Xe điện có dùng nước làm mát không?

Xe điện không sử dụng động cơ đốt trong và không có quá trình đốt cháy nhiên liệu như xe xăng hay xe diesel. Vì vậy, nhiều người thắc mắc: Xe điện có dùng nước làm mát không?

Để giải đáp câu hỏi này, hãy cùng Voltronic tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây nhé!

Xe điện là gì? Nguyên lý hoạt động ra sao?

Xe điện (Electric Vehicle – EV) là loại phương tiện dùng động cơ điện để di chuyển thay cho động cơ đốt trong chạy bằng xăng hoặc dầu. Thay vì phải đốt nhiên liệu, xe sử dụng năng lượng điện được tích trữ trong bộ pin sạc, từ đó cung cấp sức mạnh cho mô tơ điện làm quay bánh xe.

Nguyên lý hoạt động của xe điện diễn ra theo một chu trình khép kín gồm bốn giai đoạn chính:

• Lưu trữ năng lượng: Điện năng được nạp và giữ lại trong bộ pin dung lượng lớn, phổ biến nhất hiện nay là pin Lithium-ion.
• Truyền dẫn và điều khiển: Khi bạn khởi động xe và vặn tay ga hoặc nhấn chân ga, hệ thống điều khiển sẽ lấy điện từ pin và đưa vào động cơ.
• Chuyển hóa thành chuyển động: Dòng điện đi qua lõi động cơ sẽ tạo ra từ trường, khiến motor quay. Chuyển động quay này tiếp tục được truyền qua hệ thống truyền lực (hộp số đơn cấp) để làm quay bánh xe.
• Tái tạo năng lượng: Mỗi khi bạn nhả ga hoặc đạp phanh, động cơ sẽ đảo chiều hoạt động và trở thành một máy phát điện, vừa sạc ngược năng lượng trở lại cho pin, vừa hỗ trợ xe giảm tốc.

Toàn bộ quá trình vận hành này không tạo ra khí thải, nhờ đó vừa góp phần bảo vệ môi trường, vừa mang lại cảm giác lái êm ái, không còn tiếng ồn của động cơ hay khói bụi như các dòng xe truyền thống.

Xe điện có dùng nước làm mát không?

Câu trả lời là có, nhưng điều này còn tùy thuộc vào thiết kế của từng dòng xe.

Trên thực tế, phần lớn ô tô điện đều dùng dung dịch làm mát để kiểm soát nhiệt độ cho bộ pin cao áp, inverter, motor điện cùng các linh kiện điện tử công suất. Dù vậy, không phải xe nào cũng cần đến mạch dung dịch này. Một số mẫu xe điện cỡ nhỏ hay xe máy điện lại tản nhiệt bằng không khí, nên chúng không cần hệ thống làm mát bằng dung dịch cho pin hoặc motor.

Vì sao xe điện vẫn cần được làm mát?

Xe điện không tạo ra lượng nhiệt lớn từ quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhưng quá trình tích trữ, chuyển đổi và sử dụng điện năng vẫn phát sinh nhiệt. Nếu lượng nhiệt này không được kiểm soát tốt, hiệu suất vận hành, khả năng sạc, tuổi thọ linh kiện và độ an toàn của xe đều có thể bị ảnh hưởng.

Pin cao áp sinh nhiệt khi sạc và xả điện

Pin là một trong những bộ phận quan trọng và có giá trị cao nhất trên xe điện. Khi xe tăng tốc, leo dốc hoặc vận hành ở tải cao, pin phải cung cấp một lượng điện lớn cho motor. Ngược lại, khi sạc nhanh, một lượng điện năng lớn được đưa vào pin trong thời gian ngắn.

Cả hai chiều sạc và xả này đều làm pin nóng lên. Nhiệt lượng có thể tăng rõ rệt trong những trường hợp như:

• Sạc nhanh với công suất cao
• Tăng tốc mạnh và liên tục
• Chạy xe ở tốc độ cao trong thời gian dài
• Leo dốc hoặc chở nặng
• Di chuyển giữa thời tiết nắng nóng
• Các cell pin có mức nhiệt chênh lệch nhau.

Nhiệt độ pin có ảnh hưởng đến khả năng nhận sạc, công suất, độ tin cậy, độ an toàn và vòng đời của bộ pin. Hệ thống quản lý nhiệt không chỉ cần giảm nhiệt độ mà còn phải hạn chế sự chênh lệch nhiệt độ giữa các khu vực bên trong bộ pin.

Inverter và thiết bị điện công suất cũng phát sinh nhiệt

Pin trên xe điện chủ yếu tạo ra dòng điện một chiều, trong khi motor lại cần nguồn điện được điều chỉnh sao cho phù hợp với từng chế độ vận hành. Nhiệm vụ chuyển đổi và điều khiển dòng điện từ pin đến motor chính là do inverter đảm nhận.

