 |
| Một hệ thống mô-tơ điện hiện đại bao gồm ba thành phần chính gồm: motor, reducer và inverter |
Cho dù hệ truyền động điện có cấu trúc đơn giản hơn so với động cơ đốt trong, nhưng công nghệ phía sau chúng lại phức tạp không kém. Trong khi bộ pin đóng vai trò “trái tim” quyết định quãng đường di chuyển và tốc độ sạc của xe điện, nhưng chính các mô-tơ kéo mới là bộ phận chuyển hóa năng lượng dự trữ thành chuyển động ở bánh xe.
Cấu trúc bên trong của những mô-tơ này phức tạp và thường không được hiểu rõ bởi phần đông đại chúng. Gần đây, Hyundai đã công bố phần giải thích chi tiết về cách thức mô-tơ điện trên các mẫu xe của hãng vận hành, kèm theo những thay đổi kỹ thuật giúp nâng hiệu suất cho các mẫu như Hyundai Ioniq 5 N và Kia EV6 GT. Video kỹ thuật của hãng được xem là một trong những phần minh họa dễ hiểu nhất về cách mô-tơ xe điện hoạt động hiện nay.
Video Hyundai cách hoạt động của hệ thống truyền động điện "2-Stage Motor System"
Cụ thể, một hệ thống mô-tơ điện thường gồm ba thành phần chính gồm: mô-tơ, bộ truyền lực (reducer) và bộ chuyển đổi inverter. Mô-tơ tạo ra mô-men xoắn, bộ truyền lực đưa mô-men đó tới bánh xe, còn inverter chuyển dòng điện một chiều (DC) từ pin thành dòng xoay chiều (AC) và kiểm soát cách nguồn điện được phân phối. Tư liệu giải thích mới của Hyundai tập trung nhiều vào bộ phận này.
Quá trình xe điện bắt đầu di chuyển diễn ra như sau, dòng điện một chiều từ pin đi vào inverter và được biến đổi thành dòng xoay chiều cấp cho mô-tơ. Khi dòng xoay chiều chạy qua các cuộn dây mô-tơ, nó tạo ra từ trường biến đổi liên tục khiến rô-to quay. Toàn bộ quá trình này xảy ra trong vài phần nghìn giây sau khi người lái nhấn ga, và tạo nên khả năng phản hồi tức thì đặc trưng của xe điện.
Hyundai cho biết khả năng tăng tốc và cách xe phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào cấu hình của inverter. Trong khi có thể tăng hiệu suất bằng cách nâng điện áp pin hoặc tăng dòng điện gửi vào mô-tơ, nhưng điều này khiến hệ thống nặng hơn và phức tạp hơn trong quản lý nhiệt. Đây là một trong những thách thức kỹ thuật lớn đối với các hệ truyền động điện ngày nay.
 |
| Bộ chuyển đổi inverter có chức năng biến dòng điện một chiều thành xoay chiều để cấp cho mô-tơ truyền động |
Để giải quyết vấn đề trên, Hyundai đã phát triển một hệ thống gọi là 2-Stage Motor System, nhằm tăng hiệu suất thông qua cấu trúc inverter thay vì chỉ tăng kích thước phần cứng. Một inverter ba pha thông thường dùng 6 công tắc bán dẫn để điều tiết dòng điện. Hệ thống của Hyundai tăng số lượng này lên 12 bằng cách bổ sung một dãy công tắc thứ hai.
Khi vận hành bình thường, 6 công tắc đầu tiên hoạt động để tối ưu hiệu quả và giảm hao tổn năng lượng. Khi cần tối đa sức mạnh, như lúc tăng tốc mạnh, cả 12 công tắc sẽ được kích hoạt. Cấu hình này giúp tăng điện áp cấp cho mô-tơ khoảng 70% và mang lại khả năng tăng tốc mạnh mẽ và ổn định hơn, theo công bố của Hyundai.
Không chỉ đơn thuần bổ sung công tắc, hệ thống còn áp dụng bố trí mô-đun nguồn mới. Hyundai thu gọn 9 mô-đun bán dẫn thành 3 mô-đun tích hợp, giúp inverter nhỏ gọn hơn và phân tán nhiệt tốt hơn. Điều này giúp duy trì hiệu năng trong các tình huống tải nặng lặp lại, đặc biệt quan trọng đối với các mẫu hiệu suất cao như Ioniq 5 N.
 |
| Mẫu xe điện hiệu suất cao Hyundai Ioniq 5 N |
Hyundai cũng nhấn mạnh rằng cơ chế hai tầng công tắc cho phép inverter điều khiển từ trường trong mô-tơ chính xác hơn. Với nhiều công tắc hơn, hệ thống kiểm soát có thể tạo dạng sóng điện xoay chiều mượt và hiệu quả hơn, cải thiện khả năng phản hồi và giảm hao tổn điện. Điều này giúp xe vận hành tiết kiệm trong điều kiện thường ngày nhưng vẫn có công suất cao khi cần.
Tổng thể, hệ thống 2-Stage Motor System của Hyundai thể hiện rằng những tiến bộ trong điện tử công suất đang trở thành yếu tố quan trọng định hình thế hệ xe điện tiếp theo, chứ không chỉ mô-tơ hay bộ pin.
Duy Thành
Copy link
