Xe ô tô điện có cấu tạo như thế nào?

Những bộ phận quan trọng tạo nên xe ô tô điện gồm:

Pin của xe ô tô điện

Pin là một trong những bộ phận quan trọng nhất của xe ô tô điện, nó giúp cung cấp năng lượng cho động cơ điện và các bộ phận điện tử trên xe. Các bộ pin sử dụng trên ô tô điện thường là các pin lithium-ion, đây là loại pin có mật độ năng lượng cao, tuổi thọ lâu và khả năng tái sử dụng cao.

Cấu tạo của bộ pin trên ô tô điện bao gồm nhiều cell pin lithium-ion được kết hợp với nhau. Mỗi cell pin bao gồm một âm và một dương được tách rời bởi một màng ngăn, và các cell pin này được kết nối với nhau để tạo ra các module pin. Các module pin được sắp xếp lại với nhau để tạo thành bộ pin cho ô tô điện.

Động cơ điện

Động cơ điện là một phần quan trọng của hệ thống truyền động của xe ô tô điện. Nó được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện sang năng lượng cơ học để đưa xe ô tô điện vận hành. Với sự phát triển của công nghệ, động cơ điện đã được cải tiến để có thể đáp ứng được các yêu cầu về hiệu suất, tiết kiệm năng lượng và độ bền của xe ô tô điện.

Động cơ điện thường được chia thành hai loại chính: động cơ điện không đồng bộ (asynchronous) và động cơ điện đồng bộ (synchronous). Động cơ điện không đồng bộ được sử dụng phổ biến hơn trong các xe ô tô điện vì chúng có giá thành thấp hơn, cũng như đáp ứng được các yêu cầu về tốc độ và mô-men xoắn. Trong khi đó, động cơ điện đồng bộ được sử dụng trong các xe ô tô điện cao cấp, với hiệu suất cao hơn và độ bền lâu hơn.

Động cơ điện được điều khiển bởi một bộ điều khiển điện tử (ECU) để đảm bảo việc vận hành chính xác và hiệu quả của hệ thống truyền động. Bộ điều khiển này cũng được sử dụng để điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của động cơ điện, đồng thời điều khiển hệ thống phanh tái tạo để tăng độ hiệu quả của hệ thống truyền động.

Một lợi thế của động cơ điện so với động cơ đốt trong là tính năng vận hành trơn tru và êm ái. Điều này là do động cơ điện không tạo ra tiếng ồn và không có khí thải gây ô nhiễm môi trường. Điều này không chỉ tốt cho môi trường mà còn giúp giảm thiểu tiếng ồn và độ rung của xe, cải thiện trải nghiệm lái xe và đảm bảo sức khỏe của những người trong xe.

Bộ sạc trên xe

Bộ sạc trên xe (On-board Charger) là một trong những bộ phận quan trọng của hệ thống sạc của xe ô tô điện. Nó giúp chuyển đổi năng lượng từ nguồn điện AC (xoay chiều) được cung cấp bởi trạm sạc hoặc bộ sạc tường sang năng lượng DC (điện thế không đổi) để sạc ắc quy trên xe.

Bộ sạc trên xe thường được đặt trên xe hoặc trong khoang động cơ. Nó bao gồm các bộ phận chính như bộ biến đổi nguồn AC-DC, các bộ phận điều khiển và bảo vệ, cũng như các cảm biến đo lường thông số như điện áp, dòng điện, nhiệt độ và độ ẩm.

Ắc quy

Ắc quy là một thành phần cốt lõi của hệ thống pin trong ô tô điện. Điện năng được lưu trữ trong ắc quy và cung cấp cho động cơ xe. Vì vậy, ắc quy đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất và hoạt động của xe ô tô điện.

Các ắc quy sử dụng trong xe ô tô điện thường là ắc quy lithium-ion (Li-ion), vì chúng có khả năng lưu trữ năng lượng cao và trọng lượng nhẹ. Các ắc quy Li-ion được chia thành nhiều cell, mỗi cell có thể sản xuất một mức điện áp nhất định. Các cell này được kết nối lại với nhau để tạo thành một hệ thống pin.

