Lý do xe điện không sử dụng hộp số sàn
Động cơ điện tạo mô-men xoắn tối đa ngay từ vòng tua thấp, cho phép xe điện tăng tốc mượt chỉ với một cấp số, khiến hộp số sàn trở nên dư thừa.
Xe điện ngày càng phổ biến, nhưng cấu trúc hệ truyền động của chúng lại khác đáng kể so với xe sử dụng động cơ đốt trong. Một trong những điểm khác biệt dễ nhận thấy nhất là việc gần như không mẫu xe điện nào dùng hộp số sàn.
Ảnh cận cảnh bàn tay đặt trên cần số. Ảnh: Shutterstock
Điều này xuất phát từ bản chất hoạt động của mô-tơ điện, vốn đơn giản hơn và đòi hỏi ít bảo dưỡng hơn so với động cơ xăng truyền thống.
Dù một số mẫu xe điện vẫn có lọc dầu, đây thực chất là lọc dầu cho cụm hộp số và không giống với quy trình thay dầu động cơ quen thuộc ở xe xăng.
Hộp số trên xe điện cũng rất khác biệt, bởi phần lớn chỉ sử dụng cấu hình một cấp thay vì nhiều cấp số như ở xe xăng. Một số mẫu xe thương mại hiện nay có đến 10 cấp số để tối ưu hiệu suất.
Nguyên nhân của sự khác biệt nằm ở cách mô-tơ điện tạo ra mô-men xoắn. Mô-men xoắn là lực xoay giúp xe di chuyển và tăng tốc. Với xe điện, lực này xuất hiện tức thì, ngay khi mô-tơ bắt đầu hoạt động.
Mô-tơ điện có thể chuyển từ trạng thái 0 vòng/phút lên mức công suất cao trong thời gian rất ngắn, vượt xa khả năng của động cơ đốt trong. Điều này cho phép xe điện vận hành hiệu quả ở dải tốc độ rộng mà không cần thay đổi tỷ số truyền.
Chính việc đạt mô-men xoắn tối đa ngay từ đầu khiến nhiều hãng phải sử dụng loại lốp có khả năng chịu lực tốt hơn, đồng thời thiết kế lại hệ khung gầm do trọng lượng pin khiến tổng thể xe nặng hơn.
Nhờ đặc tính của mô-tơ điện, đa số xe điện chỉ cần hộp số một cấp, từ đó giảm khối lượng, đơn giản hóa cấu trúc cơ khí, hạn chế bảo dưỡng và mang lại khả năng tăng tốc mượt mà.
Nếu trang bị hộp số sàn, xe điện sẽ trở nên phức tạp hơn, nặng hơn và cách vận hành cũng khó hiểu đối với người dùng.
Dù phổ biến nhất vẫn là hộp số một cấp, trên thị trường vẫn có những mẫu xe điện hiệu suất cao sử dụng hộp số nhiều cấp, đặc biệt là hai cấp. Porsche Taycan với hộp số hai cấp ở cầu sau hay Audi e-tron GT là những ví dụ điển hình.
Một số xe tải điện hoặc xe thương mại nặng cũng dùng nhiều cấp số hơn nhằm tăng sức kéo. Một số nhà sản xuất như Stellantis cũng đang thử nghiệm hộp số nhiều cấp cho xe điện.
Tuy nhiên, hộp số sàn gần như không cần thiết bởi mô-tơ điện không yêu cầu nhiều tỷ số truyền để tối ưu mô-men xoắn và tốc độ như động cơ đốt trong.
Ở xe xăng, người lái phải chuyển số liên tục để đạt tốc độ phù hợp khi vào đường cao tốc hoặc khi xe đang di chuyển chậm trong phố.
Trong khi đó, xe điện thực hiện được toàn bộ dải hoạt động này chỉ với một cấp số. Cấp số này đảm nhiệm việc truyền toàn bộ năng lượng cần thiết từ mô-tơ tới bánh xe.
Vì vậy, phạm vi cải thiện hiệu suất và tầm hoạt động của xe điện hầu như không nằm ở hộp số mà chủ yếu đến từ thói quen di chuyển, khả năng phanh tái tạo và tình trạng lốp.
Dù vậy, vẫn có quan điểm cho rằng hộp số nhiều cấp có thể tăng hiệu suất ở tốc độ cao, đồng thời mở rộng giới hạn vận hành cho các mẫu xe thể thao.
Với những mẫu xe như Porsche Taycan, cấp số thứ hai chỉ được kích hoạt khi xe đạt vận tốc lớn, nhằm duy trì khả năng tăng tốc ở dải tốc độ cao mà không yêu cầu người lái thao tác nhiều như xe truyền thống.
