, để ngăn dòng chảy của chất làm lạnh.

2.2.4.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống

Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát pin lithium-ion trên xe Vinfast VF e34 tương tự như các hệ thống làm mát pin lithium-ion trên các xe điện khác. Phân tích về nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống này:

1. Thu thập nhiệt độ: Pin lithium-ion trong xe Vinfast VF e34 sản sinh nhiệt khi hoạt động do quá trình sạc và xả. Nhiệt độ của pin tăng lên khi dòng điện lớn được truyền qua chúng.

2. Truyền nhiệt độ: Chất lỏng làm mát (thường là nước hoặc dung dịch gốc nước) được sử dụng để truyền nhiệt độ từ pin lithium-ion. Chất lỏng này thông thường được bơm qua các ống dẫn hoặc kênh tản nhiệt tiếp xúc trực tiếp với pin.

4. Hệ thống bơm và van điều khiển: Hệ thống bơm chất lỏng và van điều khiển được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng chất lỏng làm mát qua pin lithium-ion. Các van này có thể được điều chỉnh để tăng hoặc giảm lưu lượng chất lỏng tùy thuộc vào nhu cầu làm mát.

5. Quản lý nhiệt độ tự động: Hệ thống quản lý và điều khiển tự động của xe Vinfast VF e34 giám sát và điều chỉnh nhiệt độ của chất lỏng làm mát cho pin lithium-ion. Nếu nhiệt độ của pin cao hơn mức an toàn, hệ thống sẽ điều chỉnh tốc độ bơm và hoạt động của quạt làm mát để làm mát pin và duy trì nhiệt độ ổn định.

2.3. Tính toán một số chế độ thông số làm cơ sở để thay thế các chi tiết hệ thống làm mát pin VF e34

2.3.1. Xác định lượng nhiệt từ pin truyền cho nước làm mát

Nhiệt độ từ pin truyền cho nước làm mát có thể coi gần bằng số nhiệt lượng đưa qua bộ tản nhiệt truyền vào không khí, lượng nhiệt truyền cho hệ thống làm mát chiếm khoảng 15 30 tổng số nhiệt lượng do nhiên liệu toả ra. Nhiệt lượng Q_lm có thể tính theo công thức kinh nghiệm sau đây:

Q_lm = q’_lm N_e,   (J/s) ;                                                                     (2-1)

Êtylen glucon C_n = 2093J/kgđộ (0,5kcal/kg. độ).

t_n: Hiệu nhiệt độ nước vào và ra bộ tản nhiệt:   t_n = 5 10⁰C.

Tính toán hệ thống làm mát thường tính ở chế độ công suất cực đại.

2.3.2. Tính toán két nước

Bao gồm việc xác định bề mặt tản nhiệt để truyền nhiệt từ nước ra môi trường không khí xung quanh.

Xác định kích thước của mặt tản nhiệt trên cơ sở lý thuyết truyền nhiệt.

Truyền nhiệt trong bộ tản nhiệt chủ yếu là đối lưu. Két nước tản nhiệt của VF e34 có một mặt tiếp xúc với nước nóng và mặt kia tiếp xúc với không khí.

- Từ nước đến mặt thành ống bên trong:

Q_lm = a₁ F₁ (t_n - t_d1),   J/s;                                  (2-3)

- Qua thành ống:

Q_tm = l.F₁ (t_d1- t_d2)/d   J/s;                                   (2-4)

- Từ mặt ngoài của thành ống đến không khí:

Q_lm= a₂ F₂ (t_d2 - t_kk),  J/s;                                    (2-5)

Tỷ số F₂/F₁= w gọi là hệ số diện tích, đối với loại két dùng ống nước dẹp có thể chọn w = 3.6

Hệ số l của đồng lá l = 83,9 ¸ 126 (W/m.độ) của hợp kim nhôm 104,8 ¸ 198 (W/m.độ) còn của thép không gỉ 9,3 ¸ 18,6 (W/m.độ).

Hệ số a₂ phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ của không khí w_kk.

Khi thay đổi w_kk từ 5 ÷ 60 m/s thì hệ số a₂ thay đổi đồng biến từ 40,6 ¸ 303 (W/m².độ).

Dung tích của hệ thống làm mát bằng chất lỏng ứng với một đơn vị công suất (V_lm/N_e) thường trong khoảng:

Động cơ ô tô du lịch: 0,163.10^-3 ÷ 0,354.10^-3m³/kW (0,12÷0,26 l/mã lực).

Động cơ ô tô tải  : 0,272.10^-3÷0,816.10^-3 m³/kW (0,20 ÷ 0,60 l/mã lực).

Động cơ máy kéo  : 0,816.10^-3 ÷ 2,04.10^-3m³/kW  (0,6÷1,5 l/mã lực ).

2.3.3. Tính quạt gió

Lượng không khí, áp suất động do quạt tạo ra và công suất tổn thất cho quạt phụ thuộc vào số vòng quay của trục quạt: lượng không khí tỷ lệ bậc nhất, áp suất tỷ lệ bậc hai và công suất tỷ lệ bậc ba với số vòng quay.

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÀM MÁT XE VINFAST VF e34

3.1. Các dạng hư hỏng

Mặc dù xe Vinfast VF e34 thường được thiết kế và sản xuất với chất lượng cao, nhưng như bất kỳ hệ thống phức tạp nào khác, hệ thống làm mát trên xe cũng có thể gặp phải một số vấn đề hoặc lỗi hư hỏng. Sau đây là một số lỗi phổ biến có thể xảy ra trong hệ thống làm mát trên xe Vinfast VF e34:

1. Rò rỉ nước làm mát: Một trong những vấn đề phổ biến nhất trong hệ thống làm mát là rò rỉ nước làm mát, gây mất chất làm lạnh và giảm hiệu suất làm mát của hệ thống. Rò rỉ có thể xuất phát từ các ống dẫn, bộ kẹp hoặc các phần kín khác của hệ thống.

3. Lớp cặn và cặn trong hệ thống: Lớp cặn và cặn có thể tích tụ trong hệ thống làm mát sau một thời gian sử dụng, gây tắc nghẽn và hạn chế sự lưu thông của chất làm lạnh. Điều này có thể dẫn đến tăng nhiệt độ của hệ thống và giảm hiệu suất làm mát.

5. Két nước bị nghẹt: Két nước được cấu tạo từ những đường ống nhỏ hẹp và qua quá trình sử dụng lâu ngày các cặn gỉ sẽ tích lũy làm nghẹt dòng. Khi đó dòng nước sẽ không được thông suất trong két làm mát khiến nước không giải nhiệt được tốt, tăng áp lực trên các dòng và dễ gây rò rỉ. 

7. Van điện từ hỏng: Van điện từ trong hệ thống làm mát có thể bị hỏng hoặc kẹt, làm giảm khả năng kiểm soát của hệ thống và dẫn đến sự cố như quá nhiệt hoặc rò rỉ.

9. Hỏng quạt làm mát: Quạt giải nhiệt sử dụng lâu ngày, chịu tác động của nhiệt độ cao nên lớp keo cách điện sẽ chảy và làm motor quạt bị hư, cánh quạt bằng nhựa cũng có thể giòn và bị gãy, vỡ làm quạt không đồng tâm và không sử dụng được. Khi quạt bị hư ta nên thay thế quạt giải nhiệt mới phù hợp.

3.2. Chẩn đoán

Quy trình chẩn đoán hệ thống làm mát trên xe Vinfast VF e34 thường bao gồm các bước sau:

1. Kiểm tra nhiệt độ: Sử dụng bảng điều khiển trên bảng đồng hồ hoặc hệ thống thông tin giải trí của xe để kiểm tra nhiệt độ của động cơ và pin lithium-ion. Nếu nhiệt độ cao hơn mức bình thường, có thể là dấu hiệu của vấn đề trong hệ thống làm mát.

