Hệ thống làm mát trên ô tô điện không ngừng được cải tiến với nhiều phân loại khác nhau nhằm đảm bảo tối đa hiệu quả “giải nhiệt” cho pin.

Sự phát triển của công nghệ mới, hiện đại đã giúp các công ty sản xuất xe điện từng bước giải quyết những hạn chế về pin như số lần sạc, khả năng dự trữ năng lượng. Cùng với đó, hệ thống làm mát xe điện cũng không ngừng được cải tiến nhằm nâng cao tuổi thọ và phạm vi hoạt động của pin.

Hệ thống làm mát trên xe điện là gì?

Năng lượng của ô tô điện được lưu trữ trong pin và truyền trực tiếp đến động cơ khi vận hành. Vì vậy, pin được xem là “linh hồn” của xe điện, là công nghệ mang giá trị cốt lõi của  dòng xe xanh này.  

Trong quá trình nghiên cứu, cải tiến pin, việc duy trì nhiệt độ làm việc lý tưởng trong khoảng từ 20 – 40 độ C luôn là mục tiêu hàng đầu của các nhà sản xuất.

Theo đó, nếu ở mức nhiệt dưới 0 độ C, các phản ứng hóa học của pin sẽ diễn ra chậm khiến cho công suất giảm đi, xe không thể tăng tốc, khả năng pin bị hư hỏng trong quá trình sạc cao hơn. 

Tuy nhiên, pin cũng nhanh xuống cấp khi phải hoạt động ở nhiệt độ trên 45 độ C. Pin tỏa ra lượng nhiệt lớn để đáp ứng kịp thời các phản ứng hóa học nhanh. Khi nhiệt độ càng cao, pin càng tiêu hao càng nhiều năng lượng điện, động cơ càng dễ rơi vào tình trạng quá nhiệt dẫn đến xe có thể bốc cháy rất nguy hiểm. Lúc này, hệ thống làm mát xe điện có vai trò giúp pin hoạt động trong khoảng nhiệt độ lý tưởng nhất.

Hệ thống làm mát xe điện hiện nay có cấu tạo chính là dung dịch làm mát ethylene glycol. Đây là hợp chất hữu cơ dạng lỏng không màu, không mùi có tác dụng điều hòa nhiệt độ. Trong quá trình xe vận hành, chúng được luân chuyển liên tục từ pin tới động cơ. Ngoài ra, trong hệ thống có thêm quạt tản nhiệt giúp làm mát động cơ hiệu quả. 

Phân loại hệ thống làm mát trên xe điện

Hệ thống làm mát xe điện được chia thành hai loại chính là thụ động và chủ động. Hệ thống làm mát thụ động gồm các phương pháp như dùng vật liệu chuyển pha (PCM), ống dẫn nhiệt hoặc chất hóa học có tác dụng làm mát hydrogel. Làm mát thụ động trên xe điện không tiêu tốn năng lượng từ pin nhưng  khó kiểm soát quá trình làm mát. 

Hệ thống làm mát chủ động dựa trên nguyên lý hoạt động của cánh tản nhiệt, không khí hoặc chất làm mát chuyên dụng. Với những phương pháp này, hiệu quả làm mát được cải thiện nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường bên ngoài trong một số trường hợp nhất định.

Hệ thống làm mát được phân loại đa dạng. Mỗi loại đều sở hữu những ưu, nhược điểm riêng biệt. 

Làm mát xe điện bằng vật liệu chuyển pha (PCM)

Vật liệu chuyển pha (PCM) là chất làm mát đặc biệt có thành phần gồm carbon hoặc muối hydrat. Khi pin xe điện tỏa lượng nhiệt lớn, các PCM sẽ hấp thụ nhiệt, chuyển từ thể rắn sang lỏng hoặc ngược lại, từ đó giải phóng năng lượng, làm mát pin. 

Tuy nhiên vật liệu chuyển pha PCM có phạm vi hoạt động nhỏ, chỉ hấp thụ nhiệt sinh ra tại vị trí của pin. Vì thế, PCM không được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất xe điện. Hiện nay, vật liệu chuyển pha phát huy với vai trò “chống nóng” cho các tòa cao ốc trong đô thị.

