ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT CHẾ TẠO XE XÍCH LÔ ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ỨNG DỤNG PHỤC VỤ DU LỊCH TẠI ĐÀ NẴNG

Đềtài:

"KHẢO SÁT CHẾ TẠO XE XÍCH LÔ ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ỨNG DỤNG PHỤC VỤ DU LỊCH TẠI ĐÀ NẴNG – ĐẠI HỌC ĐÔNG Á"

II. Các tham số ban đầu:

      Thông số kỹ thuật Xe xích lô truyền thống

STT	Thông số kỹ thuật	Giá trị	Thứ nguyên
	Dài* rộng* cao	1360* 700* 2000	mm
	Hệ thống truyền lực	Cơ khí
	Hệ thống lái	Cơ khí

III. Nội dung cần khảo sát và thiết kế:

-        Khảo sát xe xích lô truyền thống.

-        Khảo sát lắp đặt hệ thống truyền động điện kết hợp cơ khí.

-        Khảo sát lắp đặt hệ thống nguồn lưu trữ ACCU.

-        Khảo sát lắp đặt hệ thống tín hiệu.

-        Khảo sát lắp đặt hệ thống Năng lượng mặt trời.

IV. Các phần cần phải làm và nộp:

-        01 Thuyết minh ( file Word + bản cứng)

-        Bản vẽ 2D bằng Autocad ( file+ bản cứng )

-        Mô hình xe xích lô điện sử dụng năng lượng mặt trời.

Mục tiêu của đề tài:

          Mục tiêu chung: Khảo sát chế tạo xích lô điện sử dụng năng lượng mặt trời ứng dụng phục vụ du lịch tại Đà Nẵng.

Phạm vi và giới hạn đề tài:

          - Cải tạo xích lô truyền thống thành xích lô điện.

          - Nghiên cứu lắp đặt hệ thống năng lượng điện mặt trời.

          - Chạy thực nghiệm xe xích lô điện trên quãng đường 30 km với vận tốc cực đại 25 km/h.

Ý nghĩa đề tài:

          - Sử dụng nguồn nặng lượng tái tạo nhằm giảm thiểu phát thải gây hiệu ứng nhà kính.

          - Giảm sức lao động nâng cao hiểu quả làm việc, hiệu quả kinh tế.

          - Giữ được nét đẹp truyển thống phục vụ du lịch địa phương nhưng vẫn đáp ứng được nhu cầu vận chuyển ở quãng đường dài.

Đối tượng nghiên cứu:

          - Xe xích lô truyền thống.

          - Hệ thống điện năng lượng mặt trời.

          - Hệ thống phanh.

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước, nền kinh tế nước ta ngày càng phát triển. Sự phát triển của nền kinh tế kéo theo nhu cầu năng lượng cho phát triển kinh tế, xã hội ngày càng tăng mạnh. Năng lượng đang trở thành một vấn đề bức thiết toàn cầu.Nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng bị cạn kiệt, đồng thời ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng. Nhu cầu tìm ra loại năng lượng mới, xanh sạch và có thể tái tạo được,…thay thế nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống là bài toán đặt ra từ lâu đối với các quốc gia phát triển như Anh, Mỹ, Pháp và các quốc gia đang phát triển như Việt Nam …Việc mở cửa hội nhập của nền kinh tế, Việt Nam cũng gặp phải những khó khăn và trở ngại chung khi thiếu hụt về năng lượng, trong khi các nguồn năng lượng truyền thống dần không đủ đáp ứng. Mặt khác,Việt Nam là một quốc gia nhiệt đới gió mùa, có phần đất liền trải dài từ kinh tuyến 102°8′ Đông đến 109°27′ Đông và từ vĩ tuyến 8°27′ Bắc đến 23°23′ Bắc, cách đường xích đạo không xa nên cường độ ánh sáng mặt trời nhận được rất dồi dào.Với ưu thế về vị trí địa lý này, Việt Nam hoàn toàn có thể sử dụng nguồn năng lượng mặt trời đầy tiềm năng này.Những năm gần đây, khai thác năng lượng mặt trời đang được nhà nước quan tâm. Xuất phát từ yêu cầu thực tế và được sự đồng ý của Giáo viên hướng dẫn, nhóm tác giả thực hiện đề tài “KHẢO SÁT CHẾ TẠO XE XÍCH LÔ ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ỨNG DỤNG PHỤC VỤ DU LỊCH TẠI ĐÀ NẴNG” với mong muốn khi đề tài được ứng dụng trong thực tế sẽ tạo ra những chiếc xe sử dụng năng lượng mặt trời với tiêu chí xanh nhằm cải thiện những yếu tố về môi trường của các dòng động cơ đốt trong. Đặc biệt là có thể giảm thiểu sức người khi sử dụng xe xích lô ở những quãng đường xa.

