EnterKnow: Dẫn động điện trên ô tô (Electric 4WD – viết tắt e-4WD) là một kết cấu đơn giản nhất, vì nó không liên quan đến bất kỳ ý tưởng cơ khí phức tạp nào. Dẫn động điện, đơn giản là một hệ thống dẫn động trên ô tô mà có sự can thiệp của điện năng (động cơ điện), nó được dẫn động bởi động cơ/động cơ điện trực tiếp qua hộp số hoặc thông qua một cơ cấu phân chia mô-men xoắn. 4WD điện ngày càng phổ biến ngày nay nhờ sự gia tăng của ô tô hybrid và xe điện. Tuy nhiên, do mới thực sự xuất hiện những năm gần đây, với lịch sử ngắn ngủi của nó, chỉ có một số đại diện đáng được nhắc đến.
Nissan e-4WD – Nissan March / Cube (2002)
Nissan e-4WD có lẽ là hệ thống 4WD chạy điện sớm nhất được đưa vào sản xuất hàng loạt. Nó được ra mắt vào năm 2002 trên thị trường Nhật Bản Nissan March (tức là Micra) và Cube dưới dạng tùy chọn. Đó là điều tuyệt vời trước khi sự phổ biến của xe hybrid và xe điện. Tuy nhiên, những chiếc xe này không phải hybrid cũng không phải EV (chúng không có pin để dự trữ năng lượng). Chúng chỉ cố gắng cung cấp lợi ích của 4WD mà không bị tốn quá nhiều về chi phí/trọng lượng/kích thước của phần cứng 4WD thông thường. Mục tiêu chính của chúng không phải là cải thiện khả năng xử lý hoặc sự hấp dẫn của người lái xe mà là để đối phó với những con đường tuyết vào mùa đông, vì vậy chúng khá phổ biến ở miền Bắc Nhật Bản. Hệ thống thực sự được phát triển và cung cấp bởi công ty điện lực khổng lồ trong nước, Hitachi.
Hệ thống e-4WD quản lý để tiết kiệm trọng lượng và không gian vì nó không có kết nối cơ khí giữa động cơ và trục sau. Các bánh trước được dẫn động bởi động cơ như bình thường, trong khi các bánh sau được dẫn động bởi một bộ truyền động điện được gắn dưới cốp xe và giữa các bánh sau. Bộ phận truyền động điện bao gồm một động cơ điện nhỏ, các bánh răng giảm tốc và bộ vi sai/ly hợp. Nó được cung cấp bởi một máy phát chạy bằng động cơ đốt trong thông qua dây cáp. Vì nó tiêu thụ công suất từ động cơ đốt trong, do đó động cơ điện không tăng thêm bất kỳ hiệu suất nào, không giống như trường hợp của xe hybrid. Điều kích hoạt sự tham gia của cầu sau điện là một công tắc 4WD trên bảng điều khiển. Như đã thấy, đây là một hệ thống 4WD rất đơn giản và chi phí thấp. Nó tốn ít không gian nên có thể dễ dàng lắp vào những chiếc xe nhỏ dẫn động cầu trước. Đặc biệt, không cần sửa đổi khung xe để tạo khoảng trống cho hầm truyền lực. Điều này khiến nó trở nên đặc biệt hấp dẫn đối với những chiếc xe FWD nhỏ như March và Cube.
PSA Hybrid4 – Peugeot 3008 Hybrid4 (2011)
Bước vào kỷ nguyên của xe hybrid, Peugeot 3008 Hybrid4 có lẽ là mẫu xe đầu tiên sử dụng động cơ điện để hiện thực hóa hệ dẫn động 4 bánh. Đó có thể không phải là mục đích ban đầu của nó, nhưng vì lý do đóng gói, người ta thừa nhận rằng việc đặt phần cứng truyền động điện dưới cốp và để nó dẫn động bánh sau trực tiếp được dễ dàng hơn. Một động cơ turbo diesel 2.0HDi dẫn động bánh trước như bình thường, trong khi một động cơ điện 27 mã lực cung cấp thêm lực đẩy ở trục sau. Đặt bên cạnh động cơ là các bánh răng giảm tốc (hộp số), biến tần, mô-đun điều khiển điện tử công suất và bộ pin NiMH. Tất cả đều được đặt dưới hàng ghế sau và sàn cốp để không làm giảm không gian hành lý.
