Những năm gần đây, nhiều công ty như Protean Electric (Mỹ) hay Michelin (Pháp) đã giới thiệu động cơ điện đặt trong bánh xe. Sự xuất hiện động cơ điện trong bánh (in-wheel electric motor) hứa hẹn tạo 1 bước phát triển đột phá của xe điện trong tương lai.
[pagebreak]
Với 4 động cơ điện gắn trong 4 bánh hoạt động độc lập, những bộ phận nặng nề và là nguyên nhân sinh ra lực ma sát gây tổn thất động năng như cầu vi sai, trục truyền động, hộp số sẽ được loại bỏ. Trọng tâm xe được hạ thấp, sức nặng của xe được phân bố đồng đều giữa các bánh, xe sẽ chạy ổn định hơn. Bốn bánh hoạt động độc lập giúp cho xe dễ xoay trở trong điều kiện đường giao thông chật hẹp. Hệ thống thu hồi năng lượng khi giảm tốc hay hệ thống phanh tái tạo năng lượng cũng được tích hợp trong bánh xe.
[pagebreak]
Động cơ điện protean trong bánh
Nhà sản xuất Michelin còn tích hợp vào bánh xe cả lò xo giảm sóc.
Hầu như những hãng xe tên tuổi đều ra mắt những phiên bản xe EV hay Plug-in hybrid chạy động cơ trong bánh, nhưng chỉ là xe concept hoặc là xe đua chạy biểu diễn lập thành tích, chưa hãng xe nào sản xuất xe thương mại.
Trở ngại chính của công nghệ hiện đại này đang gặp phải là động cơ điện trong bánh hiện thời là động cơ điện một chiều (DC), cần phải có nam châm vĩnh cửu. Để sản xuất nam châm vĩnh cửu cần phải có kim loại "đất hiếm" bổ sung vào oxyt sắt từ. Hiện nay trên 50% nhu cầu đất hiếm trên thế giới do Trung quốc cung cấp. Từ 2010, quốc gia này đã nâng giá đất hiếm và cắt giảm hạn ngạch xuất khẩu.
Có được một loại động cơ điện không sử dụng đất hiếm để không lệ thuộc vào nguồn cung cấp và hạ giá thành sản phẩm hiện là mơ ước của các nhà sản xuất ô tô.
Từ lâu trong công nghiệp người ta đã sử dụng động cơ điện xoay chiều (AC) 3 pha, do động cơ điện xoay chiều 3 pha mạnh hơn gấp nhiều lần động cơ điện 1 chiều (DC) có cùng trọng lượng, lại không cần sử dụng nam châm vĩnh cửu. Tuy nhiên động cơ AC 3 pha chỉ chạy ở 1 tốc độ cố định. Hơn nữa để sử dụng động cơ AC 3 pha trên ô tô người ta trang bị thêm inverter, chuyển điện 1 chiều của pin sạc thành điện xoay chiều, việc này gây tốn kém.
Nhưng điều này đã thay đổi. Với việc sử dụng những thiêt bị điện tử tiên tiến như biến tần, biến áp, người ta có thể thay đổi tốc độ động cơ AC 3 pha nhanh chóng hơn động cơ DC. Thiết bị inverter cũng đã được sản xuất với giá thành rẻ hơn nhiều. Và dù sử dụng động cơ DC, xe điện thế hệ mới cũng cần phải trang bị inverter để biến đổi điện pin sạc thành điện gia dụng có thể sử dụng được khi lưới điện công cộng gặp sự cố hay trong những buổi du lịch dã ngoại.
Mới đây, tại cuộc triển lãm Meguiar's MotorEx diễn ra tại Úc, công ty Evans Electric đã ra mắt động cơ điện xoay chiều 3 pha cảm ứng được sản xuất để gắn trong bánh xe. Mỗi động cơ có sức mạnh 100 mã lực và 461 lb-ft mô men xoắn, công suất tối đa có thể tăng gấp đôi. Con số này hết sức ấn tượng nếu chúng ta biết rằng động cơ DC được trang bị cho Tesla Model S hiện nay chỉ có 442 lb-ft (600Nm) mô men xoắn.
Khi xuất hiện trước công chúng, 4 bánh xe đường kính 19 inch động cơ điện của Evans Electric được lắp đặt cho chiếc sedan Mitsubishi Lancer Evolution III vốn chỉ có 270 mã lực và 228 lb-ft mô men xoắn.
Evans Electric còn cho biết động cơ sẽ biến thành máy phát điện khi giảm tốc và có khả năng thu hồi 85% động năng khi phanh. Nhờ sử dụng phanh điện thay thế phanh thủy lực, các hệ thống an toàn như chống bó phanh, phanh khẩn cấp, kiểm soát hành trình ổn đinh... sẽ hoạt động hiệu quả hơn.
Tương lai của xe điện, bao gồm EV và plug-in hybrid phụ thuộc vào giá thành của pin sạc và động cơ điện. Sự ra đời động cơ xoay chiều 3 pha không lệ thuộc vào đất hiếm sẽ góp phần đẩy nhanh tốc độ phát triển công nghiệp ô tô thân thiên môi trường.
Nguồn: green.autoblog - applied.com