Tuy nhiên, không có quá trình chuyển đổi điện năng nào đạt hiệu suất tuyệt đối, nên luôn có một phần năng lượng bị thất thoát và biến thành nhiệt. Khi inverter nóng quá mức, hệ thống có thể chủ động giảm công suất để bảo vệ linh kiện, thậm chí báo lỗi.

Motor điện không hoàn toàn “không sinh nhiệt”

Motor điện tuy có hiệu suất cao hơn hẳn động cơ đốt trong, nhưng nói nó không tỏa nhiệt thì lại không đúng. Trên thực tế, nhiệt vẫn phát sinh tại cuộn dây, rotor, stator, ổ trục và những vị trí xảy ra tổn hao điện hoặc ma sát cơ khí.

Tùy vào thiết kế, motor điện có thể được làm mát theo nhiều cách khác nhau:

• Không khí tự nhiên
• Luồng gió cưỡng bức
• Áo nước bao quanh motor
• Dầu hoặc chất lỏng chuyên dụng tuần hoàn bên trong
• Mạch làm mát kết hợp với inverter và bộ điện tử công suất

Chính vì thế, một chiếc xe điện có mô tơ làm mát bằng không khí không đồng nghĩa với việc cả xe đều không dùng dung dịch làm mát. Rất có thể bộ pin hoặc inverter của xe vẫn được trang bị một mạch làm mát riêng.

Các phương pháp làm mát phổ biến trên xe điện

Làm mát thụ động bằng không khí

Đây có thể xem là cách làm mát đơn giản nhất. Nhiệt sinh ra từ pin hoặc motor sẽ được dẫn ra vỏ ngoài, rồi từ đó tỏa dần vào không khí xung quanh.

Điểm mạnh của phương pháp này nằm ở sự gọn gàng: ít đường ống, không cần bơm dung dịch và cũng chẳng phải bảo dưỡng nhiều. Bù lại, khả năng tản nhiệt của nó lại phụ thuộc khá nhiều vào nhiệt độ môi trường cũng như luồng không khí thổi qua bộ phận cần làm mát.

Làm mát chủ động bằng quạt gió

Ở phương pháp này, xe sẽ dùng quạt để đẩy hoặc hút không khí đi qua pin, mô tơ hoặc bộ điều khiển. So với kiểu làm mát thụ động, cách này giúp kiểm soát luồng gió chủ động hơn, dù vậy, vẫn khó thoát khỏi giới hạn do nhiệt độ không khí bên ngoài.

Nhìn chung, làm mát bằng không khí thích hợp với những mẫu xe công suất thấp, bộ pin nhỏ hoặc ít khi phải chạy ở mức tải cao.

Làm mát gián tiếp bằng dung dịch

Đây chính là phương pháp đang được sử dụng rộng rãi trên nhiều dòng ô tô điện hiện đại.

Dung dịch làm mát thường là hỗn hợp giữa glycol và nước đã qua xử lý, cộng thêm các phụ gia chống ăn mòn. Chất này sẽ lưu thông trong những tấm hoặc đường dẫn đặt gần pin, nhưng không hề tiếp xúc trực tiếp với cell pin.

Làm mát trực tiếp bằng chất lỏng cách điện

Với hệ thống làm mát trực tiếp, cell pin hoặc các linh kiện điện có thể tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng.

Tất nhiên, loại chất lỏng này bắt buộc phải có khả năng cách điện phù hợp. Ưu điểm của cách làm mát này là truyền nhiệt nhanh và đồng đều. Đổi lại, nó đòi hỏi rất cao về vật liệu, độ kín, độ ổn định hóa học, cũng như khả năng tương thích với toàn bộ linh kiện bên trong bộ pin.

Làm mát bằng môi chất lạnh

Ở một số thiết kế, môi chất lạnh của hệ thống điều hòa sẽ được dẫn đến gần bộ pin hoặc trao đổi nhiệt với mạch dung dịch thông qua chiller.

Cách làm này giúp việc kiểm soát nhiệt trở nên hiệu quả hơn hẳn, nhất là trong các tình huống sạc nhanh, vận hành ở tải cao hay đối mặt với thời tiết khắc nghiệt. Hệ thống này có thể hoạt động độc lập, hoặc kết hợp cùng mạch dung dịch làm mát.

Nước làm mát xe điện khác gì nước làm mát xe xăng?

Nước làm mát trên xe điện và xe động cơ đốt trong đều có nhiệm vụ: truyền nhiệt, chống ăn mòn, ngăn đóng băng và bảo vệ các vật liệu trong hệ thống. Thế nhưng, do điều kiện làm việc khác nhau nên yêu cầu kỹ thuật của hai loại cũng không hề giống nhau. 

Xe điện sử dụng dòng điện áp cao (thường từ 400V – 800V), vì vậy nước làm mát phải là loại chuyên dụng cách điện để đảm bảo an toàn, tránh chập cháy khối pin khi xảy ra rò rỉ.

