Các loại động cơ ô tô điện phổ biến hiện nay

Khác với xe truyền thống dùng xăng hoặc dầu, ô tô điện vận hành bằng năng lượng điện - tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường. Đa số xe điện hiện nay đều được trang bị ít nhất một motor điện, kết hợp cùng bộ ắc quy kéo và khả năng sạc từ điện lưới hoặc trạm sạc để duy trì hoạt động.

Trong bài viết này, Auto365 sẽ cùng bạn khám phá sơ lược về các loại động cơ điện ô tô phổ biến nhất hiện nay, để hiểu rõ hơn về công nghệ đang định hình tương lai ngành xe hơi.

1. Những ưu điểm nổi bật của động cơ ô tô điện 

Động cơ điện là lựa chọn lý tưởng cho tương lai xanh khi không thải khí CO₂, góp phần giảm ô nhiễm môi trường. Cấu tạo đơn giản, dễ lắp ráp, giúp giảm chi phí sản xuất đáng kể.

Bên cạnh đó, động cơ điện cao tạo cảm giác dễ chịu khi điều khiển do không có tiếng ồn khi di chuyển. Đặc biệt, động cơ điện có hiệu suất vận hành tốt hơn động cơ đốt trong rất nhiều. 

Động cơ điện có khả năng đáp ứng momen xoắn một cách chính xác và nhanh gấp khoảng 100 lần so với động cơ đốt trong. Mỗi bánh xe có thể sử dụng hai hoặc bốn động cơ trong bánh xe (in-wheel), còn động cơ đốt trong thông thường chỉ được một động cơ đốt trong. 

Việc tích hợp động cơ vào bánh xe làm kết cấu cơ khí của những chiếc động cơ ô tô điện thay đổi khá nhiều. Mặt khác, việc này còn cho phép điều khiển các bánh xe một cách độc lập, qua đó giúp khả năng điều khiển chuyển động của xe ô tô điện trở nên linh hoạt hơn nhiều. 

Ngoài ra, xe điện còn có thể tính toán chính xác mô-men điện từ thông qua các thông số dòng điện, điện áp, từ đó nâng cao khả năng kiểm soát và an toàn khi vận hành.

2. Các loại động cơ ô tô điện phổ biến nhất hiện nay

Hiện nay, động cơ điện được phân thành nhiều loại khác nhau. Cùng Auto365 khám phá ngay 6 loại động cơ điện phổ biến nhất hiện nay để hiểu rõ hơn về đặc điểm và ứng dụng của từng loại nhé:

2.1 Động cơ điện ô tô một chiều (DC Motor)

Động cơ một chiều DC Motor là động cơ sử dụng dòng điện một chiều để vận hành chiếc xe. Động cơ một chiều chính là sự lựa chọn phổ biến dành cho những ứng dụng cần điều khiển tốc độ, momen khi công nghệ bán dẫn và kỹ thuật điều khiển chưa được phát triển. 

Tuy nhiên, động cơ một chiều lại cần phải sử dụng chổi than và bộ vành góp, nên không thích hợp với điều kiện thời tiết nóng ẩm, bụi bẩn dẫn tới giảm tuổi thọ động cơ. 

2.2 Động cơ SynRM từ trở đồng bộ (Synchronous Reluctance Motor)

Động cơ từ trở đồng bộ SyunRM Synchronous Reluctance Motor có cấu trúc sator giống động cơ xoay chiều thông thường với dây quấn và lõi sắt từ. Từ trở dọc và trở ngang trục trên động cơ hoạt động không giống nhau, sinh ra momen từ trở làm động cơ quay. 

2.3 Động cơ SRM từ trở thay đổi (Switched Reluctance Motor)

Động cơ SRM Switched Reluctance Motor được cấu tạo rất đặc biệt. Cụ thể, rotor là một khối sắt, không có nam chân hay dây quấn, trên stator có dây quấn tương tự như dây quấn kích từ của động cơ một  chiều. Điều này giúp động cơ SRM rất chắc chắn về cơ khí, thiết kế ở dải tốc độ cao có thể lên đến hàng chục nghìn vòng/phút. 

Tuy nhiên nguyên lý hoạt động có phần đơn giản nhưng động cơ này có tính phi tuyến cao nên gặp khó khăn trong việc điều khiển. Đồng thời thiết kế của động cơ lại khó điều khiển đối với ô tô điện chất lượng cao. 

2.4 Động cơ ô tô điện IM không đồng bộ (Induction Motor)

Động cơ IM Induction Motor hoạt động cùng với tốc độ quay của rotor chậm hơn so với tốc độ quay của từ trường Stator. Với những ưu điểm như giá thành thấp, dễ chế tạo thì động cơ điện IM hoàn toàn có thể được áp dụng sử dụng trên động cơ xe ô tô điện. 

Động cơ IM đạt hiệu suất cao khi chiếc xe được sử dụng thường xuyên, thích hợp khi chạy trên đường cao tốc. 

Hiệu suất cũng như quãng đường di chuyển sẽ không được tối ưu, nếu như sử dụng động cơ IM trên những đoạn đường ngắn hay dừng đỗ. 

2.5 Động cơ BLDC motor - động cơ một chiều không chổi than

Động cơ BLDC động cơ một chiều không chổi than - Brushless DC motor là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, có hiệu suất và khả năng sinh momen cao. Nhược điểm của loại động cơ này là có nhấp nhô momen lớn, xuất hiện 6 xung momen chỉ trong một chu kỳ. 

2.6 Động cơ IPM - động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm 

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm - Interior Permanent Magnet Motor được xem là loại động cơ hoàn hảo nhất trong việc ứng dụng trên xe ô tô điện, trong đó có chiếc VF e34 của Vinfast. 

Động cơ IPM có nam châm được gắn trên bề mặt rotor, chúng vốn đã có đặc tính điều khiển rất tốt. Qua đó tạo khả năng sinh momen từ trở, cộng thêm vào momen vốn có do nam châm tạo ra. Động cơ IPM có khả năng giảm từ thông mạnh, cho phép nâng cao vùng điều chỉnh tốc độ và khả năng làm việc hiệu quả. 

3. Ứng dụng của các loại động cơ điện ô tô nam châm vĩnh cửu trên Vinfast VF e34

VF e34 - mẫu ô tô điện đầu tiên của VinFast được trang bị động cơ điện nam châm vĩnh cửu đặt phía trước, sản sinh công suất 110kW và mô-men xoắn cực đại 242 Nm. Khả năng tăng tốc mượt mà, phản hồi tức thì nhờ hộp số 1 cấp, tối ưu trải nghiệm lái linh hoạt và tiết kiệm năng lượng.

Thiết kế đầu xe kín đáo, không lưới tản nhiệt, đặc trưng của động cơ điện giúp VF e34 đậm chất tương lai. Xe sử dụng pin Lithium-ion, có thể di chuyển 180km chỉ sau 15 phút sạc nhanh, và đạt 300km cho mỗi lần sạc đầy.

Đặc biệt, pin được quản lý thông minh qua ứng dụng, giúp người dùng dễ dàng theo dõi tình trạng pin và nhận cảnh báo sớm, nâng cao an toàn và sự chủ động khi vận hành.

Nguồn: VATC