Ô tô điện (Electric Vehicle) là một dòng xe ngày càng trở nên phổ biến, được nhiều người ưa chuộng hiện nay. Cấu tạo xe ô tô điện không chỉ đơn giản mà còn được tích hợp nhiều công nghệ thông minh giúp tối ưu trải nghiệm trên mọi hành trình. Vậy cấu tạo của xe ô tô điện bao gồm những bộ phận gì? Cách thức hoạt động như thế nào và phạm vi di chuyển của xe là bao xa? Hãy cùng Wuling EV Việt Nam tìm hiểu thông qua bài viết sau đây nhé!
>>>> TÌM HIỂU CHI TIẾT: Xe EV là gì? Tất tần tật những điều cần biết
1. Tổng quan về xe ô tô điện
Trước khi đến với phần nguyên lý hoạt động cũng như cấu tạo xe ô tô điện, chúng ta cùng tìm hiểu tổng quan về loại xe này. Xe ô tô điện là loại phương tiện sử dụng nguồn năng lượng điện thay vì động cơ đốt trong để vận hành động cơ. Nguồn năng lượng điện này sẽ được cung cấp từ bộ pin lưu trữ đặt trên xe. Khi sạc điện, người dùng có thể sạc tại nhà bằng nguồn điện dân dụng, lắp đặt bộ sạc tại nhà hoặc sạc nhanh tại các trạm sạc, tùy theo mỗi mẫu xe.
Xe ô tô điện được ưa chuộng bởi ưu thế thân thiện môi trường
Bởi vì chạy bằng điện, ống xả không thải ra khí thải, không đốt cháy các nhiên liệu lỏng nên dòng xe này góp phần bảo vệ môi trường. Nhờ ưu thế thân thiện với môi trường, ô tô điện ngày càng được ưa chuộng không chỉ trên thế giới mà còn tại Việt Nam.
2. Cấu tạo xe ô tô điện và sự khác biệt với xe ô tô xăng
Vậy cấu tạo của ô tô điện bao gồm những bộ phận nào và có khác biệt gì so với xe ô tô xăng? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu nhé!
2.1. Cấu tạo
Xét về cấu tạo, ô tô điện bao gồm nhiều bộ phận khác nhau và mỗi bộ phận đảm nhận một chức năng riêng. Cấu tạo xe ô tô điện hiện nay đều bao gồm một số bộ phận sau đây:
| Tên bộ phận | Cấu tạo và chức năng |
| Động cơ điện | Bộ phận chịu trách nhiệm cung cấp năng lượng để các bánh xe chuyển động. Có 2 loại động cơ gồm động cơ DC (một chiều) hoặc AC (xoay chiều), trong đó AC được sử dụng phổ biến hơn. |
| Biến tần | Biến tần giúp chuyển đổi nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều. Nhờ bộ phận này, động cơ xe có thể thay đổi tốc độ quay thông qua việc điều chỉnh tần số dòng điện xoay chiều hoặc biên độ của biến tần. Từ đó, công suất hoặc mô-men xoắn của động cơ xe sẽ được tùy chỉnh sao cho phù hợp. |
| Bộ điều khiển | Đây là bộ phận đầu não giúp quản lý tất cả các thông số từ pin để có thể kiểm soát tốc độ sạc phù hợp. Bên cạnh đó, nó cũng có vai trò điều chỉnh tốc độ trong biến tần của động cơ xe thông qua hệ thống bàn đạp. |
| Bộ sạc tích hợp | Bộ phận này giúp chuyển đổi nguồn điện AC được cung cấp qua cổng sạc thành nguồn DC để sạc cho bình ắc-quy. Ngoài ra, nó còn giúp theo dõi các thông số của ắc-quy như điện áp, nhiệt độ, dòng và trạng thái sạc. |
| Bộ chuyển đổi DC/DC | Chuyển đổi nguồn DC áp cao từ ắc quy thành nguồn DC áp thấp để các thiết bị trên xe hoạt động và sạc pin cho ắc quy phụ. |
