Tại sao ô tô điện thường có tốc độ tối đa thấp hơn xe sử dụng động cơ đốt trong?

Ngày càng có nhiều nhà sản xuất ô tô lựa chọn sản xuất ô tô chạy bằng pin và động cơ điện thay vì ô tô chạy bằng xăng thông thường. Một số nhà sản xuất thậm chí còn đang hồi sinh các mẫu xe hiện tại và trước đây ở dạng chạy điện, chẳng hạn như Porsche Macan mới, Lexus LFA và gần đây hơn là Dodge Charger mới.

Mặc dù điện khí hóa là điều rất quan trọng đối với tương lai của ngành công nghiệp ô tô nhưng dường như vẫn còn có một số vấn đề khiến người ta thắc mắc, đó là hầu hết các xe điện đều có tốc độ tối đa được giới hạn ở mức dưới 140 dặm/giờ (225km/h) và một số thậm chí chỉ ở mức 100 dặm/giờ (160km/h). Mặc dù những con số này đã là rất nhanh so với những người dùng thông thường, nhưng trên thực tế chúng vẫn thấp hơn đáng kể so với các mẫu xe tương tự sử dụng động cơ đốt trong.

Xe điện chỉ có hộp số 1, cũng đồng nghĩa với việc tốc độ tối đa bị hạn chế. (Ảnh minh họa).

Thiết lập hộp số EV ưu tiên tăng tốc hơn tốc độ tối đa

Một trong những nguyên nhân chính khiến tốc độ tối đa của xe điện bị hạn chế là do hộp số. Khác với xe có động cơ đốt trong, xe điện chỉ có hộp số 1 cấp và cần quay nhanh hơn để giữ tốc độ ổn định. Hộp số 1 cấp giúp xe điện tăng tốc nhanh do động cơ điện tạo ra mô-men xoắn cao ngay từ đầu. Tuy nhiên, hộp số 1 cấp cũng đồng nghĩa với việc tốc độ tối đa bị hạn chế. Động cơ điện có mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp nhưng giảm dần khi tốc độ tăng. Hộp số 1 cấp không thể điều chỉnh mô-men xoắn hiệu quả ở tốc độ cao, dẫn đến tốc độ tối đa thấp hơn.

Trong khi đó, xe xăng sử dụng hộp số nhiều cấp để điều chỉnh vòng tua máy phù hợp với tốc độ, giúp duy trì công suất tối ưu ở cả tốc độ thấp và cao. Nhờ vậy, xe xăng có thể đạt tốc độ cao hơn.

Xe xăng có hộp số nhiều cấp nên có thể đạt tốc độ cao hơn. (Ảnh minh họa).

Hầu hết xe điện hiện nay có tốc độ tối đa giới hạn bởi luật giao thông (khoảng 110 km/h). Hộp số 1 cấp tập trung vào khả năng tăng tốc, đáp ứng nhu cầu sử dụng thông thường và tiết kiệm chi phí sản xuất.

Tuy nhiên, một số nhà sản xuất ô tô đã cố gắng thay đổi điều này. Tesla, Porsche và Lexus đã đào sâu vào năng lực kỹ thuật của họ và nhận thấy rằng việc bổ sung hộp số hai cấp có thể giúp tăng đáng kể tốc độ tối đa của xe điện. Một hộp số có thể tập trung vào khả năng tăng tốc, trong khi hộp số thứ hai có thể giúp duy trì sức mạnh khi tốc độ tăng dần. Tuy nhiên, giải pháp này đi kèm với rất nhiều gánh nặng tài chính, vì việc phát triển xe điện vốn đã khá tốn kém và việc bổ sung hộp số hai cấp hầu như chỉ dành cho các mẫu xe thể thao và cao cấp hơn.

Hy sinh tốc độ tối đa của xe điện để giúp tăng phạm vi hoạt động

Pin là một trong những thành phần đắt đỏ nhất của xe điện, và dung lượng pin quyết định quãng đường mà xe có thể di chuyển. Do đó, các nhà sản xuất xe điện đang tìm kiếm mọi cách để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng pin, và một trong số đó là giới hạn tốc độ tối đa của xe.

Nhiều người có thể ngạc nhiên khi biết rằng xe điện có thể tạo ra công suất cao hơn nhiều so với mức cần thiết để di chuyển ở tốc độ thông thường. Tuy nhiên, việc sử dụng hết công suất này để đạt tốc độ cao sẽ làm cạn kiệt pin rất nhanh. Ngoài ra, việc giới hạn tốc độ cũng giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn, đặc biệt là trên những cung đường hẹp hoặc đông đúc.

Việc giới hạn tốc độ cũng có thể khiến một số người dùng cảm thấy thất vọng. Một số người thích cảm giác lái xe với tốc độ cao, và họ có thể e ngại rằng việc mua xe điện sẽ khiến họ phải hy sinh "khoái cảm tốc độ". Tuy nhiên, cần lưu ý rằng tốc độ tối đa của xe điện hiện nay vẫn cao hơn nhiều so với tốc độ giới hạn cho phép trên hầu hết các tuyến đường. Do đó, đối với hầu hết người dùng, việc giới hạn tốc độ không ảnh hưởng nhiều đến trải nghiệm lái xe.

Hơn nữa, với sự phát triển của công nghệ pin, dung lượng pin của xe điện đang ngày càng được cải thiện. Trong tương lai, khi pin có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn, việc giới hạn tốc độ có thể sẽ không còn cần thiết.

Trọng lượng đóng vai trò then chốt trong việc đạt được tốc độ tối đa cao hơn. (Ảnh minh họa).

Giống như xe sử dụng nhiên liệu truyền thống, xe điện cũng phải quan tâm đến trọng lượng

Giống như bất kỳ loại phương tiện nào, trọng lượng đóng vai trò then chốt trong việc đạt được tốc độ tối đa cao hơn. Colin Chapman, người sáng lập Lotus Cars, đã từng nói: "Hãy đơn giản hóa, sau đó thêm nhẹ nhàng". Đây là triết lý thiết kế xe của ông và cũng là lý do khiến tất cả các nhà sản xuất ô tô đều nỗ lực giảm thiểu trọng lượng cho xe của họ.

Tuy nhiên, đối với xe điện, yếu tố trọng lượng càng trở nên quan trọng hơn. Mặc dù bạn có thể nghĩ rằng xe điện sẽ nhẹ hơn do không có động cơ cồng kềnh, nhưng thực tế chúng lại nặng hơn xe động cơ đốt trong do bộ pin.

Và trên thực tế, để tăng tốc độ và đạt tốc độ tối đa cao hơn, các nhà sản xuất ô tô phải lựa chọn giữa việc tăng công suất hay giảm trọng lượng. Tuy nhiên, tăng công suất thường đồng nghĩa với tăng trọng lượng, và đối với xe điện, điều đó có nghĩa là phải lắp thêm pin nặng hơn.

• Tại sao con người không nhìn rõ màu sắc trong bóng tối?
• Vì sao nước cam biến mất khỏi kệ hàng nhiều nơi trên thế giới?
• Lý giải “tướng phu thê” theo góc độ khoa học: Vì sao nhiều người yêu nhau trông giống nhau một cách kỳ lạ?