Giới thiệu về xe ô tô điện là gì? Hoạt động như thế nào?

Xe ô tô điện đang dần trở thành xu thế thịnh hành ở nhiều quốc gia trên thế giới, và Việt Nam cũng không ngoại lệ. Vậy xe ô tô điện là gì? Cấu tạo ra sao? Hoạt động như thế nào? Tìm hiểu các thông tin giới thiệu về dòng xe điện để hiểu rõ về phương tiện đang được ưa chuộng này.

Xe ô tô điện sử dụng năng lượng được tạo ra từ động cơ điện, khác với xe ô tô động cơ đốt trong chạy bằng xăng hoặc dầu diesel. Cấu tạo cơ bản của xe ô tô điện gồm có động cơ điện, biến tần, bộ sạc pin, bộ điều khiển, cáp sạc.

Giới thiệu về xe ô tô điện là gì?

Xe ô tô điện là loại phương tiện được cung cấp năng lượng bởi động cơ điện. Thay vì sử dụng các động cơ đốt trong với các nhiên liệu như xăng hoặc dầu diesel, ô tô điện sử dụng năng lượng được cung cấp từ một bộ pin sạc.

Ô tô chạy hoàn toàn bằng năng lượng điện gọi là xe điện thuần túy (EV). Ngoài ra, loại xe ô tô vừa có thể chạy bằng điện, vừa có thể chạy bằng các nhiên liệu khác được gọi là xe điện lai - xe hybrid (HEV).

Giới thiệu về xe ô tô điện - phương tiện được cung cấp năng lượng bởi động cơ điện (Nguồn: sưu tầm)

Cấu tạo của xe ô tô điện

Động cơ điện

Động cơ (hay mô-tơ) của xe ô tô điện có cấu tạo đơn giản hơn nhiều so với các loại động cơ đốt trong. Động cơ điện chỉ có một bộ phận chuyển động mà không cần tới các thành phần truyền động phức tạp như xi-lanh, piston, bánh răng, trục khuỷu,.. Nhờ vậy, năng lượng của động cơ điện được truyền thẳng làm quay bánh xe thay vì phải qua các bộ phận trung gian.

Việc chọn động cơ điện sẽ phụ thuộc vào điện áp hệ thống của ô tô, có thể là động cơ xoay chiều (AC) hoặc động cơ một chiều (DC). Động cơ xoay chiều sẽ nhẹ và ít tốn kém hơn so với động cơ điện một chiều, được sử dụng phổ biến và ít bị hao mòn hơn. Tuy nhiên, công nghệ xoay chiều đòi hỏi một bộ điều khiển động cơ tinh vi hơn, phức tạp hơn.

Biến tần

Để động cơ có thể nhận được năng lượng từ pin sạc thì phải cần bộ phận biến tần ô tô hỗ trợ. Biến tần của ô tô điện có tác dụng biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều để động cơ có thể hoạt động được.

Biến tần còn giúp quá trình tái tạo năng lượng điện diễn ra. Khi phanh xe, bộ phận này sẽ có tác dụng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều để lưu trữ lại vào bộ pin.

Bộ sạc pin

Bộ sạc pin của ô tô điện được nạp năng lượng thông qua các trạm sạc chuyên dụng. Các công nghệ pin thường được sử dụng cho ô tô điện hiện nay:

• Pin Axit Chì: Đây là công nghệ pin này phổ biến nhất. Đồng thời, loại pin này cũng rẻ nhất so với các loại pin sạc khác. Một ưu điểm là nó có thể tái chế 97%.
• Pin Niken Hydride kim loại (NiMH): Công nghệ pin này cung cấp lượng điện năng và hiệu suất tốt hơn pin Axit Chì, vì thế, chi phí của loại pin này khá cao.
• Pin Lithium-Ion: Đây là loại pin quen thuộc vì nó được sử dụng trong điện thoại, máy ảnh,... Công nghệ pin này mang lại hiệu suất và thời gian sử dụng cao. Pin Lithium-ion nhẹ hơn axit Chì và kim loại Niken. Tuy nhiên, đây cũng là loại pin cũng có giá cao nhất trong 3 loại.

