Kết nối với chúng tôi:

Kiến thức

Chọn động cơ nào cho xe ô tô điện

Đã đăng

vào

CHỌN ĐỘNG CƠ NÀO CHO XE Ô TÔ ĐIỆN

Nhân ngày nghỉ mình muốn viết một bài chia sẻ kiến thức về động cơ cho ô tô điện. Bài này chỉ mang tính chia sẻ tổng quát, không đi quá sâu vào chuyên môn.
Ba loại động cơ phổ biến dành cho các phương tiện di chuyển bằng điện hiện nay là: BLDC, PMSM và ACIM
Động cơ BLDC hiện đang được dùng rất rộng rãi cho các xe đạp điện, xe máy điện. BLDC là viết tắt của Brushless DC hay động cơ 1 chiều không chổi than. Hồi những năm 90 thời buổi nước máy thiếu thốn nhà ai cũng có máy bơm đều biết chổi than là gì. Mình từ hồi lớp 7 đã tự đi mua chổi than ngoài chợ giời về thay cho cái máy bơm khi bị mòn hết. Những loại động cơ tiên tiến sau này đều không dùng chổi than, và không phải lo lắng về việc bảo trì.
PMSM là viết tắt của Permanent Magnet Synchronous Motor hay động cơ đồng bộ dùng nam châm vĩnh cửu. Gọi là động cơ đồng bộ vì tốc độ quay của Rotor và từ trường của Stator là bằng nhau.
ACIM – AC Induction Motor hay còn gọi là động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha. Động cơ này được phát minh bởi Nikola Tesla vào khoảng trước năm 1889. Sau này có hai hãng ô tô điện đều của Mỹ lấy tên và họ của ông đặt cho hãng xe mình là Nikola và Tesla. Hai hãng này đang kiện nhau chí chóe về bản quyền mẫu xe tải điện. Về Nikola Tesla, ông này là thần tượng của mình và là một trong những con người kiệt xuất của nhân loại. Mình sẽ có một bài viết riêng về cuộc đời và những phát minh của ông.
Tesla là hãng xe điện nổi tiếng nhất hiện nay, và có thể coi là đầu tàu của ngành ô tô điện, là một tên tuổi mới nhưng khiến các hãng xe truyền thống có tuổi đời hàng trăm năm phải e dè. Tên tuổi của Tesla gắn liền với Elon Musk, và mọi người cũng thường tưởng nhầm ông là nhà sáng lập của Tesla. Thực ra Tesla được thành lập vào năm 2003 bởi Eberhard và Tarpenning. Elon Musk đã đầu tư vào Tesla năm 2004, sau đó Eberhard còn giữ chức CEO cho đến khi Elon Musk nắm giữ vị trí này năm 2007.

Các loại động cơ này đều được phát minh từ khá sớm, và lý thuyết điều khiển động cơ cũng đã được phát triển từ lâu. Tuy nhiên, kỹ thuật điều khiển động cơ chỉ thực sự nở rộ hơn chục năm trở lại đây do sức mạnh của các chip vi xử lý được nâng cấp và yêu cầu cấp thiết về sử dụng năng lượng hiệu quả. Kỹ thuật điều khiển tối ưu như là FOC hay điều khiển vec-tơ đòi hỏi việc tính toán ma trận phức tạp. Để điều khiển được động cơ ở vòng tua cao đòi hỏi việc tính toán phải cực nhanh mà các chip xử lý thời trước không đáp ứng được. Chắc hẳn mọi người hay nghe đến cụm từ công nghệ Inverter trong tủ lạnh và điều hòa. Ngày trước khi chưa có công nghệ Inverter thì tủ lạnh hay điều hòa chạy theo kiểu on/off, tức là động cơ chạy ở tốc độ max đến một ngưỡng lạnh nhất định thì tắt bụp một phát, đến khi dưới ngưỡng lại On trở lại. Công nghệ inverter chính là công nghệ biến tần dựa trên việc điều khiển tối ưu động cơ, cho phép động cơ chạy liên tục ở tốc độ cao hoặc thấp để duy trì nhiệt độ, do đó chạy êm hơn và tiết kiệm điện hơn.

Cả 3 loại động cơ đều có phần cứng điều khiển khá giống nhau, đều phải đưa điện áp 3 pha vào điều khiển, nhưng khác nhau về giải thuật điều khiển, tức là khác nhau về phần mềm. Để so sánh ưu nhược điểm của 3 loại động cơ này, có thể nói khái quát như sau.
Động cơ ACIM không dùng nam châm vĩnh cửu nên giá thành chế tạo thấp. Công suất của động cơ có thể đạt được rất lớn do từ trường cảm ứng sinh ra ở Rotor tỉ lệ thuận với dòng điện cấp vào Stator. Do vậy thường ứng dụng ở những mẫu xe đòi hỏi sức mạnh. Tuy nhiên hiệu suất động cơ này không cao nên sẽ tốn pin hơn.
Động cơ PMSM có Rotor dùng nam châm vĩnh cửu nên giá thành đắt, nguồn cung có thể hạn chế do phụ thuộc vào nguồn tài nguyên đất hiếm mà Trung Quốc nắm giữ phần lớn. Công suất động cơ bị giới hạn bởi từ trường phát ra của nam châm vĩnh cửu nên sẽ không đạt được mô men xoắn lớn, nhưng hiệu suất của động cơ lại rất cao có thể đạt trên 95%. Hiệu suất cao giúp cho quãng đường di chuyển dài hơn nên động cơ này được dùng phổ biến trên các mẫu xe phổ thông hạng C.
Động cơ BLDC khá giống với PMSM do cùng dùng nam châm vĩnh cửu, tuy nhiên việc điều khiển BLDC đơn giản hơn, do đó giá thành của cả hệ thống rẻ hơn và thường dùng cho các phương tiện có công suất thấp.

Như vậy tuỳ mẫu xe mà các nhà sản xuất có thể chọn động cơ loại này hay loại kia cho xe của mình.
Các mẫu xe sử dụng động cơ ACIM là: Tesla Roadster, Tesla Model S, Tesla Model X.
Các mẫu xe sử dụng động cơ PMSM thì có khá nhiều: Tesla Model 3, Chevrolet Bolt, Nissan Leaf, Renault Zoe, Volkswagen e-Golf, Kia Soul EV…
Động cơ BLDC thường thấy ở xe chạy sân golf, xe điện khu du lịch, và trên hầu hết xe máy, xe đạp điện.

Hy vọng mọi người thấy bài viết này hữu ích!
Các bài viết tiếp theo:
– Nikola Tesla
– Công nghệ pin cho xe ô tô điện

Đọc tiếp
Nhấn vào đây để bình luận

Leave a Reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Tin Nổi bật

Copyright © 2018 VINAZI