MÁY NÉN ĐIỀU HÒA ĐIỆN TỬ: TRÁI TIM CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT XE Ô TÔ ĐIỆN

Thứ năm, 22/05/2025, 15:13 (GMT+7)

Trong hệ thống điều hòa không khí trên ô tô điện, máy nén đóng vai trò thiết yếu giúp duy trì khả năng làm lạnh ổn định cho khoang hành khách cũng như hỗ trợ làm mát hệ thống pin. Khác với ô tô sử dụng động cơ đốt trong, máy nén điều hòa trên xe điện không phụ thuộc vào dẫn động cơ học mà được điều khiển hoàn toàn bằng động cơ điện. Bài báo này trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc điểm kỹ thuật của máy nén điều hòa trên xe điện; đồng thời so sánh với máy nén truyền thống, phân tích các ưu điểm nổi bật và thảo luận xu hướng phát triển trong tương lai. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng trong ngành công nghệ ô tô hiện đại.

1. Đặt vấn đề

Sự phát triển mạnh mẽ của ô tô điện kéo theo yêu cầu cao về tối ưu hệ thống phụ trợ, trong đó hệ thống điều hòa không khí (HVAC) giữ vai trò then chốt đảm bảo sự thoải mái cho người dùng và kiểm soát nhiệt độ hệ thống pin. Máy nén – thành phần trung tâm của hệ thống HVAC – trên xe điện đã có những thay đổi đáng kể về thiết kế và nguyên lý điều khiển so với xe truyền thống, nhằm đáp ứng yêu cầu tiết kiệm năng lượng và điều khiển chính xác hơn.

                                                                                                                                                                                                         Hình 1. Máy nén xoắn ốc trên xe ô tô điện

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén điều hòa trên xe điện

Máy nén điều hòa trên ô tô điện thường là loại xoắn ốc (scroll compressor) có tích hợp motor điện không chổi than (BLDC). Hệ thống này sử dụng dòng điện cao áp (thường 300–400V DC) từ bộ pin, sau đó được chuyển đổi thành dòng AC 3 pha nhờ bộ biến tần (inverter) để cấp cho motor quay.

                                                                                                                                                                                 Hình 2. Cấu tạo của máy nén xoắn ốc trên ô tô điện

Cấu trúc gồm:
- Cụm nén kiểu scroll
- Motor điện tích hợp
- Biến tần điều khiển điện áp/tần số
- Cảm biến nhiệt độ, áp suất

Quá trình hoạt động được điều chỉnh theo nhu cầu làm mát thực tế thông qua tín hiệu từ ECU điều hòa, cho phép máy nén biến tốc linh hoạt, cải thiện hiệu suất làm lạnh và tiết kiệm điện năng.

3. So sánh với máy nén trên ô tô dùng động cơ đốt trong

So sánh giữa máy nén điều hòa trên xe điện và xe dùng động cơ đốt trong:
- Cách truyền động: Xe truyền thống dùng dây cu-roa, xe điện dùng motor điện.
- Điều khiển công suất: Xe truyền thống dùng van cơ khí, xe điện dùng biến tần.
- Tính ổn định: Xe điện hoạt động ổn định kể cả khi dừng.
- Hiệu suất: Xe điện có hiệu suất tốt hơn nhờ điều khiển thông minh.

4. Ưu điểm của máy nén điều hòa điện tử

- Tiết kiệm năng lượng
- Hoạt động linh hoạt
- Gọn nhẹ, dễ bố trí
- Êm ái
- Tích hợp thông minh với hệ thống pin và điều hòa cabin

5. Xu hướng phát triển máy nén trên ô tô điện

- Máy nén không dầu
- Điều khiển AI/ML
- Tích hợp làm mát pin
- Vật liệu nhẹ và bền

Máy nén điều hòa điều khiển bằng điện trên xe ô tô điện là bước tiến công nghệ quan trọng, giúp tăng hiệu suất, giảm tiêu thụ năng lượng và đáp ứng yêu cầu vận hành thông minh của phương tiện hiện đại. Việc nghiên cứu và cải tiến loại máy nén này đang mở ra nhiều hướng đi cho ngành công nghiệp ô tô tương lai, đặc biệt trong bối cảnh chuyển đổi sang phương tiện không phát thải.