Bộ điều khiển

Bộ điều khiển của ô tô điện có tác dụng quản lý hoạt động của động cơ và phân phối công suất điện ở bất kỳ thời điểm nào. Có thể nói, bộ phận này là một cánh cổng giữa động cơ và pin, giúp giám sát và điều chỉnh tất cả các chỉ số báo hiệu suất chính của động cơ, pin, bàn đạp ga,...

Trong bộ điều khiển có một bộ vi xử lý giúp giới hạn và chuyển hướng dòng điện. Từ đó, hiệu suất của xe được cải thiện và có thể điều chỉnh sao cho phù hợp với phong cách lái xe.

Bộ điều khiển giúp quản lý mọi hoạt động của xe ô tô điện (Nguồn: sưu tầm)

Cáp sạc

Cáp sạc là bộ phận quan trọng giúp truyền năng lượng vào pin cho ô tô. Có nhiều loại cáp sạc ô tô điện khác nhau với cấu trúc và công suất đầu vào khác nhau.

Có 3 cấp độ sạc chính: Sạc chậm, trung bình và nhanh. Tùy từng cấp độ sạc mà mỗi xe ô điện sẽ tương thích với loại cáp sạc khác nhau. Đối với cấp độ 3 - sạc nhanh, xe cần đạt chuẩn kết nối riêng và cần chuẩn bị cáp sạc xe điện phù hợp khi đến các trạm sạc công cộng.

Xe điện hoạt động ra sao?

Pin ô tô điện được lắp dưới sàn xe, gồm rất nhiều viên pin nhỏ được xếp thành từng nhóm (gói pin). Các gói pin sẽ cấp điện cho động cơ cảm ứng, gồm stator (phần đứng yên) và rotor (phần chuyển động).

Khi nhấn ga ô tô, năng lượng được lưu trữ trong pin sạc sẽ được truyền sang động cơ điện. Từ trường sẽ được tạo ra khi stator được nối với nguồn điện. Động cơ được cung cấp năng lượng giúp mô tơ hoạt động, các bánh xe quay và xe di chuyển được.

Khi sử dụng phanh, ô tô bắt đầu giảm tốc độ, động cơ trở thành máy phát điện, tạo ra điện năng. Sau đó, năng lượng này sẽ được lưu trữ lại vào pin.

Phạm vi hoạt động của xe ô tô điện

Phạm vi hoạt động của xe ô tô điện là mối quan tâm hàng đầu của hầu hết người có ý định mua phương tiện này. Dựa trên thông số nhà sản xuất công bố, người mua có thể biết được phạm vi hoạt động, tuy nhiên con số trên thực tế sẽ sự chênh lệch nhẹ.

Quãng đường di chuyển thực tế của ô tô điện sẽ phụ thuộc vào các yếu tố chủ quan như cách sử dụng xe, hay các yếu tố khách quan như nhiệt độ môi trường. Chủ xe cần biết ước lượng quãng đường di chuyển của xe dựa trên cả thông số từ nhà sản xuất và các yếu tố trên.

Trước tiên, người dùng cần hiểu về khái niệm kilowatt giờ (KWh). Đây là năng lượng mà pin sẽ cung cấp cho động cơ điện mà người dùng có thể độc trong bảng thông số của xe. Từ đó, người dùng sẽ hiểu khái niệm dung lượng pin tính bằng kWh. Hiện nay, pin của ô tô điện có mức dung lượng trong khoảng 20kWh - 100kWh.

Trong điều kiện lý tưởng nhất, động cơ có thể chạy hết công suất trên bảng thông số, ví dụ, chiếc ô tô có công suất 100kW với pin 10kWh thì trong thời gian 1 giờ sẽ chạy hết công suất này.

Vì các điều kiện chủ quan và khách quan đã đề cập trên, công suất thực tế ít hơn đôi chút vì pin có thể giảm hiệu suất, đồng thời pin còn được sử dụng để cung cấp năng lượng cho những thiết bị khác trên ô tô.

Một khái niệm người dùng cần nắm là mức tiêu thụ trung bình được hiển thị theo kWh/100km. Mức tiêu thụ này có thể thay đổi dựa trên điều kiện của đường xá và phong cách lái của chủ xe.