Đây là một đề tài khá mới và khó đối với nhóm em, tài liệu chuyên khảo về vấn đề này còn rất hạn chế. Tuy nhiên trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp được sự chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn Th.S Lê Đức Trọng Nguyễn và các thầy cô trong khoa ô tô, đồ án tốt nghiệp của nhóm chúng em đến nay đã hoàn thành. Song do hiểu biết về lý thuyết chuyên đề và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đồ án này không thể tránh khỏi sai sót. Nhóm em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để nhóm có thể hiểu biết sâu hơn về đề tài này, cũng như hoàn thiện được những gì còn thiếu.

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN.. 10

1.1. Vấn đề năng lượng hiện nay.10

1.2. Những lợi ích và khó khăn khi sử dụng năng lượng mặt trời.10

1.2.1. Những lợi ích.10

1.2.2. Những khó khăn.13

1.3.Tổng quan về xích lô điện trong nước và ngoài nước. 13

1.3.1.Xích lô trong nước. 13

1.3.2.Xích lô điện trên thế giới.14

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT XE XÍCH LÔ ĐIỆN.. 16

2.1. Một số xích lô điện hiện nay.16

2.2.Các yêu cầu kỹ thuật cần thiết của xe xích lô điện.17

2.2.1.Công suất động cơ.17

2.2.2.Hệ thống lái cho xe.18

2.2.3.Hệ thống phanh cho xe.18

2.2.4. Hệ thống cảnh báo trên xe.19

2.2.5. Hệ thống điện mặt trời.21

2.2.6. Hệ thống truyền động xích.21

2.2.7. Hệ thống treo.22

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XÍCH LÔ ĐIỆN.. 24

3.1. Tính toán chọn động cơ điện. 24

3.1.1. Xác định công suất động cơ điện. 24

3.3. Tính chọn acquy. 29

3.4. Tính toán động học và động lực học quay vòng của xe. 31

3.5. Tính toán lực phanh của xe. 32

3.5.1. Tính toán tọa độ trọng tâm của xe. 32

3.5.2. Tính toán các thông số hệ thống phanh. 34

CHƯƠNG 4. CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ THỬ NGHIỆM.. 38

4.1. Chọn hệ thống truyền lực cho xe. 38

4.1.1. Phân tích và chọn phương án bố trí hệ thống truyền lực cho xe thiết kế.38

4.1.2. Động cơ điện.39

4.1.3. Bộ điều tốc.43

4.2. Sơ đồ dẫn dộng động cơ điện có sử dụng năng lượng mặt trời.44

4.3. Hệ thống điện thân xe.45

4.4. Sản phẩm khi chế tạo.46

4.4.1. Bản vẽ chi tiết sản phẩm.46

4.4.2. Sản phẩm khi chế tạo. 47

4.5. Thực nghiệm và đánh giá.53

4.5.1. Thực nghiệm.53

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.. 59

Mặt đạt được. 59

Mặt hạn chế. 59

Hướng phát triển. 59

 

DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Số hiệu hình vẽ	Tên hình vẽ	Trang
Hình 1.1	Mẫu xe xích lô truyển thống	13
Hình 1.2	Mẫu xe đạp điện Bunch Coupe	15
Hình 2.1	Mẫu xe trên thị trường	17
Hình 2.2	Các trường hợp xi nhanh	19
Hình 2.3	Còi	20
Hình 2.4	Mái che bằng tấm pin năng lượng	21
Hình 2.5	Cấu tạo bộ truyền xích	22
Hình 2.6	Nhíp	23
Hình 3.1	Sơ đồ các lực và momen tác dụng lên xe khi chuyển dộng lên dốc	24
Hình 3.2	Pin mặt trời	26
Hình 3.3	Sơ đồ đấu nối tiếp các tấm năng lượng mặt trời	27
Hình 3.4	Bộ điều khiển sạc pin mặt trời	28
Hình 3.5	Acquy	29
Hình3.6	Sơ đồ quay vòng xích lô có 2 bánh xe dẫn hướng phía trước	31
Hình 3.7	Sơ đồ phân bố tải trọng xe	32
Hình 3.8	Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi phanh trên đường nằm ngang	34
Hình 3.9	Sơ đồ tính toán phanh dừng	37
Hình 4.1	Sơ đồ hệ thống truyền lực trên xe	38
Hình 4.2	Động cơ mishiki sau khi được lắp đặt	39
Hình 4.3	Động cơ điện	41
Hình 4.4	Bộ điều tốc (IC)	43
Hình4.5	Sơ đồ dẫn động động cơ điện kết hợp năng lượng mặt trời	44
Hình 4.6	Sơ đồ hệ thống điện thân xe	45
Hình 4.7	Hình chiếu cạnh của xe	46
Hình 4.8	Hình chiếu đứng của xe	47
Hình 4.9	Sản phẩm sau khi chế tạo	47
Hình 4.10	Động cơ sau khi được gắn vào bánh xe	48
Hình 4.11	Bộ điều khiển (IC)	48
Hình 4.12	Cơ cấu lái	49
Hình4.13	Phanh sau khi được chế tạo lại	49
Hình 4.14	Tấm pin được thiết kế làm phần mái	50
Hình 4.15	Hệ thống đèn, còi được bố trí dưới sàn xe	50
Hình 4.16	Đèn xi nhan trước	51
Hình 4.17	Đèn đuôi	51
Hình 4.18	Bàn đạp ga	52
Hình 4.19	Đồng hồ điều khiển	52
Hình 4.20	Sơ đồ quy trình kiểm tra xe	55
Hình 4.21	Biểu đồ so sánh	58