| Pin | Pin là một bộ phận không thể thiếu trong cấu tạo xe ô tô điện. Bởi vì xe ô tô điện dùng pin để lưu trữ năng lượng cần thiết giúp xe có thể di chuyển một quãng đường nhất định. Bên cạnh đó, phạm vi di chuyển của xe sẽ phụ thuộc vào công suất của pin ô tô. Nếu công suất pin càng cao, phạm vi di chuyển của xe sẽ càng lớn. |
| Bộ sạc pin | Bộ sạc pin có vai trò chính là kiểm soát mức điện áp của pin. Ngoài ra, bộ phận này còn có nhiệm vụ theo dõi nhiệt độ của pin để duy trì tuổi thọ pin lâu dài. |
| Bộ điều khiển điện tử công suất (Power Electronic Controller) | Bộ phận này đảm nhiệm việc quản lý dòng điện năng được cung cấp từ bình ắc-quy. Cùng với đó, nó còn điều khiển tốc độ quay của mô tơ điện và momen xoắn mà nó tạo ra. |
| Hệ thống làm mát cho xe (Thermat System) | Hệ thống làm mát giúp xe ô tô điện luôn duy trì một nhiệt độ thích hợp cho động cơ xe và các bộ phận khác. |
| Ắc quy phụ (Battery-auxiliary) | Ắc quy phụ giúp cung cấp nguồn năng lượng điện cho các phụ tùng trong xe. Trong trường hợp không có ắc quy chính, các ắc quy phụ sẽ giúp xe được tiếp tục nạp điện. |
| Truyền động điện | Bộ phận này giúp truyền năng lượng cơ học từ động cơ điện đến các bánh xe. |
Hệ thống phân phối năng lượng trong cấu tạo của xe ô tô điện
2.2. Sự khác biệt về cấu trúc giữa xe ô tô điện và xe ô tô xăng
Đầu tiên, so với các loại xe sử dụng động cơ đốt trong có cùng kích thước, xe điện sẽ có không gian rộng rãi và thoáng mát hơn. Bởi cấu tạo xe ô tô điện có ít bộ phận cấu thành hơn. Cũng chính vì vậy mà xe ô tô điện có thể giúp người dùng tiết kiệm chi phí thay nhớt cho động cơ, không cần phải lo hệ thống lọc nhiên liệu.
Tiếp theo, hầu như động cơ của xe điện đều có cấu tạo đơn giản, nhưng hoạt động tốt hơn nhiều so với động cơ đốt trong. Bên cạnh đó, động cơ điện giúp giảm thiểu tối đa thành phần truyền động trung gian. Từ đó, năng lượng của động cơ xe điện sẽ được truyền thẳng đến bánh xe, giúp xe có thể vận hành trơn tru và tốt hơn.
Sự khác biệt giữa cấu tạo xe ô tô điện và xe ô tô xăng
Đối với ô tô dùng động cơ đốt trong, nó cần đến nhiên liệu hóa thạch, có dải vòng tua hạn chế và chỉ có thể quay 4000-6000 vòng/phút. Do đó, để có thể đồng bộ hóa lực kéo và tốc độ thì động cơ đốt trong phải cần tới hộp số. Tuy nhiên, xe ô tô điện lại không cần tới hộp số mà vẫn có thể hoạt động tốt được. Với tốc độ quay 20000 vòng/phút, động cơ xe điện vượt qua nhiều tốc độ quay của một số động cơ đốt trong trên thị trường hiện nay.
Hơn thế nữa, động cơ điện còn có thể sản sinh mô-men xoắn ngay khi người lái nhấp đạp ga từ trạng thái đứng yên. Nhờ vào điều này, ô tô điện chỉ cần cơ cấu bánh răng với tỷ số truyền để có thể truyền động đúng theo ý của nhà lập trình.
>>>> TÌM HIỂU CHI TIẾT: So sánh ô tô điện và ô tô xăng: Đâu là sự lựa chọn tốt nhất?
3. Nguyên lý hoạt động
Sau khi hiểu rõ về cấu tạo xe oto điện, chúng ta cùng tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của xe. Sau khi xe nhận được dòng điện một chiều (DC) từ pin, thông qua bộ biến tần, dòng điện này sẽ chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều. Khi đó, dòng điện xoay chiều sẽ làm động cơ và bánh xe bắt đầu quay.