Một số ắc quy Li-ion trong xe ô tô điện có thể có dung lượng lên đến hàng trăm kWh, đủ để cung cấp cho xe chạy trong khoảng cách hàng trăm km.

Bộ đối điện (inverter)

Bộ đối điện, hay còn gọi là inverter, có chức năng chính là chuyển đổi nguồn điện từ pin (DC) sang nguồn điện xoay chiều (AC) để cấp cho động cơ điện.

Cấu tạo của bộ đối điện

Bộ đối điện bao gồm các thành phần sau:

- Mạch điều khiển: Điều khiển quá trình chuyển đổi nguồn điện.

- Mạch nguồn: Cung cấp nguồn điện cho mạch điều khiển và mạch chuyển đổi.

- Mạch chuyển đổi: Chuyển đổi nguồn điện DC từ pin sang nguồn điện AC cho động cơ điện.

- Bộ điều khiển tốc độ: Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện.

- Bộ giám sát: Giám sát quá trình hoạt động của bộ đối điện và cảnh báo khi có sự cố.

Hoạt động của bộ đối điện

Khi xe ô tô điện được sạc, pin sẽ tích điện và cung cấp nguồn điện DC cho bộ đối điện. Bộ đối điện sẽ chuyển đổi nguồn điện DC này sang nguồn điện AC theo chuẩn được định sẵn và cấp cho động cơ điện. Điều này cho phép động cơ điện hoạt động ở mức công suất và tốc độ mong muốn.

Để tăng độ hiệu quả của hệ thống, bộ đối điện thường được thiết kế để có thể điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện. Bộ điều khiển tốc độ sẽ phát hiện tốc độ hiện tại của động cơ điện và điều chỉnh mức điện áp và tần số đầu ra của bộ đối điện để tăng hoặc giảm tốc độ quay của động cơ.

Bộ giám sát cũng là một thành phần quan trọng của bộ đối điện. Nó giám sát tình trạng hoạt động của bộ đối điện và cảnh báo khi có sự cố xảy ra, giúp người vận hành có thể xử lý kịp thời.

Bộ điều khiển điện tử

Bộ điều khiển điện tử (Electronic Control Unit - ECU) chịu trách nhiệm điều khiển và quản lý các hệ thống của xe để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn.

ECU trong xe ô tô điện bao gồm nhiều bộ phận, mỗi bộ phận đảm nhiệm một chức năng cụ thể. Các bộ phận này bao gồm:

- Bộ điều khiển động cơ: Điều khiển động cơ của xe ô tô điện, bao gồm tốc độ quay, dòng điện và điện áp.

- Bộ điều khiển hệ thống sạc: Điều khiển hệ thống sạc và kiểm soát việc sạc pin, đảm bảo rằng pin được sạc một cách an toàn và hiệu quả.

- Bộ điều khiển hệ thống phanh: Điều khiển hệ thống phanh của xe, bao gồm cả hệ thống phanh tái tạo.

- Bộ điều khiển hệ thống lái: Điều khiển hệ thống lái của xe, bao gồm cả hệ thống lái tự động.

- Bộ điều khiển hệ thống thông tin giải trí: Điều khiển hệ thống thông tin giải trí của xe, bao gồm cả hệ thống âm thanh và điều khiển hệ thống điều hòa.

Với các bộ phận trên, ECU sẽ thu thập thông tin về trạng thái của các hệ thống trên xe và điều khiển chúng để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả. Bên cạnh đó, ECU cũng có khả năng thu thập dữ liệu để phân tích và cải thiện hiệu suất của xe.

Hệ thống tản nhiệt

Hệ thống tản nhiệt của xe ô tô điện giúp giải nhiệt cho các bộ phận điện tử và giảm nguy cơ quá nhiệt.

