Lý do phần lớn xe điện trông như ninja

Theo Motor1, phần lớn ôtô điện hiện đại sở hữu một điểm chung: Phần đầu xe không có các khe lưới lớn, không có hốc gió mạ crom và thường vắng bóng hoàn toàn một cụm lưới tản nhiệt quen thuộc.

Thay vào đó, xe điện sở hữu ngoại hình như ninja với phần đầu xe phẳng, gần như kín, không còn chức năng hút không khí phục vụ động cơ xăng dầu như trên ôtô truyền thống.

Đây không đơn thuần là nỗ lực giúp xe điện có ngoại hình trông “tương lai” hơn. Sự vắng mặt của động cơ đốt trong là lý do ôtô điện không cần lưới tản nhiệt truyền thống, tương tự cách ống xả bị loại bỏ khỏi các mẫu xe thuộc phân khúc này.

Dù vậy, việc bịt kín đầu xe như ninja cũng giúp ôtô điện có thể cải thiện phạm vi hoạt động đáng kể cho mỗi lần sạc đầy.

Vì sao ôtô cần lưới tản nhiệt?

Động cơ đốt trong hiện đại hoạt động theo chu trình diễn ra với 4 giai đoạn, gồm nạp, nén, nổ và xả.

Giai đoạn nạp trong chu trình này được mô tả bằng cách không khí được hút vào trong động cơ. Không khí hòa trộn với nhiên liệu trong khi bị piston nén lại. Quá trình này sau cùng dẫn đến một vụ cháy gây nổ, đẩy piston đi xuống. Các xu-páp mở ra cho phép khí nóng được xả ra ngoài.

Như vậy, động cơ xăng dầu truyền thống sẽ không thể hoạt động theo quy trình trên nếu không có không khí nạp vào. Điều này lý giải cho sự xuất hiện của các hốc gió tại khu vực đầu xe cũng như mặt ca-lăng gồm nhiều khe hở.

Động cơ xăng khi hoạt động cũng sinh ra lượng nhiệt tương đối lớn. Để giữ cho động cơ hoạt động an toàn, xe sẽ phải luân chuyển dung dịch làm mát qua một két nước, thường bố trí trong khoang máy phía đầu xe.

Xe động cơ đốt trong cần lưới tản nhiệt hở để phục vụ vận hành. Ảnh minh họa: Phúc Hậu.

Lưới tản nhiệt sẽ cho phép không khí bên ngoài đi qua két nước làm mát. Khi xe di chuyển, luồng không khí đi vào sẽ giải phóng nhiệt sinh ra trong quá trình hoạt động ra khỏi khoang động cơ xe.

Điều này lý giải nhiều mẫu xe hiệu suất cao, bán tải và SUV lại được trang bị các hốc gió kích thước lớn phía đầu xe. Công suất lớn, tải trọng cao cùng với điều kiện vận hành khắc nghiệt là những yếu tố có thể sinh ra nhiều nhiệt lượng hơn, kéo theo nhu cầu làm mát khoang máy cũng cao hơn.

Cải thiện phạm vi hoạt động

Trong khi đó, motor điện không cần không khí để sản sinh công suất giúp xe vận hành. Lưới tản nhiệt dạng hở truyền thống do vậy không cần thiết và có thể được lược bỏ.

Việc loại bỏ lưới tản nhiệt quen thuộc cũng giúp ôtô cải thiện tính khí động học.

Không khí lưu thông vào khoang máy qua lưới tản nhiệt không “trôi tuột” như cách nhiều người vẫn nghĩ. Sau khi “chảy” vào khu vực dưới nắp ca-pô, luồng không khí này sẽ “va đập” với két nước và các bộ phận xung quanh, trước khi tìm đường “thoát” ra ngoài. Sự gián đoạn này vô tình tạo ra ít nhiều lực cản khí động học.

Đầu xe kín, trơn nhẵn giúp xe điện tối ưu khí động học. Ảnh minh họa: Phúc Hậu.

Do vậy, đầu xe kín, trơn nhẵn của ôtô điện cho phép luồng không khí di chuyển gọn gàng quanh thân xe.

Điều này khá quan trọng, bởi phạm vi hoạt động của ôtô điện trên cao tốc bị ảnh hưởng khá lớn bởi yếu tố khí động học.

Khi chạy ở tốc độ cao, ôtô điện phải liên tục sử dụng năng lượng để “điều hướng” luồng không khí ra khỏi đường đi. Việc giảm lực cản đồng nghĩa motor điện cần ít năng lượng hơn để duy trì tốc độ, từ đó có tiềm năng kéo dài phạm vi hoạt động của xe.

Chuyên trang Motor1 lưu ý việc che kín phần đầu xe điện như ninja không mang lại tác động quá lớn, nhưng hiệu suất vận hành của ôtô điện sẽ được cải thiện nhờ kết hợp nhiều thay đổi nhỏ cùng nhau.

Tay nắm cửa ẩn, ốp gầm, mâm xe khí động học, hình dạng gương chiếu hậu hay mặt ca-lăng kín, tất thảy đều giúp giảm năng lượng thất thoát vào không khí khi ôtô điện vận hành.