Nguyên lý hoạt động của xe ô tô sử dụng điện
Cụ thể, đối với một chiếc ô tô chạy bằng điện, sau khi đạp bàn đạp, ô tô sẽ hoạt động như sau:
- Đầu tiên, bộ điều khiển sẽ lấy và điều chỉnh năng lượng điện nhận được từ pin và biến tần.
- Với bộ điều khiển được thiết lập, biến tần sẽ gửi một lượng năng lượng điện nhất định đến bộ phận động cơ. Lượng năng lượng điện này tùy thuộc vào độ sâu của áp lực lên bàn đạp.
- Sau đó, động cơ điện tiến hành chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học (quay).
- Cuối cùng, vòng quay của roto động cơ sẽ làm quay bộ truyền động. Điều này làm các bánh xe quay và ô tô bắt đầu di chuyển.
>>>> TÌM HIỂU NGAY: Bảo dưỡng xe ô tô điện có các hạng mục gì? Chi phí bao nhiêu?
4. Các loại xe ô tô điện phổ biến hiện nay
Hiện nay, có 4 loại xe ô tô điện chính gồm: Ô tô điện hybrid (HEV), ô tô điện chạy bằng pin (BEV), ô tô điện chạy bằng nhiên liệu Hydro (FCEV) và ô tô điện hybrid cắm điện (PHEV).
4.1. Xe điện chạy bằng nhiên liệu hybrid (HEV)
Loại xe đầu tiên mà chúng ta cần tìm hiểu khi nhắc đến các loại ô tô điện phổ biến hiện nay là xe điện chạy bằng nhiên liệu hybrid (HEV). Cấu tạo xe ô tô điện này kết hợp động cơ đốt trong với động cơ điện nhằm làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Tuy nhiên, động cơ điện chỉ có nhiệm vụ hỗ trợ động cơ đốt trong hoạt động nên xe không thể chạy nếu chưa bật động cơ đốt trong. Khác với một số dòng xe điện thông thường, HEV chỉ sạc lại pin thông qua phanh tái tạo và động cơ đốt trong. Nó không có khả năng cắm điện và sạc lại từ lưới điện.
Xe ô tô điện HEV
Ưu điểm:
- Giúp tiết kiệm nhiên liệu xăng và dầu.
- Giảm thiểu việc thải khí CO2 gây hại.
- Xe HEV có thể di chuyển được chặng đường dài vì dễ bổ sung nhiên liệu.
Nhược điểm:
- Chi phí cao.
- Xe HEV không mạnh như các dòng ô tô chạy hoàn toàn bằng xăng.
- Khó bảo trì vì dòng xe HEV vẫn chưa phổ biến rộng rãi tại Việt Nam.
4.2. Xe điện chạy bằng pin (BEV)
BEVs (Battery Electric Vehicles) là loại xe ô tô điện chạy hoàn toàn bằng pin. Nguồn điện của xe được lưu trữ trong pin sạc và được sạc từ nguồn bên ngoài hoặc từ phanh tái tạo trong xe. Thông thường, ôtô điện chạy pin đòi hỏi phải cung cấp đầy đủ nguồn điện để vận hành và hệ thống sạc điện trên đường đi phải được tối ưu. Tuy nhiên, một số dòng xe ô tô điện BEV hiện nay có dung lượng pin rất lớn. Vì vậy, thời gian sử dụng có thể được kéo dài lâu hơn mà không cần phải liên tục sạc lại.
Dòng xe ô tô điện BEV chạy bằng pin
Ưu điểm:
- Không thải khí CO2 gây hại.
- Giá rẻ hơn.
- Cấu tạo xe ô tô điện BEV đơn giản, ít bộ phận nên không cần phải bảo dưỡng quá nhiều.
- Động cơ xe hoạt động êm ái và mượt mà.
Nhược điểm:
- Nếu không dùng sạc nhanh, việc sạc xe mất nhiều thời gian.
- Người dùng cần tái sạc lại nhiều lần khi đi quãng đường xa.
4.3. Ô tô điện chạy bằng nhiên liệu Hydro (FCEV)
FCEV là dòng xe ô tô điện dùng pin nhiên liệu để vận hành, giúp chuyển khí Hydro thành nguồn điện năng cung cấp năng lượng cho xe. Cấu tạo của ô tô điện FCEV được trang bị một ngăn xếp pin nhiên liệu để nạp khí Hydro thông qua các trạm nạp chuyên dụng. Từ đó, khí Hydro sẽ được chuyển hóa trong ngăn xếp pin và chuyển đến cho động cơ để xe hoạt động.
