Động cơ EV hoạt động như thế nào?

Động cơ điện có ở khắp mọi nơi. Có lẽ sẽ không quá khi nói rằng nền văn minh hiện đại như chúng ta biết có thể sẽ không giống như vậy nếu nó không phải nhờ sự phát minh ra động cơ điện. Động cơ điện cũng có mặt khắp nơi trong cuộc sống hàng ngày của bạn, từ máy bơm nước điện đến động cơ điện cung cấp năng lượng cho quạt làm mát.

Nhưng càng về cuối, sự cường điệu lớn nhất xung quanh động cơ điện là do sự gia tăng mạnh mẽ của EVs.

Nếu bạn đang tự hỏi bản thân về cách hoạt động của động cơ EV, bạn đã đến đúng nơi. Đọc để biết tất cả các chi tiết về cách hoạt động của động cơ EV và cách nó so sánh với động cơ đốt trong.

Động cơ điện cảm ứng là gì?

Động cơ cảm ứng là một kỳ quan kỹ thuật. Điều buồn cười là loại động cơ điện này được phát minh bởi Nikola Tesla, và hãng xe điện mang tên ông cũng sử dụng động cơ cảm ứng cho một số loại xe điện nổi tiếng của họ. Đặc biệt, Model S và người anh em họ Model X của nó, sử dụng động cơ cảm ứng xoay chiều (với các mẫu mới hơn có động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cộng với động cơ cảm ứng). Nói một cách khái quát, động cơ cảm ứng là động cơ biến năng lượng điện thành cơ năng bằng cách sử dụng từ trường cảm ứng.

Nó có lẽ nằm trong số ba phát minh hàng đầu mọi thời đại, và đó không phải là một sự phóng đại. Động cơ cảm ứng khá đơn giản, với bộ phận chuyển động duy nhất là rôto của nó, đó là lý do tại sao hệ thống truyền động của xe điện trở nên rất đáng tin cậy theo năm tháng. Thật trùng hợp, đây là một trong những ưu điểm chính của xe điện so với xe chạy bằng khí đốt về độ tin cậy. Động cơ cảm ứng có một bộ phận đứng yên được gọi là stato, cùng với một bộ phận bên trong thực sự quay được gọi là rôto.

Rôto có một trục bắt qua nó có thể được sử dụng để chuyển động các vật khi rôto quay. Ví dụ về điều này là một quạt quay được kết nối với trục của động cơ cảm ứng hoặc có thể là bánh xe của EV chuyển động do chuyển động cơ học của trục của rôto. Động cơ cảm ứng AC không chỉ xuất hiện trong EVs; nó là một yếu trong tất cả các khía cạnh của cuộc sống hàng ngày. Nhiều máy móc hiện đại của nhà máy sử dụng động cơ cảm ứng AC, đặc biệt nếu độ tin cậy và chi phí vận hành thấp là điều cần thiết.

Đó là một trong những lý do chính mà một số EV hiệu suất sử dụng động cơ cảm ứng. Chúng cực kỳ đáng tin cậy và cũng rất hiệu quả. Trong khi động cơ cảm ứng tạo ra một phần nhiệt lượng hợp lý (đó là lý do tại sao chúng thường có quạt và cánh tản nhiệt được tích hợp sẵn trong thiết kế), nhưng chúng cực kỳ hiệu quả. Theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, xe điện thực sự có thể sử dụng hơn 77% năng lượng điện mà chúng nhận được từ việc sạc trực tiếp cho bánh xe của xe. Cũng theo nguồn tin này, ô tô chạy bằng xăng chỉ có thể tập trung để chuyển đổi từ 12% -30% năng lượng chúng tích trữ trong xăng thành năng lượng sử dụng trực tiếp tại các bánh xe của ô tô.

Xe điện chuyển đổi hơn 77% năng lượng điện từ lưới điện thành năng lượng tại các bánh xe. Xe chạy xăng thông thường chỉ chuyển hóa khoảng 12% –30% năng lượng tích trữ trong xăng thành năng lượng cho các bánh xe.