 

DANH MỤC BẢNG

Sốhiệucácbảng	Tênbảng	Trang
Bảng 1.1	So sánh xe xích lô điện Bunch Coupe và Volkswagen Cargo	17
Bảng 3.1	Bảng giá trị tính toán trọng tâm	33
Bảng 3.2	Bảng kết quả tính toán trọng tâm	33
Bảng 4.1	Kết quả thực nghiệm khi accu nạp đầy điện không sử dụng năng lượng mặt trời	56
Bảng 4.2	Kết quả thực nghiệm khi accu nạp đầy điện kết hợp với sử dụng năng lượng mặt trời	57

 

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

          P_k: Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động

          P_f: Lực cản lăn

          P_i: Lực cản dốc

          P: Lực cản không khí

          P_j: Lực cản quán tính

          f: Hệ số cản lăn

          mm: Millimiter 

          Kg: Kilograms

          N: Niuton

          m²: Mét vuông

          m: Mét

          Km/h: Kilômet/giờ

          m/s: Mét/giây

          W: Watt

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN

1.1. Vấn đề năng lượng hiện nay.

          Năng lượng cùng với vấn đề biến đổi khí hậu đang trở thành mối quan tâm lớn của toàn nhân loại, trong đó vấn đề năng lượng đã và đang trở thành vấn đề nóng bỏng, được đặc biệt quan tâm không chỉ của riêng quốc gia nào, do khủng hoảng năng lượng toàn cầu, các nguồn năng lượng không tái tạo như than, dầu mỏ, khí đốt đã dần cạn kiệt và trở nên khan hiếm, trong khi đó tình trạng lãng phí năng lượng đã và đang xảy ra đáng báo động ở nhiều quốc gia.

          Nếu mỗi quốc gia, mỗi người dân chúng ta không tự có những biện pháp và động thái tích cực, thì chắc chắn trong tương lai không xa, tình trạng khủng hoảng năng lượng toàn cầu sẽ trở nên trầm trọng hơn. Theo kinh nghiệm của các nước phát triển, ít nhất 30% nhu cầu năng lượng có thể và cần phải được đáp ứng bằng biện pháp tiết kiệm.

1.2. Những lợi ích và khó khăn khi sử dụng năng lượng mặt trời.

          1.2.1. Những lợi ích.

          Có rất nhiều lý do khác nhau cho biết lợi ích của năng lượng mặt trời đối với môi trường và con người. Trong đó có lý do đặc trưng nhất được mọi người quan tâm nhất đó là lợi ích về tài chính của năng lượng mặt trời, chẳng hạn như việc giảm hóa đơn tiền điện của bạn Một số người rất thích các ý tưởng về cuộc sống xanh, họ không muốn phụ thuộc vào điện năng của lưới điện, việc sử dụng điện năng từ hệ thống năng lượng mặt trời hoặc các sản phẩm ứng dụng năng lượng mặt trời sẽ giúp họ tiết kiệm hơn và góp phần bảo vệ môi trường. Nhưng một số lợi ích tốt nhất của năng lượng mặt trời là cách mà nó tác động tích cực đến môi trường. Dưới đây là 5 lợi ích của năng lượng mặt trời tái tạo:

          1. Giảm ô nhiễm môi trường không khí.

          Nhiên liệu hóa thạch tạo ra rất nhiều chất ô nhiễm. Ở những nơi như California, Trung Quốc hoặc đơn giản chỉ là việc xem trên internet chúng ta sẽ thấy được mức độ ô nhiễm không khí nghiêm trọng.

          Khói, bụi, không khí bẩn có hại đến môi trường và đặc biệt là sự ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Khi các chất ô nhiễm có trong không khí, mọi thứ sẽ trở nên tồi tệ và nghiêm trọng hơn.

          Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch để phục vụ cho nhu cầu cuộc sống sẽ đa dạng hơn nhưng chúng cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người. 

Thay vào đó việc sử dụng năng lượng mặt trời thì hoàn toàn tốt, chúng tận dụng nguồn ánh sáng từ mặt trời biến quang năng thành điện năng và nguồn nhiên liệu tất nhiên là hoàn toàn miễn phí.

          2. Giảm lượng nước sử dụng.

          Ngoài việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch để cung cấp năng lượng còn một ứng dụng khác mà mọi người hay gọi đó là “Thủy điện” ứng dụng sức mạnh của dòng chảy nước để tạo ra điện. 

          Thủy điện và năng lượng hạt nhân đều sử dụng nhiều nước để sản xuất điện. Thường thì một con đập sẽ cần được xây dựng để kiểm soát lưu lượng nước và sản xuất điện. Việc ngăn đê làm đập sẽ có ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái của địa phương nơi đó. Các tấm pin năng lượng mặt trời được tạo ra nguồn điện mà không cần sử dụng đến nguồn nước và không ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

          Trên thực tế khoa học cũng đã chứng minh việc đó việc ứng dụng năng lượng mặt trời để tạo ra điện năng sẽ giảm thiểu việc tiêu thụ nguồn nước giải quyết được các vấn đề về khan hiếm nước.

