Bạn có biết, vì sao xe điện nhanh và nhạy hơn xe xăng?

Dựa vào lý thuyết, những chiếc xe điện trên thế giới hiện nay như Tesla, Nio, Rimac,… sẽ nhanh chóng lật đổ các kỷ lục được lập nên bởi những chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong đang nắm giữ. Vì sao lại thế, vì sao xe điện luôn nhanh hơn nhiều so với xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống?

Ưu thế của động cơ điện

Biểu đồ công suất của Tesla Model S.

Dựa trên nguyên tắc cơ bản về cách vận hành của động cơ đốt trong, ta biết được trước khi sinh công, động cơ cần phải được nạp khi, phun xăng, nén và đánh lửa. Cùng với đó, động cơ phải đạt được tốc độ quay nhất định để sinh ra lượng mô-men xoắn và công suất tối đa. Ở những động cơ hút khí tự nhiên, để đạt được điều đó, động cơ cần phải quay ở tốc độ gần như là cao nhất trong khi động cơ sử dụng bộ tăng áp hoặc siêu nạp lại có được điều đó ở tốc độ máy thấp hơn.

Để so sánh sức mạnh có được ở dải tua máy 1.000 vòng/phút của động cơ đốt trong và động cơ điện, hãy xem qua ví dụ của động cơ điện trên chiếc Tesla Model S chạy điện và động cơ V12 6.5 lít của Lamborghini Aventador. Ở tốc độ kể trên, Aventador có được mô-men xoắn chỉ 95 Nm, bằng chỉ 1/7 tổng lượng mô-men xoắn mà chiếc xe này có thể tạo ra ở tua máy 5.500 vòng/phút. Cũng tại tốc độ đó, Tesla Model S sản sinh 660 Nm, bằng khoảng một nửa tổng mô-men xoắn mà xe có thể có được.

Biểu đồ công suất của Lamborghini Aventador SVJ (tính từ tua máy 2.000 vòng/phút trở lên)

Khác với động cơ đốt trong, động cơ điện ôtô có được sức mạnh gần như là tức thì, dù cho nó quay ở tốc độ như thế nào. Ngoài ra, sự thay đổi tốc độ quay của động cơ điện cũng nhanh hơn nhiều lần tốc độ đó của động cơ đốt trong, mang đến khả năng tăng tốc tốt hơn cho xe điện. Chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong có thể thay đổi tốc độ nhanh nhất hiện tại là GMA T.50 khi nó có thể tăng tốc độ động cơ từ cầm chừng lên giới hạn trong chỉ 0,3 giây, đây có lẽ là một con số không quá đặc biệt khi so với động cơ điện. Cùng với đó, xe điện khi được quy đổi ra hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu cũng tiết kiệm hơn nhiều lần so với xe dùng động cơ đốt trong có cùng mức công suất.

Ưu thế về mặt công nghệ

Khi được trang bị các nền tảng điện lên đến hàng trăm volt, điều này sẽ khiến những sợi dây điện trong xe cần được làm lớn hơn để chịu được điện áp này hoặc là chúng được loại bỏ và thay thế bằng giao tiếp không dây. Loại bỏ dây điện cũng giúp xe trở nên nhẹ hơn và bù lại vào khối lượng tăng thêm khi trang bị viên pin dung lượng lớn. Việc sử dụng nguồn điện lớn cũng đi cùng nhiều lợi ích khác như có thể được trang bị các công nghệ ổn định thân xe tối tân, hệ thống tự hành, cảnh báo và an toàn.

Thời gian gần đây, những mẫu siêu xe, xe hiệu năng cao đều bắt đầu được trang bị công nghệ phân bổ mô-men xoắn điện tử theo vector.

Ở thời gian gần đây, những mẫu siêu xe, xe hiệu năng cao đều bắt đầu được trang bị công nghệ phân bổ mô-men xoắn điện tử theo vector. Công nghệ này sẽ giúp gửi lượng mô-men xoắn cần thiết và đủ nhất đến từ bánh xe ở mỗi góc, mang đến lực bám tốt nhất ở hiệu năng tốt nhất dành cho chiếc xe khi vào cua. Bên cạnh đó, công nghệ này cũng giúp chiếc xe ổn định và an toàn hơn ở các điều kiện vận hành trơn trượt hoặc đường tuyết.

Trên xe điện, đặc biệt là những chiếc xe được trang bị bốn mô-tơ điện cho cả bốn bánh xe. Việc trang bị các động cơ điện riêng lẻ không chỉ mang lại công suất lớn mà còn giúp ích cho công nghệ phân bổ mô-men kiểu này rất nhiều. Các động cơ điện riêng lẻ có thể tự vận hành bánh xe của mình một cách độc lập vì thế có thể kiểm soát lượng mô-men và tốc độ của bánh xe đó.

Tesla Model S Plaid, chiếc sedan chạy điện nặng gần 2 tấn này có thể hoàn thành một vòng đường đua Nurburgring với thời gian chỉ 7 phút 13 giây.

Với cách kiểm soát lực bánh xe độc lập kiểu này, những chiếc xe điện có được khả năng bám đường tốt hơn và tối ưu hơn so với loại được trang bị trên xe sử dụng động cơ đốt trong. Ví dụ như Tesla Model S Plaid, chiếc sedan chạy điện nặng gần 2 tấn này có thể hoàn thành một vòng đường đua Nurburgring với thời gian chỉ 7 phút 13 giây.

Xe điện cũng có thêm một ưu điểm khác, đó là hệ thống phanh tái sinh với khả năng thu hồi và tích trữ một lượng động năng nhất định vào viên pin. Lượng động năng này có thể được sử dụng lại ở một thời điểm nào đó hoặc được sử dụng để vận hành xe theo cách thông thường. Lượng công suất này cũng có thể sử dụng để “boost” thêm sức mạnh cho xe ở một số thời điểm mà người lái có thể tự mình kiểm soát.

Kết hợp khả năng cung cấp mô-men xoắn và công suất gần như lập tức cùng các công nghệ hỗ trợ nâng cao, có thể thấy những chiếc xe điện đã và đang trên đường “lật đổ” những kỷ lục tại các đường đua trên khắp thế giới mà xe xăng đã lập nên trong thời gian vừa qua. Cùng với đó, những chiếc xe điện cũng tiết kiệm hơn nhiều so với xe dùng động cơ đốt trong truyền thống, nhất là khi chúng sẽ dễ sử dụng hơn khi cơ sở hạ tầng phục vụ việc sạc điện đang dần phổ biến hơn.

Thảo Nguyễn