Trong xe ô tô điện, hệ thống tản nhiệt thường được thiết kế để giải nhiệt cho hai bộ phận chính: động cơ điện và hệ thống điện tử. Điện từ được tạo ra trong động cơ điện sẽ sản sinh nhiệt, do đó cần được làm mát để giảm thiểu sự suy giảm hiệu suất và đảm bảo tuổi thọ của động cơ. Hệ thống điện tử cũng cần được làm mát để tránh quá nhiệt và hỏng hóc.

Hệ thống tản nhiệt của xe ô tô điện thường bao gồm bộ tản nhiệt chính, bơm nước, quạt tản nhiệt và ống dẫn. Bơm nước sẽ đưa nước làm mát từ bình chứa đến bộ tản nhiệt, nơi nước sẽ được giải nhiệt bằng cách tuần hoàn qua các ống dẫn. Quạt tản nhiệt được sử dụng để giúp tăng tốc quá trình giải nhiệt bằng cách đẩy không khí qua bộ tản nhiệt.

Hộp số

Xe ô tô điện không sử dụng hộp số truyền thống như các loại xe ô tô chạy bằng động cơ đốt trong. Thay vào đó, các xe ô tô điện sử dụng hệ thống truyền động trực tiếp từ động cơ điện đến bánh xe.

Điều này được thực hiện thông qua một bộ chuyển đổi tốc độ (speed controller) hoặc bộ điều khiển inverter, giúp điều chỉnh mức công suất điện đưa vào động cơ điện, từ đó điều chỉnh tốc độ di chuyển của xe. Điều này có nghĩa là, tốc độ của xe ô tô điện được điều chỉnh thông qua điều khiển điện tử chứ không phải qua hộp số.

Việc không sử dụng hộp số là một lợi thế lớn cho xe ô tô điện. Không những giúp giảm chi phí sản xuất, mà còn giảm thiểu các vấn đề về bảo trì và sửa chữa, đồng thời cải thiện độ bền của xe. Bên cạnh đó, việc không có hộp số cũng giúp xe ô tô điện vận hành mượt mà và êm ái hơn, đồng thời giảm tiếng ồn khi vận hành. Tuy nhiên, một số dòng xe ô tô điện cao cấp và xe đua có thể được trang bị hộp số, nhưng thường là loại hộp số tự động để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

Cổng sạc

Cổng sạc là nơi mà nguồn điện từ hệ thống sạc được kết nối và truyền tải đến ắc quy. Nó có chức năng kết nối với đầu sạc và truyền tải dòng điện từ đầu sạc vào xe để sạc pin.

Cổng sạc thường được đặt ở vị trí khác nhau trên xe tùy theo thiết kế của từng loại xe. Thông thường, nó được đặt ở một vị trí dễ dàng tiếp cận từ bên ngoài và có thể được che chắn để tránh bị ảnh hưởng bởi thời tiết.

Cổng sạc của xe ô tô điện thường có kích thước nhỏ gọn và được làm từ các vật liệu nhẹ như nhôm, thép không gỉ hoặc nhựa đặc biệt để giảm trọng lượng và tăng tính chịu lực của cổng. Cổng sạc cũng có thể được thiết kế để chống nước và chịu được các điều kiện khắc nghiệt.

Một số loại xe ô tô điện còn có thể được trang bị hệ thống sạc không dây, cho phép việc sạc pin được thực hiện một cách đơn giản và tiện lợi hơn. Trong hệ thống sạc không dây, cổng sạc được thay thế bằng một đế sạc được đặt ở một vị trí nhất định trên xe và đầu sạc được đặt trên một đế sạc tương ứng ở bên ngoài. Khi hai đế sạc đặt gần nhau, dòng điện sẽ được truyền qua không khí từ đầu sạc vào xe để sạc pin.

Hy vọng rằng bài viết trên đã giúp bạn có thêm thông tin về cấu tạo bên trong của xe ô tô điện. Theo dõi trang web của Tạp chí Tiếp thị và Gia đình để cập nhật những tin tức hữu ích và siêu hấp dẫn mà chúng tôi muốn đem đến cho bạn nhé!