          3. Giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng không thể tái tạo.

          Đối với một số người thích tận hưởng cuộc sống xanh và độc lập về năng lượng không phụ thuộc vào lưới điện.

          Việc sử dụng năng lượng mặt trời có thể giúp giảm sự phục thuộc của chúng ta vào các nguồn năng lượng không thể tái sinh như nhiên liệu hóa thạch. Điều này thật sự rất tuyệt vời.

          Điều quan trọng nhất là những nguồn năng lượng không thể tái sinh này tạo ra rất nhiều chất ô nhiễm và ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và chất lượng cuộc sống của con người.

          Một vấn đề khác không kém phần quan trọng đó là các nguồn tài nguyên không thể tái sinh là các tài nguyên không thể tự phục hồi hoặc tự tạo ra, việc lạm dụng các nguồn nhiên liệu không thể tái sinh này sẽ dần đến sự cạn kiệt về nhiên liệu trong tương lai. 

          Việc chúng ta chuyển đổi sang nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời là điều rất tốt đối với môi trường và cuộc sống con người.

          4. Cải thiện sức khỏe cho con người về lâu dài.

          Như các vấn đề đã nêu trên, việc sử dụng nguồn năng lượng mặt trời sẽ giúp chúng ta giải quyết được các vấn đề về sự khan hiếm nước, ngoài ra còn giúp cho môi trường không khí trở nên xanh sạch hơn. Việc này sẽ tác động tích cực đến sức khỏe của con người.

          Theo một số tính toán của các nhà khoa học, họ ước tính việc thay thế nguồn năng lượng mặt trời bằng các nguồn năng lượng khác sẽ cứu được hơn 25.000 mạng người.

          Vì nguồn không khí sạch hơn sẽ làm cho phổi sạch hơn, những nơi khan hiếm nguồn nước sẽ có nước để sinh hoạt và tồn tại.

          5. Giúp chống lại sự biến đổi khí hậu.

          Vấn đề cuối cùng nhưng cũng không kém phần quan trọng, đó là vấn đề về biến đổi khí hậu. Việc liên tục tạo ra các chất ô nhiễm như CO2 vào không khí, sẽ gây thiệt hại rất nặng nề đối với hành tinh của chúng ta về lâu về dài.

          Việc sản sinh ra khí CO2 quá mức sẽ làm cho các hệ sinh thái rừng rậm không tài nào lọc kịp không khí. Khi số lượng khí carbon liên tục tăng và khả năng giữ nhiệt của mặt trời cũng chúng ta cũng tăng theo.

          Việc này sẽ tạo ra sự thay đổi về không khí và tạo ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Ngoài ra, chúng còn tạo ra sự biến đổi khí hậu ở một số nơi, một số nơi thì nóng lên, một số nơi thì lạnh đi tạo ra sự biến đổi khí hậu đột ngột.

          Các nhà khoa học và khí hậu đã tạo ra một khối lượng lớn công việc, bao gồm các thí nghiệm và nghiên cứu về khí hậu. Hiện đã có sự đồng thuận của các chuyên gia rằng chúng ta cần một dự án năng lượng mặt trời để ngăn chặn làn sóng biến đổi khí hậu.

          Năng lượng mặt trời là một trong những cách mà chúng ta có thể ứng dụng để giải quyết các vấn đề về ô nhiễm nguồn không khí và giảm lượng khí thải CO2 vào môi trường. Nó giúp giảm lượng khí thải và tác động đến môi trường. Việc này sẽ giúp chúng ta bảo vệ hành tính của chính mình.

          1.2.2. Những khó khăn.

          Việc nghiên cứu và ứng dụng năng lượng mặt trời đòi hỏi đầu tư vốn rất lớn.     Hiệu quả của hệ thống cũng phụ thuộc vào vị trí địa lý ở từng khu vực, mặc dù vấn đề này có thể được khắc phục với việc cài đặt các thành phần nhất định.

          Việc hỗ trợ tài chính cho các doanh nghiệp để triển khai các giải  pháp tiết kiệm năng lượng còn nhiều lúng túng cả về tổ chức và nghiệp vụ. Đây là khó khăn chủ yếu và căn bản cản trở việc phát triển năng lượng thay thế  ở Việt Nam. 

          Việc sử dụng pin năng lượng mặt trời cũng có những khó khăn như chi phí ban đầu cao, hệ thống không sản sinh đủ công suất, và nhiều người cảm thấy rắc rối và phức tạp khi lắp đặt và sử dụng.

          Ngoài ra, các trung tâm tiết kiệm năng lượng ở  các tỉnh thành - nơi đầu mối liên kết lại chưa đủ lớn mạnh để hướng dẫn và hỗ trợ các doanh nghiệp triển khai tốt các

hoạt động tiết kiệm năng lượng.

