 |
| Các mẫu xe điện hiện đại thường có phần đầu xe trơn, lưới tản nhiệt khép kín |
Hãy nhìn vào phần đầu của nhiều mẫu ô tô điện hiện đại và bạn sẽ dễ nhận ra một chi tiết dường như bị thiếu. Không còn những mảng lưới lớn, cửa hút gió mạ chrome hay lưới tản nhiệt rõ ràng như trên xe động cơ đốt trong. Thay vào đó, nhiều mẫu EV sử dụng một bề mặt trơn, gần như kín hoàn toàn ở vị trí vốn dành cho việc đưa không khí vào khoang động cơ. Đây không đơn thuần là cách để tạo vẻ ngoài hiện đại cho xe điện.
EV không cần lưới tản nhiệt truyền thống vì không có động cơ đốt trong cần liên tục hút không khí để phục vụ quá trình đốt nhiên liệu. Việc loại bỏ những khe hút gió không cần thiết cũng giúp các kỹ sư có thêm tự do khi tối ưu phần đầu xe cho hiệu quả khí động học, qua đó có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng ở tốc độ cao.
Xe động cơ đốt trong cần không khí và làm mát
Động cơ đốt trong hoạt động dựa trên bốn giai đoạn cơ bản: nạp, nén, cháy và xả. Ở kỳ nạp, không khí được đưa vào động cơ, trộn với nhiên liệu trước khi bị nén và đốt cháy. Quá trình cháy tạo ra lực đẩy piston, trong khi khí thải sau đó được đưa ra ngoài. Vì vậy, động cơ đốt trong bắt buộc phải có hệ thống cung cấp không khí.
Hơn nữa, quá trình đốt nhiên liệu cũng tạo ra lượng nhiệt lớn, khiến các mẫu xe thông thường phải sử dụng hệ thống nước làm mát tuần hoàn qua két tản nhiệt, thường được đặt ở phía trước xe. Lưới tản nhiệt tạo đường dẫn để không khí bên ngoài đi tới két tản nhiệt, trong khi luồng gió khi xe di chuyển giúp truyền nhiệt từ dung dịch làm mát ra môi trường trước khi chất lỏng quay trở lại động cơ.
Đó cũng là lý do những mẫu xe hiệu suất cao, bán tải hay SUV thường có các cửa hút gió lớn ở phía trước. Động cơ càng mạnh hoặc xe phải hoạt động dưới tải trọng lớn thì lượng nhiệt cần kiểm soát càng cao, kéo theo nhu cầu về hệ thống làm mát lớn hơn. Trong khi đó, mô-tơ điện không đốt nhiên liệu trong xi-lanh và không cần không khí từ bên ngoài để tạo ra công suất. Điều này loại bỏ một trong những lý do cơ bản khiến ô tô động cơ đốt trong phải có lưới tản nhiệt lớn và luôn mở, đồng thời cho phép các nhà thiết kế có nhiều lựa chọn hơn khi tạo hình phần đầu xe.
Đầu xe trơn giúp cải thiện khí động học
 |
Việc đóng kín phần lớn khu vực đầu xe cũng có thể giúp giảm tổn thất khí động học. Trên một chiếc xe thông thường, một phần không khí đập vào đầu xe sẽ được dẫn qua lưới tản nhiệt vào khoang động cơ, nơi nó tiếp xúc với két tản nhiệt và nhiều bộ phận khác trước khi thoát ra ngoài. Các kỹ sư có thể kiểm soát luồng khí này, nhưng bản thân việc đưa không khí vào bên trong xe vẫn tạo thêm lực cản. Một bề mặt đầu xe trơn giúp luồng không khí đi vòng qua thân xe nhiều hơn thay vì bị đẩy vào các khe hút gió, từ đó có thể giảm lực cản khí động học.
Điều này đặc biệt quan trọng ở tốc độ cao trên đường cao tốc, khi lực cản không khí chiếm một phần đáng kể trong năng lượng cần thiết để duy trì chuyển động. Giảm lực cản đồng nghĩa hệ thống truyền động điện có thể cần ít năng lượng hơn để giữ tốc độ, qua đó góp phần cải thiện hiệu suất và phạm vi di chuyển trong những điều kiện tương đương.
