Trong cùng một điều kiện thử nghiệm thực tế, chi phí năng lượng cho hệ thống máy lạnh trên xe ô tô điện chỉ bằng một phần năm so với xe dùng động cơ đốt trong, nhờ cơ cấu vận hành đơn giản hơn.
Bạn đang xem: Điều hòa xe điện
Mới đây, chuyên gia công nghệ Bạch Thành Trung - quản trị viên diễn đàn v
Oz đã tiến hành thử nghiệm thực tế để tính toán cụ thể mức tiêu hao năng lượng của hệ thống máy lạnh trên chiếc ô tô điện Vin
Fast VF e34 và một mẫu xe xăng có cùng kích cỡ.
Đối với chiếc Vin
Fast VF e34, chuyên gia Bạch Thành Trung mở điều hòa ở chế độ tự động và đỗ xe trong vòng 24 tiếng. Theo đó, xe dừng tại chỗ, dưới trời nắng không có mái che từ 9h sáng ngày hôm trước đến 9h sáng hôm sau, nhiệt độ ngoài trời có lúc đỉnh điểm lên đến hơn 41 độ C. Nhiệt độ từ hệ thống máy lạnh trong cabin được thiết lập ở mức 22 độ C. Thời điểm bắt đầu thử nghiệm, bộ pin còn khoảng 88% dung lượng, sau 24 giờ liên tục mở điều hòa, dung lượng pin còn 25%, tương đương với mức giảm 63%.
Theo ghi chép của anh Trung, trong 8 giờ liên tiếp có nắng, pin giảm khoảng 30%, từ 88% xuống 58%. 16 giờ còn lại trời mát và về đêm nên xe chỉ bật thêm đèn tự động cùng điều hòa, mức pin tụt thêm 33% từ 58% xuống còn 25%. Nhiệt độ thực tế trong xe đo bằng nhiệt kế độc lập có thời điểm báo chỉ 18 độ C, điều này khá dễ hiểu do xe đóng cửa gần như 24 giờ, không có người ngồi trong.
“Với thực nghiệm này, có thể thấy, khi xe đỗ một chỗ dưới trời nắng nóng, hệ thống máy lạnh tiêu tốn chưa tới 4% dung lượng pin cho 1 giờ sử dụng. Như vậy, người dùng có thể mở máy lạnh liên tục trong khoảng hơn 25 tiếng dưới thời tiết nắng nóng xe mới cạn pin. Trong khi đó, khi trời mát, dung lượng pin chỉ giảm chưa tới 2% trong một giờ. Với mức tiêu hao năng lượng như thử nghiệm, mỗi giờ xe Vin
Fast VF e34 tiêu hao tối đa khoảng 1,68 k
Wh cho máy lạnh, tương đương khoảng hơn 2.000 đồng tiền điện”, chuyên gia đánh giá.
Trước chuyên gia Bạch Thành Trung, nhiều tạp chí danh tiếng và các đơn vị kiểm định độc lập trên thế giới đã có những thử nghiệm cho thấy khả năng tối ưu năng lượng của xe điện tốt hơn so với xe xăng. Các chuyên gia cho rằng, không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế cho người dùng, việc giảm tiêu hao năng lượng còn giúp xe có thể vận hành trên quãng đường dài hơn.
Theo lý giải của chuyên gia Bạch Thành Trung, về cơ bản, cơ cấu hệ thống máy lạnh của ô tô điện và ô tô dùng động cơ đốt trong không có nhiều khác biệt. Hệ thống này vẫn gồm các thành phần như máy nén, dàn nóng, dàn lạnh, quạt, bộ lọc, van tiết lưu… Tuy nhiên, điểm khác biệt lớn nhất giữa hai hệ thống này là cách cung cấp năng lượng cho máy nén.
“Ở ô tô điện, máy nén được kết nối trực tiếp với bộ pin của xe nên hệ thống máy lạnh gần như hoạt động độc lập với động cơ. Trong khi với ô tô truyền thống, máy nén vận hành bằng cách kết nối với động cơ thông qua dây đai, nên xe phải nổ máy mới dùng được máy lạnh nếu không muốn xe bị hết ắc-quy. Đây là lý do khiến hệ thống máy lạnh trên xe xăng tiêu tốn nhiều năng lượng hơn xe điện”, vị chuyên gia giải thích.