1.3.Tổng quan về xích lô điện trong nước và ngoài nước

          1.3.1.Xích lô trong nước

          Từ xích lô được người Việt gọi từ tên tiếng Pháp là Cyclo. Đây là xe có 3 bánh có bộ phận cung cấp động lực nằm phía sau đẩy bộ phận chở khách phía trước di chuyển. Bộ phận cung cấp động lực ở đây có thể là sức người (xích lô đạp) khá là phổ biến hoặc động cơ (xích lô máy) nhưng còn hạn chế.

Hình 1.1: Mẫu xe xích lô truyền thống

          Xe xích lô được cho là biến thân của xe kéo đã có từ thế kỷ 19. Theo kiểu vận hành từ “kéo” sang “đạp” là do sự kết hợp với xe đạp vào đầu thế kỷ 20. Theo những nguồn tin thì chiếc xích lô do một người Pháp miền Charente tên là Coupeaud phát minh vào năm 1939 và để quảng bá cho phương tiện vận chuyển mới này thì Coupeaud đã tổ chức một cuộc hành trình với chiếc xe chạy từ thủ đô Phnompenh của vương quốc Campuchia tới Sài Gòn do hai người thay phiên đạp suốt đoạn đường khoảng 200km.

          Trong những năm 1939, xích lô được người dân Việt Nam coi là loại phương tiện đi lại phổ biến. Trong những năm đầu thế kỷ 20, chỉ tầng lớp quý tộc, giàu sang mới đủ điều kiện sử dụng xích lô để di chuyển chủ yếu ở các thành phố lớn thời đó như Sài Gòn, Hà Nội và Huế. Vào những năm đầu thập niên 1940 cũng đã có xe xích lô máy gắn động cơ 2 thì loại 125 phân khối dùng xăng pha nhớt được du nhập vào Sài Gòn và nhanh chóng trở thành loại hình phương tiện được sử dụng rộng rãi và thu hút được lượng khách lớn. Nhưng vào năm 1960 khi dòng xe lam du nhập vào Sài gòn thì xe xích lô máy bị cạnh tranh mạnh mẽ và dần biến mất do xe lam chở được nhiều hàng hóa trên mui xe, kèm theo đó là việc năm 1975 miền Nam được giải phóng khiến xăng dầu trở nên khan hiếm cũng là lý do khiến xe xích lô máy biến mất trên thị trường.

          Xích lô được biết đến là phương tiện vận chuyển hành khách và hàng hóa đã xuất hiện ở Việt Nam khá lâu. Ngày nay xích lô còn là một nét văn hóa độc đáo rất riêng ở Việt Nam mà du khách nước ngoài rất thích. Với tình hình phát triển ngành du lịch hiện nay thì xe xích lô cũng có thể thành xu hướng sau này, đặc biệt khi một số khu du lịch cấm đi xe máy tham quan như Phố Cổ Hội An, thì vẫn có thể tham quan Phố Cổ bằng nhiều hình thức khác nhau như dùng xích lô để tham quan thì một điều rất thú vị.

          Nhưng thay vì sử dụng xích lô truyền thống thì có thể thay bằng động cơ điện để đỡ tốn sức cho người lái, nâng cao hiệu quả lao động hơn. Đặc biệt là với xe xích lô điện du khách vẫn có thể trải nghiệm chuyến tham quan với tốc độ thấp, êm ái mà vẫn giữ được sự hoài niệm với những chiếc xích lô cũ.

          1.3.2.Xích lô điện trên thế giới.

          Hiện nay mặc dù không còn những chiếc xe xích lô chạy bằng động cơ 2 thì nhưng ở một số quốc gia vẫn có những doanh nghiệp đầu tư và phát triển các dòng xe xích lô điện mang xu hướng hiện đại.

          Mate là một hãng xe đạp điện khởi nghiệp ở Đan Mạch mới thành lập năm 2016, gần đây đã giới thiệu một chiếc xe đạp ba bánh chở hàng (tại Việt Nam thường gọi là xe xích lô, xe ba gác) với nhiều tính năng thú vị.

          Cụ thể, khung của chiếc xích lô được làm từ 90% nhôm tái chế, được trang bị động cơ điện mạnh mẽ 250W, cho vận tốc tối đa lên tới 25 km/h.

          Chiếc xe được thiết kế để mang được tải trọng 210 kg hoặc thể tích 210 lít, đặt trên hai bánh trước có hệ thống treo hấp thụ xung lực.

          Hình 1.2: Mẫu xe xích lô điện Mate

          Cung cấp năng lượng cho mô-tơ điện là bộ pin lithium-ion 500 Wh đảm bảo xe có phạm vi 100 km di chuyển mỗi lần sạc.

          Hỗ trợ động cơ điện tăng tốc là một bộ hộp số Enviolo bên trong và sử dụng bộ phanh đĩa thủy lực đôi.

          Hơn nữa, chiếc xích lô được trang bị một cảm biến mô-men xoắn để hỗ trợ bàn đạp bằng động lực từ động cơ khi cần, để người đạp xe nhàn nhã hơn.

