Động cơ điện ô tô: Tìm hiểu 6 loại động cơ ô tô điện phổ biến
Bạn đang tìm hiểu về động cơ điện ô tô, ưu điểm của động cơ điện cũng như các loại động cơ phổ biến trên xe ô tô điện.
Động cơ xe điện được ví như trái tim của một chiếc xe ô tô. Thay vì sử dụng động cơ đốt trong, động cơ xe điện sử dụng năng lượng điện biến đổi thành động năng. Hiểu cụ thể hơn là xe ô tô điện sẽ được truyền động bằng động cơ điện.
Nhờ khả năng vận hành như vậy mà động cơ điện có ưu thế hơn về giá, giúp tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, hứa hẹn sẽ là loại động cơ được sử dụng phổ biến trong tương lai.
Bài viết sau đây, mời bạn cùng AutoDetailing.vn tìm hiểu sơ qua về động cơ điện ô tô và 6 loại động cơ điện phổ biến nhất trên thị trường hiện nay!
Động cơ điện ô tô
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, động cơ điện ra đời như một nhu cầu tất yếu cho sự phát triển của xã hội. Ngày càng có nhiều ô tô sử dụng động cơ chạy bằng điện, chúng hoạt động dựa vào điện năng. Động cơ điện vận hành như một lá máy phát điện, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ.
Ưu điểm của động cơ điện
Điều đáng nói đầu tiên là ưu điểm vượt trội của động cơ điện là không thải ra khí CO2 từ quá trình đốt cháy nhiên liệu và không gây hại cho môi trường. Ngoài ra, động cơ điện còn cho phép ta sử dụng các phương pháp điều khiển tiên tiến để điều khiển động cơ, thể hiện ưu điểm vượt trội về khả năng điều khiển, từ đó nâng cao chất lượng động học của ô tô.
Động cơ xe điện có cấu tạo đơn giản, dễ lắp ráp, khi di chuyển trên nhiều địa hình khác nhau có thể mang đến cho người dùng cảm giác lái êm ái, không gây ra nhiều tiếng ồn. Điều đáng nói là hiệu suất chuyển đổi nguyên liệu của xe điện thành năng lượng cơ tương đối cao.
Ngoài ra, động cơ điện phản ứng chính xác với mô-men xoắn nhanh hơn khoảng 100 lần so với động cơ đốt trong. Mỗi bánh xe có thể sử dụng hai hoặc bốn động cơ đặt trong bánh xe (in-wheel), không giống như ô tô thông thường chỉ có một động cơ đốt trong.
Việc tích hợp động cơ vào bánh xe đã dẫn đến một sự thay đổi đáng kể trong cơ chế của xe điện. Sự tích hợp này còn cho phép điều khiển độc lập các bánh xe, giúp khả năng điều khiển chuyển động của xe điện linh hoạt hơn.
Đồng thời, động cơ xe điện còn có thể tính toán chính xác mô-men xoắn điện từ của động cơ bằng cách đo các thông số dòng điện và điện áp của động cơ, giúp tính toán và kiểm soát chính xác lực chuyển động giữa mặt đường và bánh xe trở nên dễ dàng hơn.
Hầu hết các loại xe điện ngày nay đều được trang bị một hoặc nhiều động cơ điện. Để cung cấp năng lượng cho động cơ xe điện, những chiếc xe này trang bị bộ ắc-quy kéo được cắm ở các trạm sạc hoặc điện lưới.
6 Loại động cơ phổ biến trên xe ô tô điện
Đánh giá trên các tiêu chí như nhiên liệu sử dụng, tốc độ hoặc chu trình công tác, xilanh, thiết kế,… động cơ ô tô sẽ được phân chia thành các loại khác nhau. Sau đây là 6 loại động cơ ô tô được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay.
- Động cơ một chiều (DC Motor): Đây là loại động cơ hoạt động với dòng điện một chiều. Loại động cơ này là sự lựa chọn hàng đầu cho những ứng dụng điều khiển tốc độ, momen khi công nghệ bán dẫn và kỹ thuật điều khiển chưa hình thành. Tuy nhiên, động cơ một chiều thường có tuổi thọ thấp do cần chổi than và bộ vành góp không thích hợp với khí hậu nóng ẩm nhiều khói bụi.
- Động cơ IM không đồng bộ (Induction Motor): Động cơ IM vận hành với tốc độ quay của rotor chậm hơn so với tốc độ quay của từ trường stator. Với ưu điểm chi phí thấp, tính linh hoạt cao và dễ sản xuất, IM Motor hoàn toàn có thể thực hiện thuật toán điều khiển véc tơ tiên tiến của động cơ xe điện.Động cơ IM đạt hiệu quả cao khi được sử dụng trên dòng xe thường xuyên di chuyển trên địa hình cho phép di chuyển với tốc độ cao. Khả năng vận hành cũng như phạm vi hoạt động sẽ không tối ưu nếu động cơ IM được sử dụng trong quãng đường ngắn, hay dừng đỗ như Việt Nam.
- Động cơ SynRM từ trở đồng bộ (Synchronous Reluctance Motor): Động cơ từ trở đồng bộ Synrm có cuộn dây và lõi sắt từ với cấu trúc stator tương tự như động cơ xoay chiều thông thường. Từ trở dọc trục và từ trở ngang trục trên động cơ hoạt động khác nhau để sản sinh ra mô men xoắn từ trở làm cho động cơ quay.