3. Kiểm tra rò rỉ: Kiểm tra từng phần của hệ thống làm mát, bao gồm ống dẫn, bộ kẹp và các phần kín khác, để tìm ra dấu hiệu của rò rỉ chất làm mát. Rò rỉ có thể dẫn đến giảm hiệu suất và tiềm ẩn nguy cơ hỏng hóc nghiêm trọng.

5. Kiểm tra lớp cặn và cặn trong hệ thống: Nếu cần, thực hiện rửa hoặc xả lớp cặn và cặn từ hệ thống làm mát để đảm bảo sự lưu thông chất làm lạnh được mượt mà và hiệu suất làm mát tối ưu.

9. Kiểm tra hệ thống điện tử và kết nối: Kiểm tra hệ thống điện tử và các kết nối để đảm bảo rằng không có vấn đề nào về điện tử gây ra sự cố trong hệ thống làm mát.

10. Kiểm tra tổng quan hệ thống làm mát bằng mát chẩn đoán thông qua trang Health Check.

3.3. Bảo dưỡng và sửa chữa

3.3.1. Quy trình tổng quan bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống làm mát

Quy trình tổng quan cho việc bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống làm mát trên xe Vinfast VF e34:

1. Kiểm tra mức chất làm lạnh: Đảm bảo kiểm tra mức chất làm lạnh trong bồn chứa chất làm lạnh của hệ thống làm mát. Nếu mức chất làm lạnh thấp hơn mức yêu cầu, cần bổ sung chất làm lạnh mới.

2. Kiểm tra và làm sạch bộ tản nhiệt: Kiểm tra bộ tản nhiệt chất lỏng để đảm bảo không có bất kỳ cặn hoặc bụi bẩn nào gây cản trở lưu thông của chất làm lạnh. Nếu cần, làm sạch bộ tản nhiệt để tăng hiệu suất làm mát.

6. Kiểm tra và sửa chữa rò rỉ hoặc hỏng hóc: Nếu phát hiện bất kỳ rò rỉ hoặc hỏng hóc nào trong hệ thống làm mát, thực hiện các biện pháp sửa chữa cần thiết như thay thế phần hỏng hoặc vá lại bất kỳ rò rỉ nào.

7. Kiểm tra hệ thống điện và kết nối: Kiểm tra hệ thống điện và các kết nối để đảm bảo không có vấn đề nào về điện tử gây ra sự cố trong hệ thống làm mát.

8. Thực hiện kiểm tra và thử nghiệm: Sau khi hoàn thành các bước bảo dưỡng và sửa chữa, thực hiện các kiểm tra và thử nghiệm để đảm bảo hệ thống làm mát hoạt động đúng cách và nhiệt độ được duy trì ổn định.

3.3.2. Thay nước làm mát cho hệ thống làm mát pin

3.3.2.1. Xác định vị trí bình nước làm mát

Xác định vị trí bình nước làm mát như hình 3.13 và 2.14.

3.3.2.2.Đổ nước làm mát và xả air

* Bước 1: Đảm bảo hệ thống thiết bị điện và két nước nhiệt độ đủ thấp không gây ảnh hưởng đến thao tác công việc.

* Bước 2: Tháo nắp bình nước phụ.

* Bước 6: Nới nút nước làm mát (A) và xả nước làm mát.

* Bước 10: Trong quá trình kích hoạt bơm điện và tuần hoàn nước trong các hệ thống, tiến hành bổ sung nước vào bình nước phụ

Chú ý: Khi bơm hoạt động không có nước làm mát, việc này sẽ dẫn đến hư hỏng cho bơm vì ma sát sinh ra nhiệt tại ổ bi

* Bước 11: Khi tiếng kêu do hoạt động của bơm điện nhỏ và không có bọt khí xuất hiện trong bình nước phụ. Quá trình xả air hoàn thành.

* Bước 14: Lắp lại tấm chắn gầm.