Sự tham gia của động cơ điện phụ thuộc vào chế độ lái:
- ZEV: chỉ có động cơ điện cung cấp lực đẩy, do đó xe chỉ được dẫn động bằng bánh sau (nhưng chậm).
- Auto (Tự động): máy tính quyết định sự kết hợp giữa công suất động cơ đốt trong và động cơ điện để tối ưu hóa khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
- Sport (Thể thao): sử dụng kiểu sang số thể thao hơn để tối ưu hóa hiệu suất của động cơ, đồng thời tăng cường bằng động cơ điện.
- 4WD: bất cứ khi nào xe trượt, động cơ điện sẽ hoạt động để tăng cường lực kéo.
Hybrid4 cũng được sử dụng bởi các mẫu xe chủ lực như Peugeot 508 và Citroen DS5, nhưng nhìn chung nó không được phổ biến lắm, do giá thành cao. So với những chiếc xe hybrid khác, việc chế tạo nó đắt hơn rất nhiều, một phần vì cần thêm các bánh răng và trục dẫn động, và một phần vì động cơ turbo diesel đã đắt hơn so với động cơ xăng của các đối thủ.
Individual motor drive (dẫn động động cơ điện riêng lẻ) – Mercedes SLS Electric Drive (2013)
Điều tốt nhất về 4WD điện là tự do đóng gói. Vì động cơ điện nhỏ gọn và không có liên kết cơ học, bạn có thể đặt chúng ở bất kỳ đâu trong xe. Bạn thậm chí có thể sử dụng một động cơ để truyền động trực tiếp từng bánh xe, tiết kiệm nhu cầu của vi sai cầu trước, vi sai trung tâm, vi sai cầu sau và trục truyền động. Điều này nhận ra không chỉ 4WD phân chia mô-men xoắn mà còn là véc tơ mô-men xoắn linh hoạt nhất từng thấy, bởi vì bạn có thể chỉ định bất kỳ mô-men xoắn nào cho mỗi bánh xe theo ý muốn.
Mercedes SLS Electric Drive là chiếc xe đầu tiên đưa hệ thống truyền động động cơ riêng lẻ như vậy vào sản xuất, mặc dù sản xuất quy mô rất nhỏ. Để giữ cho trọng lượng không treo (trọng lượng phía dưới hệ thống treo) ở mức thấp, nó bỏ qua các động cơ trong bánh xe cho 4 động cơ được gắn bên trong xe (trọng lượng treo), mỗi động cơ dẫn động một bánh xe thông qua các bánh răng giảm tốc của riêng nó. Tổng công suất khổng lồ đạt 751 mã lực được quản lý tốt bởi điều khiển lực kéo/ổn định/vectơ mô-men xoắn, có thể dễ dàng thực hiện bằng phần mềm và điện tử công suất. Nó chỉ ra con đường cho những chiếc xe hiệu suất trong tương lai.
Đây là hình thức tối ưu của hệ dẫn động 4 bánh.! Tiến sĩ Ferdinand Porsche đã chế tạo một chiếc ô tô điện 4WD với các động cơ riêng biệt vào năm 1900. Điều đó khiến chúng ta tự hỏi tại sao chúng ta đã lãng phí một thế kỷ, vô số tiền bạc và nhân lực để phát triển các giải pháp cơ học như LSD, khớp nối nhớt, ly hợp đa đĩa điện thủy lực và hoạt động vi sai chỉ để phục vụ cùng một mục đích? Có lẽ, câu trả lời là do xu thế, trình độ công nghệ.
