Tìm hiểu công nghệ "mô tơ trong bánh xe" của những chiếc xe điện

Với ý tưởng đặt động cơ vào trong mâm xe, hãng Protean Electric được dự đoán sẽ xoay chuyển thị trường xe hơi điện trên Thế giới trong tương lai gần.

Protean Electric không phải là một tên tuổi lớn trong lĩnh vực công nghệ, tuy nhiên công trình nghiên cứu của hãng này có thể xoay chuyển thị trường xe điện EV trong năm nay. Sản phẩm mang tính cách mạng của công ty này có tên gọi Protean Drive (PD) – một hệ thống động cơ điện trong bánh xe (in-wheel motor). Được biết, công nghệ này đã được phát triển trong suốt 8 năm qua và chuẩn bị đi vào sản xuất hàng loạt.

Nhờ cấu tạo của mình, PD có khả năng tiết giảm trọng lượng của chiếc xe và giúp các nhà sản xuất phát triển những mẫu EV mới dễ dàng và nhanh chóng hơn. Protean Electric cho biết hệ thống này có thể được trang bị trên những mẫu xe hybrid cho tới những chiếc xe điện dẫn động 4 bánh. PD là một thiết bị truyền động thông minh phức hợp, bao gồm một nam châm vĩnh cửu, động cơ điện đồng bộ (synchronous motor) và các linh kiện điện tử. Nó sử dụng nguồn điện xoay chiều AC được chuyển đổi từ dòng điện một chiều DC của khối pin trên xe.

Trong quá trình phanh phục hồi, dòng điện AC phát ra từ mô-tơ sẽ được chuyển đổi ngược lại thành DC để tái nạp cho khối pin này. Theo Autocar, mỗi động cơ PD có thể sản sinh công suất 109 mã lực và mô-men xoắn cực đại lên tới 1250Nm. Điều đó có nghĩa rằng hệ dẫn động 2 bánh tích hợp công nghệ này sẽ tạo ra công suất 218 mã lực cùng 2500Nm mô-men xoắn. PD sẽ loại bỏ vai trò của bộ truyền động cũng như các trục khuỷu và tạo ra khoảng không gian giữa hai bánh xe.

Ngoài ra, hệ thống dây dẫn cũng sẽ được tối giản, chỉ với hai chiếc. Trong đó, một dây sẽ phụ trách việc cấp năng lượng cho toàn bộ động cơ, dây còn lại sẽ truyền tín hiệu điều khiển từ máy tính trung tâm trên xe. Theo Gabriel Donaldson, người đại diện của Protean Electric cho biết một cặp động cơ PD sẽ nhẹ hơn 30kg so với hệ thống động lực điện trên BMW i3 có trọng lượng 102kg. Tuy nhiên, bánh xe tích hợp công nghệ này sẽ nặng hơn những loại thông thường.

Việc loại bỏ bộ truyền động với PD sẽ giảm thiểu những hao tổn năng lượng do ma-sát gây ra từ 6-8% so với các hệ thống động lực điện dẫn động 1 cầu hiện nay. Một ưu điểm khác của công nghệ này chính là việc phục hồi được nhiều năng lượng hơn trong quá trình phanh. Được biết, PD có thể được tích hợp trên những bộ vành có kích thước từ 14 đến hơn 20inch. Thông thường, các nam châm vĩnh cửu được đặt trên rotor và được bao quanh bởi stator. Điều đó có nghĩa là đối với các loại mô-tơ điện hiện nay, rotor nằm ở bên trong còn stator ở bên ngoài.

 Tuy nhiên, PD lại sở hữu cấu trúc ngược lại, tức là stator ở bên trong còn rotor nằm bên ngoài. Chính vì lý do này mà nhà sản xuất đã miêu tả thiết bị của mình bằng cụm từ “Inside out” (tạm dịch là trong ra ngoài). PD có thể trực tiếp làm quay bánh xe mà không cần tạo ra những thay đổi lớn đối với chiếc xe. Vì vậy, các thương hiệu xe hơi trên thế giới có thể ứng dụng nó một cách dễ dàng và nhanh chóng để tạo ra những mẫu EV mới.

Cũng theo ông Donaldson, PD đã được tích hợp lên một chiếc Volkswagen Golf với hệ thống treo đã được tinh chỉnh lại bởi một chuyên gia độc lập.

Chiếc xe thử nghiệm đã thể hiện khả năng vận hành ổn định như một chiếc Golf GTE tiêu chuẩn. Được biết, hệ thống này đã bước vào giai đoạn cuối của quá trình phát triển và dự kiến sẽ được sản xuất tại Trung Quốc trong thời gian tới với sản lượng 5-10 bộ/tuần. Tất nhiên, đi kèm với những đột phá nói trên, PD cũng sẽ đắt hơn hẳn so với những động cơ điện thông thường. Các nhà phát triển vẫn đang cố gắng để hạ thấp giá thành của nó nhằm mang tới sức cạnh tranh lớn hơn. Một nhà sản xuất xe điện đến từ quốc gia châu Á sẽ là thương hiệu đầu tiên áp dụng công nghệ nói trên.