Hộp số trên xe điện hoạt động khác với xe xăng, dầu truyền thống như thế nào?

Khi xe điện dần trở nên phổ biến, những người lái xe cũng cần phải hiểu, ít nhất ở mức độ cơ bản về cách thức hoạt động của xe điện (EV). Các xe sử dụng động cơ đốt trong (ICE) hiện nay đang sử dụng các loại hộp số từ hộp số tự động, số tay hoặc hộp số vô cấp CVT để duy trì vòng tua động cơ tối ưu.

Trong khi đó, xe điện sử dụng năng lượng từ động cơ điện hiệu quả hơn rất nhiều. Vậy hộp số trên xe điện hoạt động như thế nào?

Hộp số trên xe điện có kích thước nhỏ, nhẹ và độ tin cậy cao.

Đầu tiên, nhiều người có thể thắc mắc liệu xe điện có hộp số hay không. Theo Edmunds, câu trả lời ngắn gọn là có, xe ô tô điện có hộp số. Điều đó nói lên rằng, hộp số xe điện (hộp số EV) khác với hộp số xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống (hộp số ICE) ở một số điểm.

Sự khác biệt chính là xe điện sử dụng hộp số 1 cấp, trong khi xe chạy bằng xăng, đầu sử dụng hộp số nhiều cấp. Nhưng hầu hết các nhà sản xuất ô tô lại sử dụng các thuật ngữ khác nhau để đặt trên cho hộp số trên xe điện của mình. 

Các thuật ngữ khác cho hộp số EV bao gồm hộp số giảm tốc hoặc truyền động trực tiếp, song về cơ bản chúng đều đề cập đến cùng một điều, đó là 1 cấp.

Ở trên xe điện, hộp số 1 cấp này sẽ giúp giảm tốc độ vòng tua máy cao của động cơ điện xuống mức phù hợp với lốp xe ở tốc độ mong muốn. Mặc dù một số xe điện được là không có hộp số thì nhà sản xuất đó có thể đang đề cập đến một chiếc xe có hộp số giảm tốc, về cơ bản thực hiện các chức năng tương tự như hộp số tự động 1 cấp.

Hộp số của xe EV khác với hộp số trên xe ICE như thế nào?

Động cơ điện có vòng tua cao hơn nhiều so với động cơ xăng và tạo ra mô-men xoắn cực đại ngay từ 0 vòng/phút cho tới 10.000 vòng/phút trong một số trường hợp. Điều này lý giải tại sao những chiếc xe điện thường đạt tốc độ rất nhanh chỉ trong vài giây, bất chấp trọng lượng nặng hơn đáng kể so với xe chạy xăng dầu truyền thống.

Hộp số tự động truyền thống nhiều cấp nặng hơn, tốn kém chi phí sửa chữa hơn.

Ngược lại, động cơ đốt trong tạo ra công suất ở vòng tua máy cao hơn và cần nhiều tỷ số truyền để vừa đạt tốc độ cao vừa tránh động cơ quay quá mức, thường sẽ giới hạn ở một phạm vi vòng tua máy tối ưu.

Hộp số một cấp nếu sử dụng cho động cơ đốt trong sẽ chỉ giữ cho động cơ duy trì ở dải vòng tua mô-men xoắn nhất định để xe di chuyển mà không bị chết máy nhưng cũng không đạt đủ tốc độ để lái xe khi tham gia giao thông. Đó là lý do tại sao hầu hết các xe ICE đều sử dụng hộp số sàn và tự động nhiều cấp hoặc hộp số CVT. 

Hộp số EV đơn giản hơn nhiều so với hộp số nhiều cấp của xe sử dụng động cơ đốt trong. Nhờ đó, kích thước hộp số của xe điện nhỏ gọn và ít bộ phận chuyển động hơn, đồng thời có độ tin cậy và dễ bảo trì. Ngoài ra, hộp số EV có thể tăng tốc nhanh hơn, êm ái và êm ái hơn so với hộp số của xe ICE vì không phải chuyển số.

Các loại hộp số EV

- Hộp số 1 cấp: Bất kể các nhà sản xuất ô tô gọi hộp số EV là gì thì hầu hết đều là hộp số 1 cấp. Nếu xe điện có 2 động cơ điện thì sẽ có 2 hộp số, một ở trục bánh trước và một ở trục bánh sau. Những hộp số này vẫn có một bánh răng ở mỗi trục, nhưng được hoạt động đồng bộ và vẫn được coi là hộp số 1 cấp.

- Hộp số 2 cấp: Hộp số 2 cấp cho xe điện phức tạp hơn hộp số 1 cấp và hiếm gặp. Nhiều năm trước, khi chiếc Tesla Roadster nguyên bản đang được phát triển, hãng đã thử nghiệm hộp số sàn 2 cấp. Thiết kế tỏ ra quá phức tạp và cuối cùng họ đã phải chuyển sang sử dụng hộp số 1 cấp. Hiện tại, chỉ có Porsche Taycan và Audi e-tron GT là xe điện có hộp số 2 cấp.

Hộp số EV 2 cấp trên Porsche Taycan

Cấp số đầu tiên để xử lý khả năng tăng tốc tối đa, còn cấp số thứ 2 nhằm cung cấp tốc độ tối đa và hiệu quả cao hơn khi di chuyển trên đường cao tốc. Hầu hết các xe điện đều không hoạt động hiệu quả ở dải tốc độ cao khi chạy trên đường cao tốc, nhưng hộp số 2 cấp lại làm được.

Tương lai của hộp số EV

Tesla đã trực tiếp nhận ra mức độ phức tạp ngày càng tăng cao đi kèm với hộp số nhiều cấp trên xe điện. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là hộp số EV không thể có nhiều bánh răng hơn.

Tập đoàn ô tô Stellantis đã trình diễn một mẫu concept Jeep Wrangler Magneto có hộp số sàn EV 6 cấp vào năm ngoái. Hộp số sàn 6 cấp của Wrangler Magento cho phép người lái chọn tỷ số truyền phù hợp với địa hình phía trước. 

CNN cho biết Toyota cũng đã nộp bằng sáng chế một dạng hộp số sàn 6 cấp giả lập mới dành cho xe điện với các đặc tính chuyển số có cảm giác như trên một chiếc xe ICE.

Thế nhưng vẫn chưa có bất kỳ mẫu xe điện nào được đưa vào sản xuất vì chi phí và độ phức tạp có thể cao và mối quan tâm chung về hộp số sàn ngày nay là tương đối thấp. Vì những yếu tố này, nhiều người vẫn cho rằng hộp số EV 1 cấp chắc chắn sẽ trở thành tiêu chuẩn trong tương lai gần.