          Chuyển sang khía cạnh thực dụng, xích lô Mate ngoài việc chở hàng, có thể chở người ở phía trước với 1 người lớn hoặc 2 trẻ em, với bộ ghế ngồi tùy chỉnh.

          Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, xích lô Mate có thể kết nối 4G và ghép nối với điện thoại thông minh.

          Thông qua ứng dụng dành riêng cho thiết bị di động, chủ xe có thể truy cập các tính năng như theo dõi vị trí, chẩn đoán lỗi phát sinh và nhiều cài đặt khác.

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT XE XÍCH LÔ ĐIỆN

2.1. Một số xích lô điện hiện nay.

Đối với người dân Việt Nam xe xích lô là một trong những biểu tượng của thời bao cấp gắn liền với cuộc sống nông thôn cũng như thành thị. Nhưng hiện nay xe xích lô đã dần bị thay thế bởi xe ba gác và một số loại xe thông dụng khác. Tuy ở một số thành phố lớn vẫn còn những người dùng xe xích lô để chở khách du lịch nhưng lại bị hạn chế quãng đường di chuyển do nguồn động lực vẫn là sức người. Hiện nay trên thị trường thế giới đã xuất hiện nhiều loại xe xích lô điện khác nhau với những tiện ích cũng như công nghệ khác biệt nhằm mang lại sự thoải mái cho người sử dụng.

- Mẫu xe Bunch Coupe:

Hiện nay tại Hà Lan có ra mẫu xe đạp điện 3 bánh thiết kế theo kiểu xích lô Việt Nam.

Coupe là mẫu xe đạp điện mới nhất của Bunch, được thiết kế để chở cả gia đình. Với thùng xe phía trước để chở trẻ em hoặc thú cưng, phía sau người điều khiển còn có thêm chỗ ngồi cho một người.

Với thiết kế 3 bánh gồm 2 bánh phía trước gắn thùng xe và một bánh phía sau mang vẻ thiết kế độc đáo, lạ mắt giống xe xích lô. Thùng xe có cửa mở phía trước, được là từ nhựa và có dây an toàn. Xe được sử dụng động cơ điện và hệ thống phanh thủy lực với 2 piston.

- Mẫu xe Cargo của Volkswagen:

 Có thể chở được khối lượng tổng cộng 210 kg (gồm cả người điều khiển). Nhờ vào công nghệ bù độ nghiêng, bệ thùng hàng vẫn luôn giữ được sự thăng bằng khi rẽ, đảm bảo hàng hóa bên trong vẫn ổn định trong quá trình vận chuyển.

Volkswagen Cargo trông khá giống một chiếc "xích lô điện", được thiết kế để sử dụng để chở hàng trong các khu vực trung tâm thành phố, các nhà máy sản xuất, cũng như các hoạt động kinh doanh và khách sạn. Theo đó, Volkswagen đã đưa ra hàng tá các mục đích sử dụng có thể áp dụng cho mẫu xe điện này. Thoạt nhìn nhiều người dễ lầm tưởng mẫu xe này được lấy ý tưởng từ chiếc xích lô "huyền thoại" của người Việt.

Nhờ vào công nghệ bù độ nghiêng, bệ thùng hàng vẫn luôn giữ được sự thăng bằng khi rẽ, đảm bảo hàng hóa bên trong vẫn ổn định trong quá trình vận chuyển.

Với thiết kế nhỏ gọn và tiện lợi, tiềm năng ứng dụng của Cargo e-Bike là "không giới hạn", theo Volkswagen xe có thể len lỏi vào những khu vực mà ô tô không thể nào tiếp cận được chẳng hạn như ngõ ngách chật hẹp hay thậm chí cả các khu phố đi bộ.

Hình 2.1.  Mẫu xe trên thị trường

Một số mẫu xe xích lô đặc biệt có mặt trên thị trường đó là mẫu xe Bunch coupe và Volkswagen Cargo. Mỗi loại đều có ưu điểm riêng và đều được sử dụng dòng pin Lithium để cung cấp nguồn điện dẫn động động cơ.

Bảng 1.1. So sánh xe xích lô điện Bunch Coupe và Volkswagen Cargo.

Thông số kỹ thuật	Bunch Coupe	Volkswagen Cargo
Dài x rộng x cao	2.121mm x 800mm x  914 mm	2.060mm x 890mm x  1.100 mm
Động cơ	250W	250W
Vận tốc tối đa	25 km/h	25 km/h
Quãng đường di chuyển	120 km	100 km
Khả năng chở nặng	159 kg	210 kg
Pin	Lithium-Ion 36v, 20Ah 720 Wh	Lithium-ion 500 Wh

2.2.Các yêu cầu kỹ thuật cần thiết của xe xích lô điện.

          2.2.1.Công suất động cơ.

          Trong thiết kế của động cơ điện cũng như các loại động cơ khác, công suất tượng trưng cho khả năng đạt tốc độ nhanh hay chậm mà không tượng trưng cho lực quay của bánh xe. Nói một cách chính xác, công suất tượng trưng tốc độ sinh công, hay nôm na là tốc độ sinh ra mômen xoắn của động cơ.