Phạm vi hoạt động của xe ô tô điện được tính theo công thức sau:

(Dung lượng của pin / Mức tiêu thụ trung bình) x 100

Kết quả giúp chủ xe ước lượng được số km mà xe chạy được khi pin sạc đầy. Con số này sẽ có sự thay đổi chút ít, vì vậy chủ xe cần ghi chép hay lưu lại phạm vi hoạt động của xe trong những chuyến đi gần nhất để tránh trường hợp xe độ nhiên hết nhiên liệu.

So sánh giữa xe ô tô chạy bằng điện và xe ô tô chạy xăng

• Về giá thành: Với công nghệ ngày càng cải tiến, chi phí xe điện ngày càng hợp lý do quy trình sản xuất ngày càng được tối ưu hóa. Hiện nay, giá một chiếc xe ô tô điện không còn quá cao so với các loại xe ô tô chạy nhiên liệu khác. Thậm chí, ở nhiều quốc gia, giá xe điện còn thấp hơn xe xăng nhờ vào chính sách hỗ trợ của chính phủ.
• Về chi phí vận hành: Vì xe điện có kết cấu đơn giản, không có nhiều bộ phận trung gian nên việc bảo dưỡng động cơ sẽ không mất nhiều chi phí. Đồng thời, với giá nhiên liệu xăng dầu ngày càng tăng cao, xe điện chạy bằng pin sạc sẽ giúp tiết kiệm chi phí cho chủ sở hữu xe.
• Về tốc độ chạy: Xe ô tô điện chạy nhanh hơn xe xăng cùng công suất vì 100% mô-men xoắn động cơ sinh ra được dùng để dẫn động và không bị thất thoát năng lượng. Xe điện có thể tăng tốc ngay khi đạp chân ga. Trong khi đó, xe ô tô xăng sử dụng động cơ đốt trong cần thời gian để truyền năng lượng phát ra từ động cơ tới bánh xe và để đạt mô-men xoắn cực đại. Bên cạnh đó, trong quá trình này, xe xăng cũng sẽ tiêu hao nhiều năng lượng qua các bộ phận truyền động khác, làm giảm khả năng bứt tốc.
• Về sự thân thiện với môi trường: Đây là một ưu điểm của xe điện so với xe xăng vì trong quá trình sử dụng, ô tô điện tạo ra lượng khí thải thấp hơn rất nhiều so với xe xăng. Động cơ xe ô tô điện chuyển hoá khoảng 75% năng lượng hoá học từ pin thành nguồn cấp năng lượng cho xe. Trong khi đó, ô tô động cơ đốt trong chỉ chuyển hoá khoảng 20% năng lượng thành động năng. Với công nghệ ngày càng được cải tiến, các nhà sản xuất luôn nghiên cứu để giảm tối đa lượng khí thái này.
• Về sự tiện lợi khi nạp nhiên liệu: Chủ xe tính toán được phạm vi hoạt động của chiếc xe của mình thì hoàn toàn có thể sạc đủ lượng điện cần thiết trước khi khởi hành mà không lo hết nhiên liệu giữa đường. Đặc biệt, chủ xe ô tô điện có thể sạc pin ngay tại nhà mà không cần đến trạm sạc công cộng. Trong khi xe xăng, chủ xe sẽ cần đến trạm xăng để nạp nhiên liệu. Hiện nay, số lượng trạm sạc đã và đang được mở rộng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.

Xe ô tô điện tại Việt Nam

Xe điện đang trở thành xu hướng phương tiện trên thế giới, và Việt Nam cũng không ngoại lệ. Thị trường ô tô điện tại Việt Nam được các chuyên gia nhận định là thị trường tiềm năng. Xu thế giao thông xanh đang ngày càng được khuyến khích mở rộng trên khắp các tỉnh thành và được nhiều người đón nhận.

Sau khi đã nắm được những thông tin giới thiệu về xe ô tô điện, vậy người quan tâm đến phương tiện này có thể dễ dàng mua xe điện tại Việt Nam không? Trong xu thế giao thông xanh ngày càng được đón nhận, VinFast - Hãng xe ô tô điện tiên phong tại Việt Nam, đã cho ra mắt các dòng xe ô tô điện hiện đại, được trang bị hệ thống động cơ, pin có khả năng vận hành vượt trội, với thiết kế sang trọng, đẳng cấp.

