(News.oto-hui.com) – Hiệu quả và mức tăng mô-men xoắn của hộp số 3 cấp sẽ là những yếu tố thúc đẩy đằng sau sự phát triển mới dành cho ô tô điện. Tại Hội nghị thượng đỉnh về xe điện 2022 ở New Delhi, đại diện của Tập đoàn ZF đã đưa ra quan điểm rằng hộp số 3 cấp có thể phù hợp với xe điện trong tương lai.
Nếu bạn chưa biết, hãng ZF là một “ông lớn” về nghiên cứu và sản xuất hộp số, động cơ trong ngành ô tô, đường sắt, hàng hải và công nghiệp. Trong giới ô tô, hãng thường được biết đến với tư cách là nhà cung cấp hộp số tự động, ví dụ như những hộp số 8 cấp được sử dụng rộng rãi hiện nay, hay những động cơ đặt trước từ BMW 3 Series đến Audi A8 và kể cả những loại động cơ đặt giữa vẫn sử dụng hộp số của ZF. Vì vậy, khi một người nào đó như V. Ramanathan, người đứng đầu bộ phận kinh doanh OE tại bộ phận xe thương mại của công ty ZF, tuyên bố rằng xe điện có thể ”hưởng lợi” từ việc sử dụng thêm hộp số, thì điều đó hoàn toàn có thể.
Ramanathan lập luận rằng việc sử dụng hộp số ba cấp sẽ mang lại hiệu quả. Hộp số xe điện sẽ có 3 cấp, tuy nhiên nó sẽ không hoạt động như hộp số của xe động cơ đốt trong. Trong đó có 3 cấp số tương ứng với 3 chế độ chạy khác nhau. Cấp số đầu tiên sẽ dùng khi xe chở nặng hoặc di chuyển ở những cung đường xấu, đường dốc, những nơi cần nhiều lực kéo. Cấp số kế tiếp được dùng để đi phố. Và cấp số cuối cùng được xem là cấp số ”Sport”, dùng để chạy tốc độ cao.
Hiện tại ZF đã tiến hành thử nghiệm hộp số 3 cấp này dành cho xe điện. Ramanathan cho biết thêm việc sử dụng hộp số 3 cấp sẽ cung cấp mô-men xoắn bánh xe nhiều hơn và phạm vi hoạt động tốt hơn tùy thuộc vào ứng dụng.
Hầu hết những chiếc xe điện đã được công bố hoặc đã được bán trên thị trường đều không sử dụng bất cứ thứ gì ngoài hộp số truyền động trực tiếp một cấp. Điều này hợp lý vì động cơ điện không cần sử dụng nhiều bánh răng vì chúng có thể tạo ra mô-men xoắn cực đại ở tốc độ 0 vòng/phút (RPM) mà vẫn hoạt động an toàn ở tốc độ lên đến hàng chục nghìn RPM.
Lí giải cho điều này:
Động cơ điện có ba đặc tính riêng giúp giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong quá trình phát triển hộp số và trong hầu hết các trường hợp, khiến hộp số không cần thiết. Những đặc tính này là mô-men xoắn cao từ 0 vòng/phút, khả năng vòng tua máy cao của động cơ điện và tốc độ tối đa được giới hạn điện tử.
Mô-men xoắn cao từ 0 vòng/phút là khá rõ ràng. Hộp số chủ yếu là thiết bị nhân mô-men xoắn. Nếu bạn có mô-men xoắn cao từ 0 vòng/phút, thì không cần nhân thêm nó bằng cách sử dụng nhiều tỷ số truyền.
Tuy nhiên, điều quan trọng nhất là khả năng vòng tua máy cao ở động cơ điện. Vì mô-tơ điện có thể quay hết tốc độ lên đến 20.000 vòng/phút thậm chí cao hơn, với mô-men xoắn cao có sẵn trong toàn dải, tốc độ tối đa có thể dễ dàng đạt được chỉ với một tỷ số truyền. Tốc độ tối đa giới hạn điện tử của ô tô điện là lý do cuối cùng. Điều này xảy ra không chỉ vì thiếu hộp số mà còn do hàm lượng năng lượng tương đối thấp của pin điện áp cao hiện tại so với nhiên liệu lỏng.
Khi Audi và Porsche giới thiệu 2 mẫu xe điện e-tron GT và Taycan, họ đã thông báo rằng xe điện sẽ sử dụng hộp số 2 cấp được thiết kế đặc biệt trên động cơ điện đặt ở phía sau.
Ta cũng từng bắt gặp câu hỏi: Tại sao động cơ điện không cần hộp số nhưng Audi và Porsche lại làm thêm hộp số 2 cấp cho nó?
Ta cần biết: Lý tưởng nhất ở hộp số xe điện là ở trường hợp có tỷ số truyền ngắn ở tốc độ thấp đến trung bình để tăng tốc nhanh hơn và tỷ số truyền dài hơn ở tốc độ cao hơn để giảm vòng tua máy của động cơ điện. Vì thế Audi và Porsche mới phát minh ra loại hộp số trên.
Cấp số đầu tiên trong hộp số 2 cấp sẽ được sử dụng cho hầu hết thời gian hoạt động của xe, sau đó cấp số thứ hai sẽ đến với tốc độ cao hơn nhiều để giúp tăng hiệu quả. Họ đã làm điều này bởi vì mặc dù hầu hết thời gian động cơ điện hoạt động tương đối hiệu quả với một cấp số duy nhất, nhưng khi bắt đầu đẩy tốc độ động cơ cao trong một thời gian dài sẽ nhận thấy phạm vi hoạt động của xe giảm đáng kể.
Sự phát triển này có vẻ hợp lý, nhưng có vẻ như chúng ta đang mắc kẹt trong một chu kỳ lặp đi lặp lại với sự phát triển ô tô. Khi động cơ đốt trong thịnh hành, hãng ZF đã bắt đầu nghiên cứu và phát triển trước hộp số 3 cấp, sau đó phát triển thành các biến thể bốn, năm và sáu cấp. Khi con người cầm lái không còn chịu trách nhiệm sang số nữa, hộp số tự động và các loại hộp số khác đã phổ biến hơn, điều mà chúng ta có thể thấy sẽ trở thành hiện thực với xe điện ở tốc độ hiện tại.
Hãng ZF hiện có rất nhiều lợi thế riêng về sản xuất hộp số, động cơ dành cho xe điện vì họ sẽ đầu tư 14 tỷ đô la vào công nghệ xe tự lái trong 5 năm tới khi chuyển sang một lĩnh vực kinh doanh sản xuất hoàn toàn mới.
Bài viết liên quan:
- VinFast hợp tác với ZF ra mắt hệ thống hỗ trợ lái cấp độ 2+, có khả năng nâng cấp lên cấp độ 3 và cao hơn
- Khánh thành nhà máy ZF đầu tiên tại Việt Nam
- Tại sao xe điện chỉ có 1 cặp bánh răng trong hộp số?
- Tại Sao Không Dùng Động Cơ Đặt Tại Bánh Xe Cho Ô Tô Điện?
- Hộp số trên xe điện – Có cần thiết hay không?
- Vì sao xuất hiện hộp số nhiều cấp số?
- Hộp số vô cấp thông minh iVT của Hyundai và những điều cần biết?