          Một chiếc xe có công suất càng lớn, nó có thể đạt được vận tốc rất cao nhưng chưa chắc nó có “sức mạnh” nếu mô-men xoắn cực đại của nó thấp.  

          2.2.2.Hệ thống lái cho xe.

Để có thể đổi hướng khi di chuyển mỗi một chiếc xe đều cần phải có hệ thống lái. Hệ thống lái của xe được dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho xe chuyển động theo đúng hướng mà mình muốn.

Vì vậy khi chế tạo cần đảm bảo những yêu cầu sau:

- Khi xe di chuyển thẳng phải ổn định.

          - Đảm bảo tính năng vận hành cao của xe có nghĩa là khả năng quay vòng, quay đầu xe nhanh trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé.

          - Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái.

          - Đảm  bảo được động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt lết khi quay vòng. 

          - Đảm bảo quan hệ tuyến tính giữa góc quay vành lái và góc quay bánh xe dẫn hướng.

          - Cơ cấu lái phải được đặt ở phần được treo để kết cấu hệ thống treo trước không ảnh hưởng đến động học cơ cấu lái.

          - Hệ thống lái phải bố trí sao cho thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa.

          2.2.3.Hệ thống phanh cho xe.

Hiện nay mặc dù có nhiều loại phương tiện di chuyển khác nhau nhưng dù là loại phương tiện nào thì vẫn cần phải có hệ thống phanh để đảm bảo an toàn có người sử dụng. Hệ thống phanh là thiết bị cơ học có chức năng hạn chế chuyển động của bánh xe bằng cách tạo ra ma sát. Theo đó, hệ thống phanh khi hoạt động sẽ giúp kiểm soát việc giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe theo chủ ý của lái xe. Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụ rất quan trọng giữ cho xe đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.

          Yêu cầu đối với hệ thống phanh:

          - Phanh phải đảm bảo cho xe chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc để có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ năng suất vận chuyển của xe.

          - Có độ bền cao để có thể sử dụng trong thời gian dài đảm bảo an toàn cho xe.

          - Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp phanh đột ngột.

          - Phanh êm dịu trog những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hành hóa.

          - Giữ cho xe đứng yên khi dừng ở các đoạn đường dốc.

          - Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của xe khi phanh.

          - Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng.

          - Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng.

          - Có khả năng thoát nhiệt tốt khi phanh.

          - Khi phanh phải nhẹ nhàng thuận tiện.

          - Phân bố mô men đều trên các bánh xe phù hợp với tải trọng lực bám.

Mặc dù xe xích lô điện được thiết kế với mục đích chở khách du lịch tham quan trong nội thành thành phố với tốc độ thấp. Nhưng xe được trang bị với các hệ thống điện như: đèn chiếu sáng, đèn xi nhan, còi và đặc biệt là hệ thống pin năng lượng mặt trời hỗ trợ sạc điện cho xe khi đang di chuyển. Xe còn được trang bị hệ thống phanh đĩa gắn liền với động cơ bánh sau xe đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn tuyệt đối cho hành khách và tài xế khi sử dụng.

          2.2.4. Hệ thống cảnh báo trên xe.

Hình 2.2. Các trường hợp xi nhan

Đối với một chiếc xe xích lô đời cũ không có hệ thống điện thì việc lắp đặt hệ thống đèn còi là không cần thiết vì tốc độ di chuyển của xe xích lô rất thấp. Nhưng đối với một chiếc xe xích lô điện thì việc lắp đặt hệ thống đèn còi là cực kì cần thiết và bắt buộc phải có. Đèn xi nhan ngoài việc cho các phương tiện di chuyển trên đường biết chúng ta đang rẽ hướng thì còn cho họ thấy chúng ta đang chuyển làn xe hoặc xin vượt.

Bên cạnh đó còi xe cũng là một phần không thể thiếu đối với hệ thống cảnh báo trên xe vì nó có thể giúp chúng ta cảnh báo cho người tham gia giao thông khác nhận thấy chúng ta sắp vào ngã rẽ hoặc là khi chúng ta xin vượt.

Đối với đèn xi nhan cần đáp ứng đủ các yêu cầu:

- Đèn xi nhan phải là màu vàng.

- Đèn báo xi nhan phải đặt ở vị trí trước đầu xe và sau đầu xe để người phía trước và phía sau nhận thấy hướng đi của mình.

- Đèn phải là đèn do chính hãng của nhà sản xuất và không độ chế.

- Bóng đèn xi nhan còn sáng với cường độ ánh sáng đủ để người tham gia giao thông nhìn thấy ngay cả khi trời sáng.

- Đối với một số xe đèn xi nhan có thể có thêm tiếng còi cảnh báo.

Yêu cầu của hệ thống còi:

Hình 2.3. Còi

- Âm lượng của còi phải to rõ ràng nhưng không được gây ù tai trong mọi điều kiện.

- Góc âm thanh phải rộng.

- Còi phải đảm bảo chất lượng bền và chắc chắn.

- Thiết kế nhỏ gọn, dễ lắp đặt, không chiếm nhiều diện tích.

