Ô tô điện là xu thế tất yếu của thế giới trong ngành công nghiệp ô tô với mục đích cắt giảm khí thải nhà kính đang làm nhiệt độ nóng lên trên toàn cầu.

Các hãng sản xuất ô tô lớn trên thế giới như BMW, Mercedes, Volvo, Tesla, Huyndai, Toyota, Vinfast… đã cho ra đời các sản phẩm ô tô điện. Có một vài dạng ô tô điện đang được sử dụng.

TIÊU CHUẨN THỬ NGHIỆM SỐC NHIỆT ĐỐI VỚI ĐỘNG CƠ Ô TÔ ĐIỆN

1. Giới thiệu

Ô tô điện là xu thế tất yếu của thế giới trong ngành công nghiệp ô tô với mục đích cắt giảm khí thải nhà kính đang làm nhiệt độ nóng lên trên toàn cầu.

( Ô tô điện Vinfast )

Các hãng sản xuất ô tô lớn trên thế giới như BMW, Mercedes, Volvo, Tesla, Huyndai, Toyota, Vinfast… đã cho ra đời các sản phẩm ô tô điện. Có một vài dạng ô tô điện đang được sử dụng.

• Full Hybrid (HEV): Đây là loại xe sử dụng động cơ xăng là chính, động cơ điện cung cấp lực kéo phụ trợ khi cần. Nguồn điện tự cấp nhờ chuyển đổi từ năng lượng cơ khí thu hồi khi xe giảm tốc độ. Điển hình nhất của mô hình này là mẫu xe Toyota Prius phiên bản đầu tiên.
• Plug-in Hybrid (PHEV): còn gọi là ô tô lai sạc điện. Có cùng nguyên tắc vận hành như HEV, nhưng PHEV có phích cắm để sạc điện từ nguồn cung cấp bên ngoài. Thuật ngữ “plug-in” cho biết, xe có bộ nạp tích hợp sẵn, chỉ cần cắm điện vào lưới điện dân dụng mà không cần bộ nạp. Tiết kiệm khoảng 31-67% xăng tùy số lần sạc điện.
• Plug-in Hybrid Range Extender (PHREV): khác hai loại xe lai trên, PHREV vận hành nhờ động cơ điện, động cơ xăng chỉ dùng để phát điện. Dòng ô tô điện BMW i3 Range Extender sử dụng công nghệ PHREV tiết kiệm được 85% lượng xăng tiêu thụ. Sau nhiều cải tiến, đích đến cuối cùng của công nghệ ô tô điện là sử dụng 100% động cơ điện. Đây mới đúng là Zero Emission Vehicle (ZEV), “xe không khí thải”.
• ZEV (Zero Emission Vehicle): thành quả nghiên cứu của liên minh gồm hai hãng xe Pháp-Nhật, Renault và Nissan. Từ khi tung ra thị trường cuối năm 2010, chỉ riêng mẫu xe Leaf đã đạt doanh số hơn 100.000 chiếc trên thế giới ở cả phân khúc cao cấp lẫn bình dân. Thông tin công bố cho thấy chiếc ZEV có thể đi được trên 841 triệu km, tiết kiệm 53 triệu lít dầu, giảm hơn 124 triệu lít khí thải CO2.

Để động cơ điện hoạt động bền bì trong nhiều môi trường khác nhau, nó phải trải qua nhiều các bài test như thử nghiệm sốc nhiệt, thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm, thử nghiệm bụi… Chúng tôi sẽ giới thiệu với các bạn về tiêu chuẩn thử nghiệm sốc nhiệt cho động cơ ô tô điện, cụ thể ở đây là tiêu chuẩn ISO 19453-4-2018.

2. Tiêu chuẩn thử nghiệm sốc nhiệt đối với động cơ ô tô điện:

a. Thiết bị thử nghiệm sốc nhiệt:

Thiết bị thử nghiệm sốc nhiệt đối với động cơ ô tô điện được sử dụng là tủ thử nghiệm sốc nhiệt.  

Tủ thử nghiệm sốc nhiệt là thiết bị chuyên dụng để thử nghiệm các bài test sốc nhiệt ở môi trường nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp cho các sản phẩm trước khi đưa ra thị trường.

Để lựa chọn tủ thử nghiệm sốc nhiệt phù hợp bạn có thể đọc bài viết của chúng tôi Hướng dẫn chọn tủ shock nhiệt (hust.com.vn)… hoặc liên hệ với HUST Việt Nam.

HUST là đơn vị cung cấp tủ Shock nhiệt được sản xuất bởi hãng VISION TEC – Hàn Quốc, với chất lượng và độ tin cậy cao, đáp ứng các tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn Quốc tế.

Xem thêm về tủ Shock nhiệt >>

b. Mẫu thử nghiệm

Ngày hôm nay tôi sẽ giới thiệu kỹ hơn đến các bạn về mẫu thử nghiệm, đó là động cơ điện trên xe ô tô.