KẾT LUẬN

Trong quá trình nghiên cứu hệ thống làm mát trên xe Vinfast VF e34, chúng ta đã thấy rằng hệ thống này chơi một vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất hoạt động và tuổi thọ của các bộ phận quan trọng của xe, như động cơ điện và pin lithium-ion. Hệ thống làm mát là yếu tố không thể thiếu: Hệ thống làm mát không chỉ đảm bảo rằng các bộ phận quan trọng của xe, như động cơ điện và pin lithium-ion, được duy trì ở nhiệt độ lý tưởng, mà còn giúp tăng hiệu suất và tuổi thọ của chúng. Quy trình làm mát hiệu quả: Hệ thống làm mát trên xe Vinfast VF e34 được thiết kế để hoạt động một cách hiệu quả và tự động điều chỉnh để đảm bảo rằng nhiệt độ hoạt động được duy trì ổn định trong mọi điều kiện. Kiểm soát và bảo dưỡng định kỳ là quan trọng: Việc thực hiện kiểm tra định kỳ và bảo dưỡng hệ thống làm mát là rất quan trọng để phát hiện sớm và ngăn chặn các vấn đề có thể phát sinh, từ đó đảm bảo hiệu suất và an toàn của xe. Công nghệ tiên tiến: Tesla luôn sử dụng công nghệ tiên tiến và các phương pháp hiện đại trong việc phát triển và cải tiến hệ thống làm mát của xe, giúp nâng cao hiệu suất và hiệu quả của chúng. Cần sự chuyên môn và kỹ thuật: Để hiểu và duy trì hệ thống làm mát trên xe Vinfast VF e34, cần sự hiểu biết sâu rộng về cơ cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống, cũng như kỹ năng sửa chữa và bảo dưỡng.

Tổng quan lại, nghiên cứu về hệ thống làm mát trên xe Vinfast VF e34 đã cung cấp cái nhìn rõ ràng và chi tiết về vai trò, hoạt động và quản lý của hệ thống này trong việc duy trì hoạt động ổn định và an toàn của xe điện.

Do thời gian và lượng kiến thức có hạn nên đề tài không thể tránh khỏ thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp giúp đỡ từ các thầy cô trong Bộ Môn Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô. Qua đây em cũng xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy: TS……………… đã hướng dẫn cũng như giúp đỡ trong quá trình làm đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Model S Owner's Manual (tesla.com)

[2]. GS.TS Nguyễn Tất Tiến, Nguyên lý động cơ đốt trong, Nhà xuất bản Giáo dục - 2000.

[3]. Tài liệu đào tạo kỹ thuật viên của hãng TOYOTA – TEAM21

TS. Hoàng Đình Long - Giáo trình kỹ thuật sửa chữa ô tô - Nhà xuất bản Giáo dục.

[4]. PGS.TS Nguyễn Khắc Trai - Kỹ thuật chuẩn đoán ô tô - Nhà xuất bản Giao thông vận tải.

[5]. PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, 2009, Giáo trình Kết cấu Ô tô, Nhà xuất bản Bách Khoa – Hà Nội.

[6]. Tài liệu đào tạo “HỆ THỐNG LÀM MÁT VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN VF6”, VINFAST – Tháng 12/2023

[7]. Tài liệu đào tạo “Khóa đào tạo Xe điện cơ bản”, Bộ phận dịch vụ HUYNDAI Thành Công - Tháng 3/2023

[8]. Tài liệu “Kiến thức sản phẩm VF e34”, VINFAST - Tháng 05/2022

[9]. Tài liệu đào tạo “Hệ thống pin và sạc”, VINFAST - Tháng 02/2022

[10]. “Hệ thống làm mát: Hệ thống làm mát pin xe điện và phân loại”, VINFAST, https://vinfast.vn/thu-vien/nganh-xe-o-to-kien-thuc-san-pham-o-to/he-thong-lam-mat-he-thong-lam-mat-pin-o-to-dien-va-phan-loai/

[11]. “Thông số kỹ thuật VF e34”, VINFAST, 

https://vinfastauto.com/vn_vi/thong-so-ky-thuat-o-dien-vinfast-vf-e34-chi-tiet-nhat

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"