Nghiên cứu phân tích các đặc tính kỹ thuật, an toàn vận hành và bảo trì ô tô điện (EV) ở Việt Nam
Để xử lý vấn đề ô nhiễm môi trường, hàng loạt biện pháp đã được tiến hành như sử dụng các nguồn năng lượng, nguyên nhiên liệu sạch, các công nghệ xử lý chất thải, cách đối phó có tính nguyên tắc với các thiết bị, động cơ mà trong quá trình làm việc đã trở thành nguồn gây ô nhiễm môi trường sống của trái đất. Ô tô sử dụng năng lượng ắc quy, động cơ điện là một trong số công nghệ đang được ưu tiên nghiên cứu và phát triển hiện nay ở các nước châu Âu và nước Mỹ. Các ưu điểm cơ bản của ô tô sử dụng năng lượng điện là tiết kiệm năng lượng và không gây tiếng ồn cũng như không làm ô nhiễm môi trường.
Kết cấu và vận hành ô tô điện có nhiều đặc điểm khác so với kết cấu và vận hành ô tô truyền thống sử dụng động cơ đốt trong, đặc biệt là ở nguồn cấp năng lượng và hệ thống truyền lực của xe. Thêm nữa, trên đường giao thông cần bố trí các trạm nạp điện bổ sung cho ắc quy của xe (thay cho các trạm xăng truyền thống). Với việc phát triển phương tiện giao thông xe điện, các quy định an toàn, kỹ thuật vận hành xe và cho các trạm nạp điện ắc quy cũng cần được nghiên cứu đầy đủ.
Ở Việt Nam, cho tới nay, chưa có tiêu chuẩn ban hành cho phép sử dụng loại ô tô điện tham gia giao thông. Vì vậy việc nghiên cứu phân tích các đặc tính kỹ thuật, an toàn vận hành và bảo trì xe ô tô điện làm cơ sơ cho xây dựng hệ thống tiêu chuẩn quy định đảm bảo cho xe điện được tham gia giao thông ở Việt Nam có ý nghĩa thực tiễn và thiết thực.
Xuất phát từ thực tiễn trên, ThS. Đông Anh Nam cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Cao đẳng GTVT Trung ương I thực hiện đề tài “Nghiên cứu phân tích các đặc tính kỹ thuật, an toàn vận hành và bảo trì ô tô điện (EV) ở Việt Nam” với mục tiêu: Phân tích cấu hình của ô tô điện nói chung và các đặc điểm của cấu hình xe du lịch, xe bus, xe tải dùng năng lượng điện; Phân tích so sánh các đặc tính động lực học của xe điện so với các ô tô dùng năng lượng từ động cơ đốt trong thông thường; Phân tích đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động, công tác bảo trì kỹ thuật của các cụm chi tiết trong hệ thống cung cấp năng lượng, hệ thống truyền động và hệ thống điều khiển của ô tô điện; Phân tích các yêu cầu đảm bảo cho an toàn vận hành của ô tô điện.
Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:
1. Phân tích ưu điểm của sử dụng năng lượng điện làm nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ dùng cho ô tô: các ưu điểm này bao gồm cả về mặt kỹ thuật cũng như về bảo vệ môi trường, ý nghĩa xã hội. Năng lượng điện là năng lượng sạch, có hiệu suất sử dụng cao và không gây ô nhiễm môi trường. Sử dụng năng lượng điện là giải pháp triệt để khắc phục việc phát xạ khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính của các phương tiện xe cộ hiện nay.
Chuyển các xe dùng động cơ đốt trong sang dùng ắc quy và động cơ điện là một cuộc cách mạng công nghệ trong lĩnh vực ô tô, tác động đến các nhà sản xuất cũng như người sử dụng, tác động đến an toàn vận hành lưới điện khu vực cũng như quốc gia. Kinh nghiệm các nước cho thấy: để thúc đảy phát triển ô tô điện, ngoài các điều luật quy định liên quan còn cần có tác động hỗ trợ, khuyến khích và định hướng của Nhà nước đối với nhà sản xuất cũng như người sử dụng.
2. Nghiên cứu các cấu hình của ô tô điện: sự phát triển ô tô điện trong khoảng thời gian 10 năm qua đã có nhiều biến đổi về công nghệ, kỹ thuật. Nhờ có nhiều tiến bộ, phát minh công nghệ mới nên các cấu hình ô tô điện ngày càng hoàn thiện và giá thành của xe cùng các bộ phận chủ chốt, quan trọng ngày càng giảm. Các công nghệ điện tử làm cho chiếc xe thông minh và độ an toàn, tiện nghi tăng lên. Các kết quả nghiên cứu cấu hình ô tô điện của đề tài có thể sử dụng làm các tài liệu tham khảo cho các thiết kế, lựa chọn công nghệ lắp ráp ô tô điện ở Việt Nam trong thời gian tới
3. Nghiên cứu xây dựng các nội dung kiểm tra, bảo trì kỹ thuật cho ô tô điện: các nội dung kiểm tra, bảo trì các hệ thống của xe điện mà đề tài tham khảo từ các tài liệu kỹ thuật chuyên môn, các tài liệu hướng dẫn sử dụng xe điện, các tiêu chuẩn kỹ thuật lắp ráp xe điện (các tiêu chuẩn của các nước trên thế giới được trình bày trong PL2) có thể sử dụng làm tài liệu kiểm tra kỹ thuật khi sửa chữa, bảo dưỡng xe điện ở các xưởng bảo dưỡng sửa chữa xe cũng như làm tài liệu giảng dạy, học tập môn học “Ô tô điện” của nhà trường. Đặc biệt đề tài đã phân tích đặc điểm và các chế độ nạp điện cho ắc quy, đã đề xuất phương pháp thiết kế trạm nạp điện cho ắc quy trong điều kiện giao thông đô thị. Nội dung nghiên cứu này rất có ý nghĩa cho việc quy hoạch cơ sở hạ tầng các trạm nạp điện cho ắc quy xe điện tham gia giao thông trong các thành phố lớn trong nước.
4. Nghiên cứu đề xuất các quy định đảm bảo vận hành an toàn xe ô tô điện: đề xuất của đề tài về các quy định an toàn vận hành ô tô điện được tham khảo từ các quy định, tiêu chuẩn an toàn đã ban hành trong nước và tiêu chuẩn quy định an toàn vận hành xe điện của các nước Trung quốc, EU và kinh nghiệm thực tế vận hành sửa chữa các trang bị điện cao áp trong công nghiệp.
5. Khảo nghiệm đánh giá sự hoạt động của các mạch điện tử do đề tài nghiên cứu chế tạo: Đề tài đã nghiên cứu, thiết kế chế tạo 2 thiết bị điện tử công suất dùng trong hệ thống điều khiển của ô tô điện. Các thiết bị mà đề tài nghiên cứu chế tạo đã được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Kết quả thử nghiệm cho thấy chúng đều đạt các thông số kỹ thuật đặt ra ban đầu. Với thành công này cho thấy đề tài đã bước đầu tiếp cận được các công nghệ cốt lõi sử dụng trên ô tô điện. Kinh nghiệm rút ra từ chế tạo bộ biến đổi DC/DC buck (hạ áp 400 vol xuống 14 vol để cung cấp cho các phụ tải dùng điện 12 vol trên xe) cho thấy các bộ biến đổi công suất nhỏ và trung bình dùng cho ô tô điện có thể chế tạo, lắp ráp với điều kiện mua sắm vật tư trong nước. 68 Khi thiết kế chế tạo bộ Inverter DC/AC (bộ biến đổi điện áp (DC/AC 3 pha 400 vol), do yêu cầu về công nghệ cũng như an toàn điện, đề tài đã đặt mua các module chức năng rời sau đó thực hiện lắp ráp các module lại thành thiết bị hoàn chỉnh. Nhờ đó, thiết bị vận hành an toàn đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đã đặt ra.
Ở Việt Nam, cho tới nay các doanh nghiệp lắp ráp ô tô trong nước chưa có các bước tiếp cận cụ thể các công nghệ lắp ráp sản xuất ô tô điện. Về phía Nhà nước cũng chưa có các định hướng lộ trình cụ thể về phát triển ô tô điện, các chính sách hỗ trợ nhằm khuyến khích các nhà sản suất cũng như người sử dụng ô tô điện, chuẩn bị hoạch định về các cơ sở hạ tầng, trạm nạp cho ô tô điện. Xu hướng phát triển phương tiện giao thông ô tô điện là xu hướng toàn cầu vì các lợi ích thiết thực về bảo vệ môi trường cũng như về hiệu quả sử dụng năng lượng, nên việc nhanh chóng tiếp cận toàn diện công nghệ xe ô tô điện cả từ phía các nhà sản xuất, lắp ráp cũng như phía quản lý Nhà nước là nhiệm vụ cần thiết phải thực hiện trong thời gian này.
Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 20019/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