Làm mát xe điện bằng cánh tản nhiệt 

Làm mát bằng cánh tản nhiệt cũng là phương pháp được áp dụng trên các dòng xe điện. Thông qua đối lưu không khí, cánh tản nhiệt tạo ra lượng không khí lớn, trung hòa nhiệt độ do pin sinh ra khi vận hành. 

Hạn chế của cánh tản nhiệt là kích cỡ lớn khiến hệ thống làm mát  cồng kềnh hơn nên không được các nhà sản xuất xe điện lựa chọn sử dụng phổ biến. Hiện nay, làm mát bằn cánh tản nhiệt được ứng dụng phổ biến trong sản xuất thiết bị điện tử như máy tính, laptop.

Làm mát xe điện bằng không khí

Làm mát bằng không khí hoạt động tương đối giống với phương pháp làm mát bằng cánh tản nhiệt là sử dụng dòng đối lưu không khí để truyền nhiệt ra khỏi pin xe điện. 

Ưu điểm của phương pháp này là hoạt động đơn giản, dễ dàng kiểm soát. Tuy nhiên, hệ thống này chịu ảnh hưởng lớn bởi nhiệt độ môi trường xung quanh nên khả năng làm mát không ổn định, khó đáp ứng đủ yêu cầu nhất là khi xe vận hành trong điều kiện thời tiết nóng. Vì vậy, làm mát bằng không khí không phù hợp với xe điện thường xuyên vận hành với hiệu suất cao. 

Làm mát xe điện bằng dung dịch làm mát chuyên dụng

Dung dịch làm mát chuyên dụng có thành phần chính bao gồm ethylene glycol và một số chất hóa học khác giúp ngăn ngừa quá trình ăn mòn và chống bốc hơi. 

Dung dịch làm mát ethylene glycol không chỉ được đánh giá cao về khả năng “giải nhiệt” cho pin xe điện mà còn dẫn nhiệt, làm mát cả các hệ thống khác của xe. Tuy nhiên, do có chứa glycol nên cần được xử lý đúng cách trước khi thải ra môi trường, tránh ô nhiễm nguồn đất, nước ngầm. 

Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc gia (Mỹ) và Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Mạng lưới Phân phối Hoạt động Quốc gia (Trung Quốc) đã thực hiện nghiên cứu nhằm so sánh hiệu quả của bốn hệ thống làm mát xe điện. Kết quả cho thấy, làm mát bằng dung dịch chuyên dụng mang lại hiệu suất cao nhất. Thực tế, dung dịch chuyên dụng là phương pháp làm mát được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong ngành sản xuất xe điện.

Làm mát xe điện bằng nhiệt điện (TEC)

Hệ thống làm mát bằng nhiệt điện TEC hiện đang được nhiều nhà sản xuất đánh giá cao khi sở hữu thiết kế hiện đại, khả năng giảm nhiệt pin hiệu quả. 

Hệ thống TEC sử dụng mô-đun điều hành tổng gồm hai cực âm-dương gắn trực tiếp vào pin. Khi vận hành, nhiệt độ pin tăng lên tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ lớn. Lúc này, nhiệt năng sẽ được mô-đun chuyển hóa thành điện năng giúp pin luôn hoạt động trong khoảng từ 31 – 34 độ C. 

Bên cạnh hệ thống làm mát xe điện thì thói quen sử dụng của người dùng cũng góp phần “giải nhiệt”, tăng tuổi thọ cho pin. Theo các kỹ sư đến từ trường Đại học California, người dùng chỉ nên sử dụng bộ sạc nhanh trong trường hợp khẩn cấp để tránh tình trạng pin bị nứt, rò rỉ và mất dần khả năng lưu trữ điện. Không sạc pin quá mức hay cố gắng lái xe trong tình trạng pin cạn kiệt cũng là cách hiệu quả để tăng tuổi thọ cho pin.  

Ngoài những công nghệ ở trên, các hãng sản xuất xe điện cũng không ngừng cải tiến và nghiên cứu để cho ra đời loại pin có tính năng tự quản lý nhiệt chủ động mà không cần sự tham gia của các chất hóa học. Nếu được triển khai vào thực tế, loại pin này có thể  tự duy trì phạm vi nhiệt độ ổn định. Từ đó giúp tăng tuổi thọ của pin và không gây hại cho môi trường. 

Tham khảo thông tin và đặt mua VinFast VF e34 hoặc liên hệ hotline 1900 23 23 89 để được tư vấn chi tiết.