- Động cơ SRM từ trở thay đổi (Switched Reluctance Motor): Động cơ SRM có cấu tạo rất đặc biệt. Trong khi rotor là một miếng sắt duy nhất không có cuộn dây hoặc nam châm, thì stator có cuộn dây tương tự như dây kích từ của động cơ DC. Điều này làm cho động cơ SRM rất bền vững về mặt cơ khí và được thiết kế cho dải tốc độ lên đến hàng chục nghìn vòng/phút. Tuy nguyên lý làm việc đơn giản nhưng nhược điểm của loại động cơ này là động cơ có tính phi tuyến tính cao, khó điều khiển. Ngoài ra, thiết kế động cơ SRM sẽ khó kiểm soát với dòng xe điện chất lượng cao.
- Động cơ BLDC motor – động cơ một chiều không chổi than (Brushless DC motor): Loại động cơ này là loại động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, có hiệu suất và khả năng sản sinh mômen cao. Động cơ BLDC có nhược điểm là có nhấp nhô mômen lớn, trong 1 chu kỳ xuất hiện 6 xung mômen.
- Động cơ IPM – động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm (Interior Permanent Magnet Motor): Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu IPM được coi là loại động cơ hoàn hảo nhất cho xe điện, được trang bị chiếc xe điện VF E34 của Vinfast. Động cơ IPM có nam châm trên bề mặt rotor vốn có đặc tính điều khiển tối ưu. Từ đó, tạo ra khả năng sản sinh momen trừ trở, tích hợp thêm vào momen vốn có do nam châm tạo ra. Đồng thời, động cơ IPM có khả năng giảm từ thông mạnh, hỗ trợ nâng cao vùng điều chỉnh tốc độ và khả năng vận hành hiệu quả.
Sự Khác Nhau Giữa Động Cơ Điện và Động Cơ Đốt Trong
- Xét về hiệu suất:
– Động cơ đốt trong: khoảng 35%
– Động cơ điện: khoảng 90%
Do động cơ điện sở hữu kích thước và khối lượng nhỏ hơn rất nhiều so với động cơ đốt trong nên hiệu suất sẽ cao hơn gấp nhiều lần.
- Mo-men xoắn
Đối với dòng xe ô tô sử dụng động cơ điện sẽ có tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với xe hoạt động bằng động cơ đốt trong. Lý do là xe sử dụng động cơ điện có thể tạo ra mô-men xoắn khi nó hoạt động ổn định. Với động cơ đốt trong phải đạt tốc độ vận hành cao để có được mô-men xoắn.
- Đặc tính của động cơ
Động cơ điện có nhiều ưu điểm hơn động cơ đốt trong, bởi bản thân động cơ điện đã tạo ra lợi thế riêng khi đường đặc tính của nó tiệm cận với thực tế mà con người mong đợi. Trong khi đó, động cơ đốt trong phải cần sự hỗ trợ của hệ thống truyền lực.
- Chi phí sử dụng và bảo trì
Vì ô tô sử dụng động cơ điện sẽ chạy bằng pin nên sẽ có chi phí vận hành và bảo trì thấp hơn nhiều lần so với ô tô sử dụng động cơ đốt trong.
Sau đây là bảng so sánh những ưu nhược điểm của động cơ điện và động cơ đốt trong:
Ưu Điểm
Nhược Điểm
Động cơ điện
– Không thải khí CO2 ra môi trường, bảo vệ sức khỏe
– Vận hành êm ái, không tiếng ồn
– Chi phí cao
– Mất nhiều thời gian để sạc pin và kém linh động
Động cơ đốt trong
– Tương thích với các dòng siêu xe tốc độ giúp đạt ngưỡng tốc độ cực đại
– Linh hoạt, nạp nhiên liệu nhanh chóng
– Xe ô tô máy dầu sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn so với xe ô tô sử dụng xăng
– Giá dầu diesel rẻ hơn giá xăng
– Xe sử dụng động cơ xăng tốn nhiều chi phí
– Gây tiếng ồn khó chịu khi sử dụng.
Các hãng sản xuất xe ô tô trên thế giới hiện nay đang không ngừng nghiên cứu và phát triển các dòng xe chạy bằng điện, tất cả đều hướng đến mục tiêu chuyển đổi dạng năng lượng dùng trong giao thông. Hứa hẹn tương lai không xa, động cơ điện sẽ là loại động cơ được sử dụng phổ biến tương tự như động cơ đốt trong.
- Xem thêm: Xe ô tô điện
Lời kết
Hy vọng qua những thông tin mà AutoDetailing.vn chia sẻ về động cơ điện ô tô và 6 loại động cơ điện đang được dùng phổ biến hiện nay sẽ giúp bạn có cái nhìn bao quát hơn về loại động cơ này.
AutoDetailing.vn – Blog chia sẻ, đánh giá phụ kiện ô tô cũng như chia sẻ các thông tin hữu ích về thị trường ô tô, cách tự chăm sóc chiếc xe ô tô giúp người dùng trải nghiệm nhiều hơn trên chiếc xe của mình.
Tìm kiếm AutoDetailing.vn qua:
