Xe Điện

Tổng quan về xe điện – EV

Bản thân xe điện không phát ra khí thải độc hại và phần lớn không gây ra tiếng ồn khi vận hành. Tuy nhiên, phải tính đến việc phát thải khi sản xuất điện.

Hình dưới mô tả tổng quan về các thành phần của xe điện và các chức năng của hệ thống quản lý bộ truyền động:

Bộ truyền động trên xe điện

Khác với động cơ đốt trong, động cơ điện cung ứng mô-men xoắn đều đặn, vô cấp trong một phạm vi vòng quay rộng, vì vậy không cần thiết đến hộp số hay bộ ly hợp. Ngoài ra, xe cũng có thể chuyển động lùi mà không cần hộp số. Động cơ điện tự động khởi chạy và do đó không cần thiết bị khởi động.

Vì thế, việc truyền động thường chỉ thông qua một hộp số giảm tốc giữa động cơ điện (thí dụ, động cơ điện đồng bộ với từ tính vĩnh cửu) và trục dẫn động. Cần chọn mức tốc độ được thiết kế tương tự như một cần số của hộp số tự động thông thường. Do đó, người lái xe có cảm giác vận hành một xe cơ giới với động cơ thông thường.

Bên cạnh các chức năng P (đỗ), R (chuyển động lùi), N (chạy không tải) cũng như D (chuyển động), hệ thống có thể có thêm các chức năng khác:

B (phanh): Tăng mức độ thu hồi năng lượng khi chuyển động xuống dốc hoặc thả trôi (phục hồi cao)
C (tiện nghi): Giảm tác dụng thu hồi năng lượng trên đường trường (phục hồi thấp)

Truyền động bánh xe: Bộ truyền động của xe điện cũng có thể thực hiện bằng sự hỗ trợ của động cơ ở bệ bánh xe. Ở đây, mỗi bánh xe có một động cơ riêng. Ở kiểu truyền động này không cần có trục truyền động và do đó đơn giản hóa kết cấu.

Các chi tiết sau trên xe điện sẽ được làm mát để bảo vệ chống quá nhiệt:

Động cơ điện
Bộ sạc cho pin cao áp
Pin cao áp
Bộ Điện tử công suất (Power Electronic)

Nhiệt độ của nước làm mát có thể đạt tới ngưỡng 65 độ C và được quản lý bởi ECU.

Để sưởi ấm cho khoang nội thất, xe điện được trang bị hệ thống nước làm mát riêng. Đường ống này bao gồm bơm nước, thanh sưởi điện áp cao PTC cũng như dàn sưởi.

Hệ thống sạc điện (On-Board Charger)

Xe điện thường có 3 hệ thống sạc điện cho pin cao áp:

Điện xoay chiều AC 1 pha (sử dụng ổ cắm điện gia dụng): Xe sử dụng hệ thống sạc tích hợp sẵn trên xe (On-Board Charger – OBC) để chuyển dòng điện xoay chiều AC thành DC, giúp sạc cho pin. OBC hiện nay cho phép xe sạc với dòng điện 1 pha bình thường 230V/16A. Công suất giới hạn ở 3,7kW. Tuy nhiên để bảo đảm an toàn, trên thực tế công suất bị giới hạn ở 2,3 kW.
Điện xoay chiều AC 3 pha (sử dụng Wallbox): Sử dụng dòng điện xoay chiều 3 pha với dòng điện 400V/16A cho công suất 11 kW hoặc 400V/32A cho công suất 22kW
Điện 1 chiều DC (Hệ thống sạc chuyên dụng): Một hệ thống nạp nhanh cho phép nối với các trạm nạp điện nhanh đặc biệt của nhà cung cấp năng lượng có công suất định danh tới 300kW, có thể nạp một bộ pin cao thế hết điện tới 80% dung lượng trong khoảng 30 phút. Thời gian nạp 5 phút đủ để xe chạy khoảng 30 km.

Dung lượng ắc quy phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ bên ngoài. Nhiệt độ thấp làm giảm dung lượng và do đó có thể giảm mạnh phạm vi hoạt động của chiếc xe điện.

Inverter (Bộ biến đổi điện một chiều)

Chuyển đổi điện áp (Inverter) chuyển một chiều (DC) của pin thành điện áp xoay chiều (AC) cho động cơ điện. Bộ biến đổi DC/DC (DC Converter) được dùng với ắc quy 12 V của xe cho các phụ kiện và hệ thống thiết bị khác.

Các bộ phận sử dụng điện áp cao trên xe điện

Trong một xe điện, các bộ phận sau được vận hành bằng điện:

Trợ lực tay lái
Bơm chân không cho bộ cường hóa lực phanh (tổng phanh)
Máy nén (lốc lạnh) của hệ thống điều hòa không khí
Sưởi ấm xe

Máy nén điều hòa không khí và sưởi ấm xe hoạt động bằng điện từ pin cao thế.

Thanh sưởi cao áp (PTC)

Thanh sưởi PTC sử dụng nguồn điện cao áp để vận hành và đầu kết nối 12V đề điều khiển bằng dạng tín LIN-Bus. Bộ điều khiển điều hoà không khí sẽ quản lý thanh sưởi PTC. Đàu vào và đầu ra của nước làm mát được kiểm soát nhiệt độ bằng cảm biến. Bộ điều khiển sẽ quy đổi sang thang công suất sưởi từ 0% đến 100%.

Dòng điện cao áp cũng cấp cho thanh sưởi có thể từ 180V đến 374V. Qua đó dòng điện có thể lên tới 30A.

Tuỳ vào điều kiện vận hành mà các thiết bị dùng điện cao thế trên xe có thể bị giới hạn công suất tương ứng, thấm chí vô hiệu hoá để dành công suất cho thiết bị chính.