Cấu tạo động cơ điện trên ô tô hoàn chỉnh bao gồm 1 động cơ điện, hộp số dẫn động, bộ chuyển đổi hay còn gọi là Inverter, bộ điều khiển.

Trọng lượng động cơ điện từ 100-150Kg.

Hình ảnh minh họa

c. Các chế độ của động cơ điện trong quá trình thử nghiệm

 Có 4 chế độ hoạt động của động cơ điện trong quá trình thử nghiệm sốc nhiệt

• Chế độ hoạt động 1: Không có điện áp nào được đặt vào thiết bị cần thử nghiệm.

         - Chế độ hoạt động 1.1: không kết nối với dây dẫn điện

         - Chế độ vận hành 1.2: kết nối với dây dẫn điện mô phỏng lắp đặt trên xe

• Chế độ hoạt động 2: Động cơ được vận hành bằng điện với điện áp thử nghiệm UB như trên một chiếc xe có động cơ đốt trong khi tắt, ngắt kết nối pin điện áp cao (DC / DC) và thực hiện tất cả các kết nối điện.

         - Chế độ hoạt động 2.1: các chức năng hệ thống / thành phần không được kích hoạt (ví dụ: chế độ ngủ).

         - Chế độ vận hành 2.2: hệ thống / thành phần hoạt động bằng điện của cấp điện áp A và điều khiển ở chế độ vận hành điển hình.

• Chế độ hoạt động 3: DUT (Device under test) được vận hành bằng điện với điện áp thử nghiệm UA và UX với tất cả các kết nối điện được thực hiện.

         - Chế độ hoạt động 3.1: các chức năng hệ thống / thành phần không được kích hoạt.

         - Chế độ hoạt động 3.2: hệ thống / thành phần hoạt động bằng điện của cấp điện áp A và B và điều khiển ở chế độ hoạt động trong đó không cần nguồn cung cấp làm mát riêng biệt.

• Chế độ hoạt động 4: DUT được vận hành bằng điện với điện áp thử nghiệm UA và Ux với tất cả các kết nối điện được thực hiện và với máy phụ, ví dụ: hệ thống làm mát, v.v.

         - Chế độ hoạt động 4.1: các chức năng hệ thống / thành phần không được kích hoạt.

         - Chế độ hoạt động 4.2: hệ thống / thành phần hoạt động bằng điện của cấp điện áp A và B và điều khiển ở chế độ vận hành điển hình.

Các chế độ không chỉ áp dụng cho thử nghiệm sốc nhiệt mà còn áp dụng cho thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm, thử bụi.v.v.

d. Những điều kiện trong quá trình thử nghiệm:

• Độ ẩm tuyệt đối của không khí trong tủ thử nghiệm không vượt quá 20g/m3.
• Nhiệt độ các vách trong buồng thử nóng và buồng thử lạnh lần lượt không được lệch quá 3% và 8% so với nhiệt độ không khí (°C) quy định cho thử nghiệm.
• Thể tích của các buồng và vận tốc khí phải đáp ứng được yêu cầu là sau khi đưa các mẫu thử nghiệm vào, nhiệt độ của không khí phải trong phạm vi dung sai quy định sau khoảng thời gian không quá 10% thời gian phơi nhiễm.
• Không khí trong tủ phải được lưu thông, vận tốc khí xung quanh mẫu thử nghiệm phải đảm bảo ≥ 2 m/s

e. Sơ đồ một chu kỳ thử nghiệm shock nhiệt:

• Thời gian mẫu thử nghiệm ở mỗi buồng lạnh khi nhiệt độ ổn định -40°C là 60 phút.
• Thời gian mẫu thử nghiệm ở mỗi buồng nóng khi nhiệt độ ổn định +105°C là 60 phút.
• Thời gian di chuyển giữa hai buồng: < 20 giây.
• Thời gian chờ để nhiệt độ trong buồng ổn định: ≤ 5 phút.
• Một chu kỳ kéo dài 2h, tổng cộng 100 chu kỳ.

Trong đó:       TH :     Nhiệt độ cài đặt buồng nóng
                     TL :     Nhiệt độ cài đặt buồng lạnh
                     t1 :     Thời gian mẫu phơi nhiễm ở mỗi buồng, gồm cả thời gian ban đầu < 0,1t1 để ổn định  nhiệt của không khí
                     t2 :       Thời gian di chuyển mẫu

Động cơ điện được đưa lên buồng nóng ở nhiệt độ TH trong thời gian t1, và sau đó đưa xuống buồng lạnh ở nhiệt độ TL trong thời gian t1.

f. Đánh giá mẫu sau quá trình thử nghiệm:

- Đánh giá ngoại quan: Mẫu được xem xét và kiểm tra bằng mắt thường (Kiểm tra các vết nứt, bong, gãy, biến dạng, hay biến đổi màu sắc,...). Đánh giá chất lượng: Mẫu thử nghiệm được kiểm tra về điện và cơ, tiếng ồn và khả năng hoạt động.

HUST VIETNAM