Tuy nhiên, lưới tản nhiệt chỉ là một phần trong bài toán này. Các nhà sản xuất còn sử dụng tay nắm cửa phẳng, mâm xe tối ưu khí động học, gương chiếu hậu được tạo hình cẩn thận, tấm ốp gầm phẳng và nhiều giải pháp khác để hạn chế nhiễu loạn cũng như lực cản của không khí. Từng thay đổi có thể không tạo ra khác biệt quá lớn, nhưng khi kết hợp lại, chúng có thể mang đến tác động đáng kể tới hiệu quả vận hành của EV.
Ô tô điện vẫn cần làm mát
Phần đầu xe điện gần như kín không đồng nghĩa rằng chúng không sinh nhiệt. Pin, mô-tơ điện, bộ biến tần, thiết bị sạc và các linh kiện điện tử công suất đều có yêu cầu về nhiệt độ. Việc duy trì các bộ phận này trong phạm vi nhiệt độ phù hợp đóng vai trò quan trọng đối với hiệu suất, hiệu quả sử dụng năng lượng và độ bền. Bộ Năng lượng Mỹ cũng xác định quản lý nhiệt là một yếu tố quan trọng để duy trì hiệu suất và độ tin cậy của mô-tơ điện cũng như hệ thống điện tử công suất.
Điểm khác biệt nằm ở chỗ EV không nhất thiết phải có một lưới tản nhiệt lớn và luôn mở để đáp ứng nhu cầu làm mát. Các kỹ sư có thể sử dụng mạch làm mát bằng chất lỏng, bộ trao đổi nhiệt, quạt và các cửa hút gió được bố trí ở những vị trí phù hợp. Một số mẫu xe còn sử dụng các cánh gió chủ động, chỉ mở khi cần tăng lượng không khí làm mát.
Ví dụ, Hyundai sử dụng hệ thống cửa gió chủ động trên những mẫu xe như Ioniq 5 để kiểm soát luồng không khí đi qua phần đầu xe. Các cửa này có thể đóng khi không cần làm mát thêm nhằm giảm lực cản khí động học và mở ra khi hệ thống cần tăng khả năng tản nhiệt. Nói cách khác, EV vẫn cần kiểm soát nhiệt, nhưng có thể chủ động điều tiết quá trình này tùy theo nhu cầu thay vì phải duy trì một cửa hút gió lớn để làm mát liên tục.
EV hiệu suất cao vẫn cần nhiều không khí hơn
 |
Không phải mẫu xe điện nào cũng có phần đầu hoàn toàn kín. Những chiếc EV hiệu suất cao có thể sinh ra lượng nhiệt đáng kể khi tăng tốc liên tục, chạy ở tốc độ cao, vận hành trên đường đua hoặc sạc nhanh. Pin, mô-tơ, hệ thống điện tử công suất và phanh đều có thể chịu tải nhiệt lớn hơn, khiến hệ thống quản lý nhiệt phải hoạt động tích cực hơn. Vì vậy, các phiên bản hiệu suất cao thường có những cửa hút gió lớn hoặc dễ nhận thấy hơn so với những mẫu xe điện ưu tiên hiệu suất và phạm vi di chuyển.
Các mẫu xe điện bán tải và SUV cỡ lớn cũng có thể cần hệ thống làm mát đáng kể hơn, đặc biệt khi được thiết kế để kéo tải, chở hàng hoặc hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt. Điểm quan trọng là những cửa hút gió này được thiết kế dựa trên nhu cầu nhiệt thực tế của xe, thay vì chỉ được duy trì vì ô tô truyền thống vốn luôn có lưới tản nhiệt.
Lưới tản nhiệt đôi khi vẫn còn, nhưng để làm việc khác
Một lý do khác khiến một số EV vẫn giữ lại hình dạng giống lưới tản nhiệt truyền thống là nhận diện thương hiệu. Trong hơn một thế kỷ, lưới tản nhiệt đã trở thành một trong những yếu tố quan trọng của thiết kế ô tô, với một số kiểu dáng gắn liền với hình ảnh của từng hãng. Loại bỏ hoàn toàn chi tiết này có thể khiến một mẫu xe khó nhận diện hơn, vì vậy một số nhà sản xuất lựa chọn duy trì hình thức quen thuộc ngay cả khi không còn cần một cửa hút gió lớn phía sau.