Đây là một vấn đề rất lớn và là một trong những lý do khiến xe điện tốt hơn cho môi trường, đặc biệt là khi được kết nối với nguồn điện sạch.

Động cơ cảm ứng AC hoạt động như thế nào?

Nói một cách dễ hiểu, động cơ cảm ứng xoay chiều hoạt động bằng cách nhiễm điện các cuộn dây đồng dẫn điện đặt xung quanh stato. Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây đồng tạo ra từ trường quay. Rõ ràng, trong EV, điện cho phép thực hiện bước này được cung cấp bởi pin của EV.

Tuy nhiên, pin tạo ra nguồn điện một chiều, vì vậy trước khi điện từ pin có thể được chuyển đổi thành năng lượng cơ học bởi động cơ điện, nó phải trải qua một bước trung gian thông qua một bộ biến tần để chuyển đổi nguồn điện một chiều do pin cung cấp thành nguồn điện xoay chiều cần thiết. Trường điện từ quay vòng được tạo ra trong stato có hậu quả là tạo ra dòng điện trong rôto khi nó chuyển động, do đó, tạo ra trường điện từ trong rôto. Đây là lý do tại sao động cơ cảm ứng có tên gọi là cảm ứng — bởi vì chúng hoạt động bằng cách tạo ra một từ trường.

Điều kỳ diệu xảy ra khi EMF quay vòng tạo ra một dòng điện trong rôto, từ đó tạo ra EMF của chính nó buộc rôto quay theo, theo từ trường quay của stato. Rôto làm quay trục, là bộ phận hữu ích của động cơ điện, cho phép tạo ra cơ năng từ năng lượng điện. Về EVs, cách các động cơ điện này cung cấp năng lượng có nghĩa là mô-men xoắn có sẵn ngay lập tức, điều mà những chiếc xe ICE thậm chí không thể bắt đầu cạnh tranh với.

Ưu điểm Động cơ điện có hơn động cơ đốt trong

Ưu điểm rõ ràng đầu tiên của động cơ điện so với động cơ đốt trong là giảm mạnh các bộ phận chuyển động. Nếu bạn nhìn vào bất kỳ hình ảnh động cơ bản nào của động cơ xăng so với động cơ điện đang quay, bạn sẽ ngay lập tức nhận thấy quá trình này phức tạp hơn đối với động cơ xăng. Việc giảm các bộ phận chuyển động liên quan trực tiếp đến việc duy trì bảo dưỡng các nhà máy điện khác nhau này.

Với động cơ điện, thực sự không có nhiều điều có thể xảy ra sai sót, đặc biệt là do hao mòn. Trong khi đó, động cơ đốt trong có rất nhiều bộ phận chuyển động có thể bị hỏng. Điều này không có nghĩa là một động cơ điện không thể bị hỏng, nhưng nếu nó không có nhiều bộ phận bị hỏng trong động cơ chạy bằng khí đốt, thì sẽ không cần phải thay thế chúng.

Một trong những điểm hỏng lớn ở động cơ bình thường là xích định thời (hoặc dây curoa), thậm chí không tồn tại trong động cơ điện. Như đã đề cập trước đây, phân phối mô-men xoắn cũng là một điểm cộng rất lớn cho EV vì chúng có thể cung cấp mô-men xoắn tức thì, góp phần mang lại cảm giác ấn tượng mà bạn có được khi tăng tốc EV.

Động cơ cảm ứng đã tồn tại mãi mãi, nhưng vẫn mang tính cách mạng

Điều thú vị về động cơ cảm ứng là chúng không phải là một phát minh mới của bất kỳ trí tưởng tượng nào. Chúng cũng đã được sử dụng ở khắp mọi nơi trong nhiều năm, nhưng gần đây những động cơ này đang nhận được sự công nhận mà chúng luôn xứng đáng có được do làn sóng xe điện chiếm lấy các con đường của chúng ta. Động cơ cảm ứng vẫn là một kỳ quan kỹ thuật đáng kinh ngạc sau ngần ấy năm, và nghiên cứu và phát triển mới sẽ giúp làm cho nó trở nên hấp dẫn hơn nữa.