Xe điện vẫn cần giải nhiệt

Không lưới tản nhiệt ở đầu xe không đồng nghĩa ôtô điện có thể vận hành mà không cần giải nhiệt.

Gói pin cao áp trên xe phải được duy trì trong dải nhiệt độ có thể kiểm soát. Những chi tiết như motor điện, bộ biến tần, thiết bị điện tử nói chung và hệ thống điều hòa cabin cũng có thể sản sinh hoặc truyền đi những lượng nhiệt đáng kể trong quá trình xe điện vận hành.

Bộ Năng lượng Mỹ xác định quản lý nhiệt là một phần quan trọng trong duy trì hiệu suất, độ tin cậy của motor điện cùng với hệ thống điện tử của xe.

Tuy nhiên, thay vì phụ thuộc vào chỉ lưới tản nhiệt dạng hở phía đầu xe, nhiều ôtô điện bố trí các hốc hút gió nhỏ hơn tại vị trí cản trước. Các chi tiết này hướng luồng không khí về phía các bộ trao đổi nhiệt, đồng thời vẫn đảm bảo duy trì thiết kế trơn nhẵn cho nửa trên đầu xe.

Một số xe điện được trang bị cánh chớp trượt chủ động để giải nhiệt khi cần. Ảnh minh họa: Phúc Hậu.

Trên một số mẫu xe điện nhất định, cánh chớp trượt chủ động được trang bị để làm mát cho các bộ phận quan trọng, sẽ chỉ mở ra khi xe cần tăng cường giải nhiệt. Chẳng hạn, Hyundai Ioniq 5 sở hữu các cánh chớp trượt chủ động tích hợp vào cản trước. Hãng xe Hàn Quốc cho biết khi đóng lại, chúng cải thiện hiệu suất năng lượng, còn khi mở ra lại giúp điều hòa nhiệt độ pin khi cần.

Xe điện hiệu suất cao cần “thở” nhiều hơn

Nếu bắt gặp một mẫu xe điện có phần đầu xe thiết kế không kín, nhiều khả năng đó là một xe điện hiệu suất cao.

Các xe này có thể tạo ra nhiệt lượng đáng kể trong quá trình tăng tốc liên tục, vận hành ở tốc độ cao, sạc siêu nhanh hoặc chạy trên đường đua. Pin, motor điện, hệ thống phanh sẽ cần khả năng làm mát cao hơn đáng kể so với xe điện phổ thông - vốn tập trung vào tính hiệu quả.

Lotus Emeya là xe điện hiệu suất cao. Ảnh: Đan Thanh.

Đây là lý do Hyundai Ioniq 5 N có lưới tản nhiệt trước, bên cạnh các khe hút gió, rèm khí và cánh chớp trượt chủ động. Hyundai cho biết thiết kế này mang lại sự cân bằng giữa hiệu suất khí động học và nhu cầu làm mát cao hơn trên các xe điện hiệu suất cao.

Bán tải và SUV điện cỡ lớn cũng có thể được trang bị các hốc gió dễ quan sát, đặc biệt khi chúng được thiết kế cho mục đích kéo, chở nặng hoặc vận hành ở điều kiện khắc nghiệt.

Chuyên trang Motor1 nhấn mạnh các hốc gió này có mặt trên xe điện chủ yếu vì nhu cầu làm mát, không hiện diện để phục vụ vận hành như vai trò trên ôtô động cơ đốt trong truyền thống.

Vai trò khác của “lưới tản nhiệt”

Trong hơn thế kỷ qua, lưới tản nhiệt trở thành một trong những yếu tố quan trọng nhất tạo nên nhận diện đặc trưng từng dòng xe, thậm chí từng thương hiệu ôtô. Nếu loại bỏ hoàn toàn chi tiết này, một chiếc xe sẽ gần như trở nên vô danh trên đường phố.

Đây là lý do một số hãng vẫn giữ nguyên đường nét của lưới tản nhiệt truyền thống trên xe điện, dù bản thân chi tiết này đã được bịt kín hoàn toàn.

Ôtô điện của BMW là một trong những ví dụ. Mặt ca-lăng hình quả thận vẫn là chi tiết tạo điểm nhấn, nhưng trên BMW iX, khu vực này chứa các cảm biến thay vì chỉ đơn thuần là nơi nạp không khí cho động cơ đốt trong.

"Lưới tản nhiệt" trên BMW iX thực ra có thiết kế gần như kín. Ảnh: BMW.

BMW cho biết iX chỉ cần một lượng nhỏ không khí làm mát, do đó hãng xe Đức có thể biến tấu “lưới tản nhiệt” hình quả thận của hãng trở thành một tấm ốp thông minh, nơi chứa nhiều cảm biến phục vụ vận hành.

Các mẫu xe điện khác sử dụng tấm ốp có họa tiết, chi tiết chiếu sáng, các mảng ốp đồng màu thân xe hoặc các dải viền trang trí màu đen hẹp để tạo ra giao diện tương đồng lưới tản nhiệt quen thuộc, đồng thời không để lại lỗ hổng khí động học quá lớn trên cản trước.