BMW là một ví dụ tiêu biểu. Các mẫu xe điện của hãng vẫn giữ thiết kế “quả thận” đặc trưng, nhưng trên BMW iX, khu vực này chủ yếu được đóng kín do hệ thống truyền động điện không cần lượng không khí làm mát lớn tại vị trí đó. Thay vào đó, khu vực này có thể chứa camera, radar và các công nghệ cảm biến khác.
Những nhà sản xuất xe khác sử dụng bề mặt có họa tiết, mảng ốp màu đen, hệ thống đèn hoặc các khe hẹp để tạo hiệu ứng thị giác giống lưới tản nhiệt mà không cần một cửa mở lớn. Trong những trường hợp này, lưới tản nhiệt không thực sự biến mất, nhưng chức năng của nó đã thay đổi, từ việc chủ yếu phục vụ đưa không khí vào hệ thống làm mát sang phục vụ thiết kế, cảm biến và khí động học.
Vì sao một số EV vẫn có “lưới tản nhiệt giả”?
 |
Cách tiếp cận này vẫn gây tranh luận trong cộng đồng người yêu xe. Một số người cho rằng lưới tản nhiệt đóng kín giúp duy trì nhận diện thương hiệu, khiến một chiếc BMW, Audi hay xe của các hãng lâu đời khác dễ được nhận ra ngay lập tức. Những người khác lại cho rằng các chi tiết này là tàn dư không cần thiết của thời kỳ động cơ đốt trong, và xe điện nên tận dụng cơ hội để có thiết kế phần đầu hoàn toàn mới.
Tranh luận này phản ánh một bài toán thực sự đối với các nhà thiết kế. Hệ thống động lực điện đã loại bỏ một trong những lý do cơ khí quan trọng nhất khiến ô tô cần lưới tản nhiệt lớn, nhưng khách hàng đã quen với việc nhận diện các thương hiệu thông qua hình dạng đặc trưng của phần đầu xe trong nhiều thập kỷ. Một thiết kế hoàn toàn trơn có thể hợp lý hơn về mặt khí động học, nhưng đồng thời khiến chiếc xe khó tạo dấu ấn thị giác. Vì vậy, các hãng phải cân bằng giữa hiệu suất, nhu cầu làm mát, vị trí cảm biến và ngôn ngữ thiết kế mà khách hàng mong đợi.
Lưới tản nhiệt đang thay đổi, nhưng không biến mất
 |
Ô tô điện không cần lưới tản nhiệt truyền thống vì hệ thống động lực của chúng có nhu cầu hoàn toàn khác về không khí và làm mát. Điều đó không có nghĩa EV có thể loại bỏ hệ thống quản lý nhiệt. Pin, mô-tơ, bộ biến tần và các linh kiện điện tử khác vẫn cần được duy trì trong phạm vi nhiệt độ phù hợp, đặc biệt khi xe vận hành với tải cao hoặc sạc nhanh. Thay vào đó, các nhà sản xuất có thể kết hợp hệ thống làm mát bằng chất lỏng, bộ trao đổi nhiệt, cửa hút gió nhỏ và các cánh gió chủ động để cung cấp khả năng làm mát đúng lúc và đúng vị trí.
Ở những khu vực còn lại của phần đầu xe, thiết kế trơn có thể giúp giảm tổn thất khí động học và cải thiện hiệu suất, đồng thời tạo không gian cho cảm biến hoặc một ngôn ngữ thiết kế mới dành riêng cho từng thương hiệu. Vì vậy, một số EV sẽ tiếp tục có các mảng ốp mang hình dáng lưới tản nhiệt, trong khi những mẫu khác có thể chỉ cần một cửa hút gió nhỏ ở phần dưới cản trước. Lần tới khi một chiếc xe điện trông như thể “quên lắp lưới tản nhiệt”, có lẽ không có gì bị thiếu cả. Đó đơn giản là dấu hiệu cho thấy phần đầu xe không còn phải được thiết kế dựa trên những yêu cầu của động cơ đốt trong.
Duy Thành
Copy link