          2.2.5. Hệ thống điện mặt trời.

          Sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo thay thế cho nhiên liệu hóa thạch là xu thế tất yếu của thời đại hiện nay. Mặc dù hiện nay các nguồn năng lượng hóa thách vẫn còn đủ để đáp ứng nhu cầu của người dân nhưng mức độ ô nhiễm môi trường tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch vẫn là rất lớn. Hiện nay đã có nhiều nguồn năng lượng xanh được khai thác và sử dụng nhưng nguồn năng lượng đến từ mặt trời vẫn là loại năng lượng vô tận và dễ sử dụng nhất. Tuy nhiên hiện nay tuổi thọ của một tấm pin năng lượng khá ngắn chỉ khoảng 25 đến 30 năm và việc xử lý những tấm pin này sau khi hết hạn sử dụng vẫn là một vấn đề khó với các nhà sản xuất.

Hình 2.4. Mái che bằng tấm pin năng lượng

Yêu cầu đối với hệ thống pin năng lượng mặt trời:

          - Có độ bền cao.

          - Gọn nhẹ khi lắp ráp.

          - Không gây ra tiếng ồn khi hoạt động.

          - Phải đi được quãng đường xa.

          - Giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ chất thải điện tử.

- Không gây cháy nổ khi sạc pin.

          2.2.6. Hệ thống truyền động xích.

          Truyền động xích đóng vai trò quan trọng giúp xe vận hành trên đường và khi xe xích lô hết điện. Điều này dẫn đễn sau một thời gian sử dụng chắc chắn hư hỏng xích (sên) xe đạp là điều không thể tránh khỏi.

Hình 2.5. Cấu tạo bộ truyền xích

          Xích xe được tạo ra bằng các mắt xích liên kết với nhau. Nó là một trong những bộ phận quan trọng trong việc truyền tải của xe. Là liên kết thiết yếu dùng để nối phần líp trước với phần líp sau. Thông qua chuỗi xích mà lực truyền động khi đạp xe được chuyển đổi giúp xe đạp chuyển động về phía trước .

          Cấu tạo một chuỗi xích bao gồm nhiều con lăn hình trụ ngắn kết hợp với nhau bởi các liên kết bên. Khoảng trống giữa các con lăn phải khớp với răng của líp trước và răng của líp tạo nên lực truyền tải khi đạp. Các dây xích chủ yếu được chế tạo bằng hợp kim thép, vật liệu này có độ bền cao, đủ để có thể chịu được những áp lực liên quan đến việc bạn đạp chân hay lực ma sát giữa các mắt xích và líp xe khi di chuyển.

          Yêu cầu:

          - Có độ bền, độ chính xác và độ chính xác của các mắt xích.

          - Không gây tiếng ồn khi sử dụng.

          - Có độ chính xác chiều dài và rộng của xích.

          - Yêu cầu bôi trơn thường xuyên.

          - Lắp đặt chính xác và cẩn thận.

          - Không bị trượt trong quá trình truyền lực.

          2.2.7. Hệ thống treo.

          Đối với một chiếc xe bộ phận đàn hồi là không thể thiếu. Bởi vì bộ phận đàn hồi được tạo ra để giảm xóc cho xe khiến cho xe có thể di chuyển một cách êm dịu khi đi trên đường. Mỗi loại xe sẽ sử dụng bộ phận đàn hồi khác nhau.

          Đối với xe xích lô truyền thống bộ phận đàn hồi được sử dụng không phải lò xo hay thanh xoắn mà là nhíp. Nhíp xe xích lô được cấu tạo từ những lá nhíp.

          Lá nhíp được làm từ những miếng thép lò xo uốn cong. Các lá nhíp được xếp chồng lên nhau theo thứ tự từ ngắn đến dài giống như hình ngọn núi. Các lá nhíp được ép lại với nhau bằng bulong hoặc bằng đinh tán ở giữa. Nhờ có tính đàn hồi, cho nên nhíp có thể giúp làm giảm những chấn động lên phần trên của xe.

Hình 2.7. Nhíp

          Yêu cầu đối với hệ thống đàn hồi nhíp:

          - Vật liệu làm lá nhíp phải là loại thép có độ đàn hồi tốt.

          - Nhíp phải có sức bền tốt để chịu được tải trọng nặng.

          - Nhíp xe có độ võng nhất định phù hợp so với tải trọng của xe.

          - Tùy theo điều kiện làm việc của xe lá nhíp phải được chế tạo có độ cứng hoặc độ dài ngắn phù hợp tránh làm ảnh hưởng đến độ êm dịu của xe.

          - Có khả năng chịu va đập mạnh mà không bị biến dạng.

          - Có khả năng chịu ma sát và nhiệt đô cao.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XÍCH LÔ ĐIỆN

3.1. Tính toán chọn động cơ điện:

 Các thông số ban đầu cho việc tính toán và chọn công suất động cơ điện:

          - Tổng tải trọng của xe là: 215 (Kg) bao gồm trọng lượng xe.

          - Vận tốc xe: V_max= 25 (Km/h)

          - Khả năng vượt dốc với