Bên cạnh đó, VinFast cũng nỗ lực hoàn thiện hệ thống trạm sạc trên 63 tỉnh thành, đáp ứng tối đa nhu cầu nạp nhiên liệu của khách hàng. Để đáp ứng nhu cầu của từng phân khúc người dùng, VinFast xe điện hiện đang có 5 mẫu xe:

• VinFast VF e34 - SUV hạng C
• VinFast VF 9 - SUV hạng E
• VinFast VF 8 - SUV hạng D
• VinFast VF 7 - SUV hạng C
• VinFast VF 6 - SUV hạng B

5 mẫu xe ô tô điện của VinFast đều sở hữu thiết kế ấn tượng và vô cùng thời thượng. Ngoài những ưu điểm vốn có của xe điện, các mẫu xe của Vinfast còn được tích hợp thêm nhiều tính năng ưu việt như chế độ tự động lái, hệ thống phanh thông minh. Các mẫu xe trên đã và đang thu hút nhiều sự chú ý của khách hàng, hứa hẹn trở thành sự lựa chọn hàng đầu của người dùng ô tô trong tương lai.

VinFast VF e34 mẫu ô tô điện đầu tiên được mở bán tại Việt Nam

Một số câu hỏi thường gặp về xe ô tô điện

Chi phí nuôi xe điện có đắt hơn xe xăng?

Đây là câu hỏi mà nhiều người quan tâm khi lo ngại chi phí sạc pin, thuê pin quá cao. Để trả lời câu hỏi này, có thể so sánh nhanh giữa xe điện và xe xăng cùng phân khúc để biết được loại xe nào tốn chi phí vận hành hơn.

Với giá xăng hơn 31.000 VNĐ/lít (cập nhật tháng 6/2022), mức tiêu thụ xăng đối với xe hạng C (7,8 lít/100km) thì chi phí để vận hành xe rơi vào khoảng 1.200.000 VNĐ cho quãng đường 500km.

Còn đối với xe điện cùng phân khúc, cụ thể là xe VinFast VF e34 hạng C (mức tiêu thụ điện là 13,4 kWh/100km), với giá điện hiện nay cùng với chi phí thuê pin, tổng chi phí đi quãng đường 500km chỉ khoảng 850.000 đồng. Từ đó, có thể thấy chi phí cho xe ô tô điện thấp hơn so với xe chạy xăng đáng kể.

Xe điện có an toàn không?

Hầu hết các sản phẩm xe ô tô điện chất lượng đều có khả năng chống nước đạt tiêu chuẩn IP quốc tế. Vì thế, khi đi trên các con đường ngập nước do trời mưa, xe sẽ tránh được rủi ro “chết” máy như các xe sử dụng động cơ đốt trong. Ví dụ như xe ô tô điện VinFast VF e34 được trang bị pin đạt tiêu chuẩn chống nước IP67, có thể cho phép xe chịu được mức nước ngập ở độ sâu 1m trong 30 phút liên tục.

Ngoài ra, xe ô tô điện còn hạn chế tình trạng cháy nổ xe diễn ra. Vì sử dụng pin thay vì xăng dầu, nguy cơ bắt lửa rất thấp. Trường hợp điện áp tăng quá giới hạn khiến pin nóng lên, các mạch điện an toàn sẽ giúp ngắt pin, hạn chế tối đa rủi ro chập điện, cháy nổ.

Qua phần giới thiệu về xe ô tô điện, có thể thấy đây là một phương tiện lý tưởng để sở hữu, bởi dòng xe này sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội hơn hẳn so với xe ô tô động cơ đốt trong. Đặc biệt khi xe thế giao thông xanh ngày càng được ủng hộ, thì ô tô điện chính là sự lựa chọn của tương lai, góp phần quan trọng trong việc bảo vệ môi trường sống của con người.

Nếu có nhu cầu sở hữu một chiếc ô tô điện, tham khảo các mẫu xe của Vinfast với đa dạng phân khúc, thiết kế đẹp mắt và được tích các tính năng ưu việt, tiên tiến nhất hiện nay.