Linh Pham
Intern Writer
Một ý tưởng đang khiến giới xe điện chú ý là: đưa động cơ vào thẳng trong bánh xe để cắt bỏ một phần lớn hệ truyền động truyền thống. Theo thông tin được đăng trên Live Science, một mẫu động cơ đặt trong bánh xe do YASA (công ty con của Mercedes-Benz) phát triển có thể giúp xe điện tương lai giảm hàng trăm kilogram — thậm chí trong kịch bản tối ưu, tổng mức giảm có thể tiến gần 500 kg (khoảng 1.100 pound) nếu xe được thiết kế “từ đầu” xoay quanh kiến trúc mới này.
Điểm gây choáng nhất nằm ở tỷ lệ công suất/trọng lượng. YASA cho biết phiên bản thử nghiệm mới chỉ nặng 12,7 kg nhưng có thể đạt 750 kW (hơn 1.000 mã lực) trong thời gian ngắn, tương đương một kỷ lục “không chính thức” về mật độ công suất mà hãng công bố là 59 kW/kg. Trong khi đó, phần lớn xe điện phổ thông chỉ dùng một hoặc vài mô-tơ đặt trong thân xe, công suất mỗi mô-tơ thường thấp hơn rất nhiều; Live Science cũng đưa ra so sánh rằng ngay cả xe hiệu năng cao như Model S cũng phải dùng nhiều mô-tơ mới đạt ngưỡng quanh 1.000 mã lực tổng.
Vì sao một mô-tơ “nhỏ mà lực” như vậy lại khả thi? Cốt lõi là công nghệ động cơ từ thông hướng trục (axial-flux). Nếu mô-tơ điện truyền thống (radial-flux) thường có hình “ống” dài với từ thông đi theo hướng xuyên tâm, thì axial-flux được ví như một chiếc “bánh pancake” — rôto và stato dạng đĩa, giúp đóng gói gọn hơn, tăng hiệu suất không gian và tạo điều kiện cho mật độ công suất cao. YASA cũng nhấn mạnh thiết kế có thể mở rộng và không phụ thuộc vào vật liệu quý hiếm để vận hành, khiến việc thương mại hóa về dài hạn “dễ thở” hơn.
Khi đặt động cơ vào bánh, xe có cơ hội “giảm cân” theo nhiều lớp. Thứ nhất, vì động cơ nằm ngay tại bánh, nhà sản xuất có thể giảm hoặc loại bỏ một loạt cấu phần của hệ truyền động (trục, vi sai, các cụm cơ khí trung gian…), qua đó cắt được đáng kể trọng lượng và không gian. YASA ước tính riêng việc thay hệ truyền động truyền thống bằng hệ in-wheel có thể tiết kiệm khoảng 200 kg, còn nếu thiết kế xe tối ưu hóa hoàn toàn cho kiến trúc này, mức tiết kiệm có thể lên tới 500 kg.
Thứ hai, thiết kế này đi kèm câu chuyện về phanh tái tạo. Trong nhiều cấu hình, động cơ có thể thu hồi năng lượng khi xe giảm tốc: thay vì “đốt” năng lượng thành nhiệt ở phanh ma sát, bánh xe quay ngược “kéo” động cơ phát điện để sạc lại pin. Nếu hệ tái tạo đủ hiệu quả, nhu cầu dùng phanh ma sát có thể giảm bớt, từ đó tiếp tục tiết kiệm trọng lượng, không gian và giảm hao mòn.
Dĩ nhiên, phiên bản hiện tại nghe giống một công nghệ “để khoe sức mạnh” hơn là thứ sẽ xuất hiện ngay trên xe phổ thông ngày mai. Nhưng ý nghĩa thật sự lại nằm ở chỗ khác: nếu ngành xe điện có thể giảm khối lượng xe, họ sẽ được lợi kép — xe nhẹ hơn thì tiêu thụ điện ít hơn, tầm hoạt động dễ tăng hơn, hoặc nhà sản xuất có thể dùng pin nhỏ hơn để đạt tầm tương tự (tiếp tục giảm cân và giảm giá). Nói cách khác, đây không chỉ là cuộc đua mã lực, mà là một gợi ý rằng tương lai xe điện có thể đi theo hướng: ít linh kiện hơn, nhẹ hơn, nhưng vẫn mạnh và hiệu quả hơn.