Xem thêm: Xử lý cục nóng điều hòa kêu to, rung mạnh là do đâu? điều hoà kêu to khi hoạt động
Xe điện không phụ thuộc vào động cơ để sưởi khoang lái như xe xăng/dầu. Thay vào đó, xe điện dùng hệ thống bơm nhiệt hoặc sưởi điện.Theo
Life
Wire, hệ thống điều hòa trên ô tô trang bị động cơ đốt trong chỉ có chức năng duy nhất là làm mát không khí. Khi người điều khiển phương tiện bật chế độ ấm, cabin trong ô tô sẽ được làm nóng từ nguồn nhiệt khác. Theo đó, nước làm mát sau khi rời động cơ với nhiệt độ khoảng 80-100o
C sẽ được dẫn vào dàn tản nhiệt (két sưởi). Tại đây, quạt gió sẽ thổi thẳng vào két để đẩy khí nóng vào cabin. Như vậy, hệ thống sưởi của ô tô chạy xăng/dầu phụ thuộc vào điều kiện vận hành của động cơ. Điều đó cũng có nghĩa khi ô tô mới nổ máy, động cơ chưa nóng, hệ thống sưởi cabin chưa mang lại hiệu quả tức thì.
Trong khi đó, xe thuần điện không áp dụng phương pháp này vì môtơ điện không sinh nhiệt cao như động cơ đốt trong. Do đó, hệ thống sưởi ấm sẽ hoạt động theo nguyên lý khác và có sự khác nhua giữa các xe điện. Dù vậy, về cơ bản, xe điện sẽ dùng năng lượng từ pin để tạo không khí nóng trước khi đưa vào cabin theo dạng sưởi bằng điện trở và bơm nhiệt.
Sưởi bằng điện trở/Resistive Heaters
Đây là hệ thống sưởi đơn giản nhất mà các xe điện thời kỳ đầu thường áp dụng. Theo đó, một điện trở sẽ được đốt nóng bằng nguồn từ pin, sau đó thổi khí nóng vào cabin. Điện trở này thường dùng gốm do rất nhanh nóng, lại không bị oxy hóa ở nhiệt độ cao. Hệ thống này tương tự như máy sấy tóc.
Ưu điểm là tác dụng rất nhanh, thiết kế đơn giản, chi phí sản xuất thấp, dễ bảo trì. Nhược điểm lớn nhất là tiêu hao điện năng. Vì vậy, ở các quốc gia xứ lạnh, phạm vi di chuyển của xe điện thường ít hơn thông số mà nhà sản xuất công bố do một phần năng lượng đã phải dùng cho sưởi ấm, làn tan tuyết trên xe.
Bơm nhiệt (Heat Pump)
Do đó, hiện nay, hệ thống sưởi phổ biến trên xe điện hoạt động bằng bơm nhiệt. Theo đó, máy bơm nhiệt có cấu tạo tương tự máy lạnh, song hoạt động theo hướng ngược lại. Không khí bên ngoài sẽ truyền năng lượng khiến môi chất sôi, chuyển thành khí, đi qua máy nén. Máy nén tăng áp suất làm tăng nhiệt độ của môi chất, dẫn vào dàn ngưng tụ. Ở đây, khí nóng sẽ được quạt thổi từ dàn ngưng tụ vào cabin. Ở giai đoạn này, chất làm lạnh ở dạng khí nguội lại, trở thành dạng lỏng và truyền về dàn bay hơi.
Ở hệ thống sưởi bơm nhiệt, pin sẽ cung cấp điện năng cho máy nén và các bộ phận khác có liên quan. Trên ô tô điện hiện đại, hệ thống bơm nhiệt này thường kết hợp để thực hiện nhiệm vụ làm mát hoặc sưởi pin tùy vào nhiệt độ thực tế. Pin hoạt động ổn định nhất ở hơn 20 độ C. Do đó, pin cần làm lạnh vào ngày nóng và sưởi vào ngày lạnh để nhanh đạt nhiệt độ ổn định.
Ưu điểm của hệ thống này là hiệu suất cao hơn, tiết kiệm điện năng. Nhờ đó, chủ xe không phải hy sinh quãng đường di chuyển của phương tiện. Tuy vậy, thiết kế, cấu tạo lại phức tạp, cồng kềnh, nên chi phí cũng đắt hơn.
Theo nghiên cứu của Cơ quan An toàn Giao thông Cao tốc Quốc gia Hoa Kỳ (NHTSA), phạm vi hoạt động sau mỗi lần sạc đầy của xe điện trang bị sưởi bơm nhiệt cao hơn khoảng 30% so với xe điện không có bộ sưởi này, khi hoạt động ở môi trường lạnh.