Bảng so sánh chi tiết nước làm mát xe điện và xe xăng:

Tiêu chí	Nước làm mát xe điện (EV)	Nước làm mát xe xăng (ICE)
Độ dẫn điện	Cực thấp hoặc bằng 0 (Sử dụng phụ gia phi ion để cách điện)	Cao (Chứa nhiều ion từ phụ gia chống ăn mòn gốc muối vô cơ)
Nhiệm vụ chính	Ổn định nhiệt độ cho khối pin, Inverter, mô-tơ và bộ sạc	Giải nhiệt trực tiếp cho khối động cơ đốt trong
Nhiệt độ tối ưu	Duy trì ở mức thấp và hẹp, khoảng 20°C – 45°C (Lý tưởng cho pin)	Vận hành ở mức cao, khoảng 85°C – 105°C (Thậm chí cao hơn)
Thành phần chính	Nước khử khoáng sâu, Ethylene Glycol và phụ gia phi ion	Nước khử ion, Ethylene Glycol và phụ gia gốc axit hữu cơ (OAT/HOAT)
Chu kỳ thay thế	Rất dài, từ 80.000 – 200.000 km	Ngắn hơn, thường sau mỗi 40.000 – 80.000 km hoặc 2 – 3 năm

>> Gợi ý các sản phẩm nước làm mát cho xe xăng:

Câu hỏi thường gặp về nước làm mát xe điện

Xe điện không có động cơ đốt trong, tại sao vẫn cần nước làm mát?

Đơn giản là vì pin, inverter, motor và các thiết bị điện công suất vẫn tỏa nhiệt trong lúc xe chạy hoặc sạc. Lượng nhiệt này cần được kiểm soát để giữ cho xe vận hành hiệu quả và bảo vệ các linh kiện bên trong.

Có phải xe điện nào cũng có bình nước làm mát?

Không hẳn. Có những mẫu xe làm mát bằng không khí nên chẳng cần bình dung dịch cho pin hay mô tơ. Trong khi đó, một số xe khác lại được trang bị tới một hoặc nhiều bình chứa, tương ứng với từng mạch quản lý nhiệt riêng.

Nước làm mát xe điện có giống nước làm mát ô tô thông thường không?

Một vài hệ thống dùng dung dịch nền glycol khá giống với coolant của ô tô, nhưng chúng có thể đòi hỏi hệ phụ gia, mức độ dẫn điện và tiêu chuẩn OEM riêng biệt. Vì vậy, bạn không nên tự ý thay thế.

Có thể dùng nước cất thay cho nước làm mát xe điện không?

Bạn không nên dùng nước cất như một dung dịch thay thế riêng lẻ nếu nhà sản xuất không cho phép. Lý do là nước cất thiếu hẳn các phụ gia chống ăn mòn, chống đóng băng cũng như khả năng bảo vệ hệ thống.

Xe điện có cần thay nước làm mát định kỳ không?

Với những xe dùng hệ thống làm mát bằng chất lỏng, việc kiểm tra và thay dung dịch theo lịch bảo dưỡng của nhà sản xuất là điều cần thiết. Tuy nhiên, chu kỳ thay ở mỗi mẫu xe lại không giống nhau.

Xe hybrid có dùng nước làm mát inverter không?

Xe Hybrid (HEV) và Plug-in Hybrid (PHEV) là những dòng xe sở hữu cùng lúc cả động cơ xăng lẫn mô-tơ điện. Vấn đề nằm ở chỗ, động cơ xăng vận hành ở mức nhiệt rất cao (khoảng 100°C), trong khi bộ inverter lại chỉ chịu được nhiệt độ thấp hơn nhiều (tầm 50°C). Chính vì sự chênh lệch này, các hãng xe như Toyota Prius hay Camry Hybrid thường bố trí hẳn hai bình nước làm mát riêng, chạy trên hai mạch độc lập, nhằm bảo vệ tốt nhất cho toàn bộ hệ thống hybrid.

Kết luận

Như vậy, câu hỏi “Xe điện có dùng nước làm mát không?” đã có câu trả lời. Xe điện vẫn có thể sử dụng nước làm mát để kiểm soát nhiệt độ cho pin, inverter, motor điện và các linh kiện công suất. Tuy nhiên, không phải mẫu xe nào cũng dùng cùng một hệ thống hoặc cùng một loại dung dịch làm mát. 

Vì vậy, khi lựa chọn nước làm mát cho xe điện, người dùng cần kiểm tra kỹ khuyến nghị của nhà sản xuất, tiêu chuẩn kỹ thuật và khả năng tương thích với từng dòng xe. Việc sử dụng đúng sản phẩm và bảo dưỡng đúng định kỳ sẽ giúp hệ thống quản lý nhiệt hoạt động ổn định, góp phần bảo vệ pin và duy trì hiệu suất vận hành lâu dài.

VOLTRONIC VIETNAM

Địa chỉ: Lầu 2 Tòa nhà VinFast D1, 135 – 139 Đồng Văn Cống, Phường Cát Lái, TP.Hồ Chí Minh
Website: www.voltronicvietnam.com
Email: kinhdoanh@songdailong.com
Liên hệ làm đại lý: 028.77777.369

Dành cho bạn