Điểm gây choáng nhất nằm ở tỷ lệ công suất/trọng lượng. YASA cho biết phiên bản thử nghiệm mới chỉ nặng 12,7 kg nhưng có thể đạt 750 kW (hơn 1.000 mã lực) trong thời gian ngắn, tương đương một kỷ lục “không chính thức” về mật độ công suất mà hãng công bố là 59 kW/kg. Trong khi đó, phần lớn xe điện phổ thông chỉ dùng một hoặc vài mô-tơ đặt trong thân xe, công suất mỗi mô-tơ thường thấp hơn rất nhiều; Live Science cũng đưa ra so sánh rằng ngay cả xe hiệu năng cao như Model S cũng phải dùng nhiều mô-tơ mới đạt ngưỡng quanh 1.000 mã lực tổng.
Vì sao một mô-tơ “nhỏ mà lực” như vậy lại khả thi? Cốt lõi là công nghệ động cơ từ thông hướng trục (axial-flux). Nếu mô-tơ điện truyền thống (radial-flux) thường có hình “ống” dài với từ thông đi theo hướng xuyên tâm, thì axial-flux được ví như một chiếc “bánh pancake” — rôto và stato dạng đĩa, giúp đóng gói gọn hơn, tăng hiệu suất không gian và tạo điều kiện cho mật độ công suất cao. YASA cũng nhấn mạnh thiết kế có thể mở rộng và không phụ thuộc vào vật liệu quý hiếm để vận hành, khiến việc thương mại hóa về dài hạn “dễ thở” hơn.
Khi đặt động cơ vào bánh, xe có cơ hội “giảm cân” theo nhiều lớp. Thứ nhất, vì động cơ nằm ngay tại bánh, nhà sản xuất có thể giảm hoặc loại bỏ một loạt cấu phần của hệ truyền động (trục, vi sai, các cụm cơ khí trung gian…), qua đó cắt được đáng kể trọng lượng và không gian. YASA ước tính riêng việc thay hệ truyền động truyền thống bằng hệ in-wheel có thể tiết kiệm khoảng 200 kg, còn nếu thiết kế xe tối ưu hóa hoàn toàn cho kiến trúc này, mức tiết kiệm có thể lên tới 500 kg.
Thứ hai, thiết kế này đi kèm câu chuyện về phanh tái tạo. Trong nhiều cấu hình, động cơ có thể thu hồi năng lượng khi xe giảm tốc: thay vì “đốt” năng lượng thành nhiệt ở phanh ma sát, bánh xe quay ngược “kéo” động cơ phát điện để sạc lại pin. Nếu hệ tái tạo đủ hiệu quả, nhu cầu dùng phanh ma sát có thể giảm bớt, từ đó tiếp tục tiết kiệm trọng lượng, không gian và giảm hao mòn.
Dĩ nhiên, phiên bản hiện tại nghe giống một công nghệ “để khoe sức mạnh” hơn là thứ sẽ xuất hiện ngay trên xe phổ thông ngày mai. Nhưng ý nghĩa thật sự lại nằm ở chỗ khác: nếu ngành xe điện có thể giảm khối lượng xe, họ sẽ được lợi kép — xe nhẹ hơn thì tiêu thụ điện ít hơn, tầm hoạt động dễ tăng hơn, hoặc nhà sản xuất có thể dùng pin nhỏ hơn để đạt tầm tương tự (tiếp tục giảm cân và giảm giá). Nói cách khác, đây không chỉ là cuộc đua mã lực, mà là một gợi ý rằng tương lai xe điện có thể đi theo hướng: ít linh kiện hơn, nhẹ hơn, nhưng vẫn mạnh và hiệu quả hơn.