Dòng xe ô tô điện FCEV chạy bằng nhiên liệu Hydro
Ưu điểm:
- Không phát thải CO2.
- Thời gian nạp khí Hydro diễn ra nhanh chóng.
Nhược điểm:
- Giá thành khá đắt đỏ.
- Trạm nạp Hydro vẫn còn hạn chế.
- Khó bảo trì vì FCEV là dòng xe chưa phổ biến hiện nay.
4.4. Xe ô tô điện hybrid cắm điện (PHEV)
Xe Hybrid sạc ngoại (PHEV) cũng thuộc dòng xe kết hợp giữa ô tô điện và ô tô truyền thống. Tuy nhiên, đối với xe ô tô điện PHEV, nguồn điện được cung cấp lớn hơn và chủ động hơn. Do đó, động cơ điện trong xe PHEV thường là động cơ chính và động cơ xăng được coi như một phần bổ sung.
Dòng xe ô tô điện PHEV
Ưu điểm:
- Tiết kiệm chi phí nhiên liệu xăng khi sử dụng xe PHEV.
- Giảm thiểu việc thải khí CO2 ra môi trường và gây ô nhiễm.
- Nguồn nhiên liệu linh hoạt, đảm bảo cho những chuyến đi xa mà không phải phụ thuộc vào pin lưu trữ và các địa điểm sạc.
Nhược điểm:
- Giá thành cao hơn xe chạy bằng xăng/diesel.
- Xe PHEV không có nhiều mẫu mã để lựa chọn.
- Khó bảo trì và bảo dưỡng vì PHEV chưa phổ biến nhiều tại Việt Nam.
5. Phạm vi hoạt động trong mỗi lần sạc
Điều quan trọng khi đề cập đến xe ô tô điện là phạm vi di chuyển mà người dùng có thể sử dụng sau mỗi lần sạc. Tùy thuộc vào mỗi cấu tạo xe ô tô điện mà phạm vi hoạt động của xe sẽ thay đổi sau mỗi lần sạc đầy pin. Điều này phụ thuộc vào trọng lượng, dung tích pin, kích thước và công suất của xe trong quá trình sản xuất.
Phạm vi xe ô tô điện hoạt động sau mỗi lần sạc
Sau đây là ví dụ về phạm vi hoạt động của một số dòng xe ô tô điện phổ biến hiện nay:
- Xe điện Wuling Mini EV: Với phiên bản dung lượng pin 9,6 kWh, thời gian sạc đầy là 6,5 giờ, người dùng có thể đi được quãng đường 120km/1 lần sạc. Với phiên bản dung lượng pin 13,4 kWh, thời gian sạc đầy là 9 giờ, người dùng có thể đi được quãng đường đi 170km/1 lần sạc.
- Xe điện Vinfast E34: Thời gian sạc đầy cho xe Vinfast E34 khoảng 8 đến 10 tiếng với phạm di chuyển khoảng 285km/1 lần sạc.
- Xe điện BMW: Hiện tại, pin xe của hãng cần từ 10-12 tiếng để sạc đầy. Với mỗi lần sạc đầy, xe điện BMW có thể di chuyển đến 521km. Ngoài ra, với công nghệ mới, pin xe điện BMW chỉ mất 7-8 tiếng để sạc đầy và có thể di chuyển được quãng đường lên tới 650km.
Bài viết trên đây bao gồm thông tin về nguyên lý hoạt động, phạm vi di chuyển và cấu tạo xe ô tô điện mà bạn có thể tham khảo. Hy vọng rằng bạn sẽ có thêm được nhiều kiến thức hữu ích nhằm hỗ trợ bạn trong quá trình sử dụng ô tô điện. Nếu có bất kỳ thắc mắc gì cần giải đáp, bạn hãy liên hệ ngay với Wuling EV Việt Nam ngay nhé!
>>>> ĐỪNG BỎ LỠ: Tìm hiểu về các loại pin xe ô tô điện phổ biến hiện nay
