Hệ thống điện trên ô tô đóng vai trò vô cùng quan trọng, được so sánh như “hệ thống dây thần kinh” vì cung cấp điện cho hơn 80% các hệ thống và thiết bị trên xe.
Cấu tạo hệ thống hệ thống điện ô tô
Các bộ phận chính trong hệ thống điện ô tô:
Máy phát điện
Máy phát điện ô tô hoạt động như một nguồn cung cấp dòng điện cho ắc quy và toàn bộ hệ thống và thiết bị điện trên xe. Nó thực hiện ba nhiệm vụ chính bao gồm phát điện, biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều và điều chỉnh điện áp đầu ra. Để thực hiện các nhiệm vụ này, máy phát điện ô tô được chia thành ba bộ phận chính gồm phát điện, chỉnh lưu và điều chỉnh điện áp.
Nguyên lý hoạt động của máy phát điện ô tô dựa trên cảm ứng điện từ. Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu động cơ sẽ dẫn động quay nam châm điện trong máy phát. Từ đó, tạo ra từ trường tác động lên cuộn dây ứng điện bên trong stator, dẫn đến phát sinh ra dòng điện.
Ắc quy
Ắc quy (hay còn gọi là “accu”) của ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ nguồn điện từ máy phát điện và cung cấp lại cho xe khi khởi động cũng như duy trì hoạt động của các thiết bị điện khi xe không chạy, hoặc khi máy phát điện chưa hoạt động. Ngoài ra, ắc quy cũng hỗ trợ cấp điện cho một số thiết bị trong trường hợp sử dụng dòng điện vượt quá dòng định mức cho phép của máy phát điện.
Trong điều kiện lý tưởng, tuổi thọ của đa số bình ắc quy ô tô ở mức 100.000 km hoặc từ 4 đến 5 năm. Tuy nhiên, khi sử dụng thực tế, tuổi thọ của ắc quy thường dao động từ 2 đến 4 năm, phụ thuộc vào thói quen sử dụng xe, chế độ bảo dưỡng, nhiệt độ môi trường, vv. Vì vậy, người dùng cần chú ý kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế ắc quy định kỳ để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động của xe.
Máy khởi động
Máy khởi động, còn được gọi là máy đề, bộ đề hoặc củ đề, có tác dụng khởi động động cơ ô tô bằng cách quay trục khuỷu động cơ đến một tốc độ nhất định. Máy khởi động ô tô được cấu tạo từ một động cơ điện một chiều. Khi người lái bật chìa khóa hoặc nhấn nút khởi động, ắc quy sẽ cung cấp điện cho động cơ điện, khiến trục khuỷu quay và khởi động động cơ. Thông thường, để khởi động động cơ xe, trục khuỷu phải quay từ 40 đến 60 vòng/phút đối với xe máy xăng và 80 đến 100 vòng/phút đối với xe máy dầu.
Dây điện
Dây điện trên ô tô có nhiệm vụ kết nối và truyền tải dòng điện từ máy phát hoặc ắc quy đến toàn bộ hệ thống điện trên xe. Các dây điện được sử dụng cho từng hệ thống và thiết bị điện trên xe có màu sắc và ký hiệu khác nhau để dễ dàng phân biệt khi cần kiểm tra và sửa chữa.
Relay và cầu chì
Relay (hay còn gọi là rơ-le) là một loại công tắc tự động điều khiển hoạt động của mạch điện động lực trên xe ô tô. Trong khi đó, cầu chì có chức năng tự động ngắt dòng điện trên hệ thống dây dẫn khi có hiện tượng quá dòng. Cả hai thiết bị này đều được thiết kế để bảo vệ an toàn cho hệ thống điện trên xe ô tô.
Nhà sản xuất thường lắp đặt relay và cầu chì chung với nhau trong một hộp cầu chì. Đa số xe ô tô có hai hộp cầu chì. Hộp cầu chì động cơ được đặt ở gần ắc quy và nằm bên dưới nắp capo. Hộp cầu chì điện thân xe nằm trong khoang nội thất, thường ở dưới taplo.
Các hệ thống điện – điện tử trên ô tô
Hệ thống điều khiển trung tâm
ECU (Electronic Control Unit) là trung tâm điều khiển điện tử của xe ô tô, hoạt động tương tự như một máy tính. Nó được coi là “bộ não” của xe, điều khiển và kiểm soát gần như toàn bộ hệ thống. ECU bao gồm bộ nhớ trong, bộ xử lý và đường truyền.
Hệ thống đèn
Hệ thống đèn trên xe ô tô chủ yếu có ba chức năng là chiếu sáng, phát tín hiệu và cảnh báo. Đây là một trong những thành phần quan trọng của hệ thống điện trên xe. Đèn trên xe được lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau như đầu xe, gương chiếu hậu, đuôi xe và bên trong khoang nội thất.
Hệ thống thông tin
Hệ thống thông tin ô tô giúp cung cấp các thông số về vận hành cũng như thông báo, cảnh báo tình trạng hoạt động của xe. Hệ thống này hiển thị qua cụm đồng hồ sau vô lăng bao gồm các thông tin: tốc độ xe, vòng tua máy, nhiệt độ nước làm mát, mức nhiên liệu, áp suất dầu, các đèn thông báo và cảnh báo…
Hệ thống điều hoà
Hệ thống điều hòa ô tô, còn được gọi là hệ thống điện lạnh ô tô, có chức năng duy trì nhiệt độ trong khoang cabin ở mức thoải mái và dễ chịu nhất. Hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi áp suất, nhiệt độ và tính chất của chất làm lạnh để tạo ra không khí mát.
Hệ thống phụ
Hệ thống trợ giúp và tiện nghi trên ô tô bao gồm nhiều thành phần như sau:
Hệ thống gạt nước: giúp làm sạch kính lái, loại bỏ nước mưa và một số xe tích hợp thêm hệ thống gạt mưa tự động.
Hệ thống gương chỉnh/gập điện: giúp chỉnh gương, gập gương chiếu hậu ngoài nhanh chóng.
Hệ thống khoá cửa & an ninh: đảm bảo an toàn khi xe di chuyển và đảm bảo an ninh khi xe đậu đỗ.
Hệ thống cửa kính điện: giúp nâng hạ cửa kính.
Hệ thống chỉnh ghế điện: giúp điều chỉnh các hướng của ghế để có được tư thế ngồi thoải mái nhất.
Hệ thống sấy kính/gương: ngăn tình trạng đọng nước, đọng sương trên kính. Hệ thống sấy kính có nhiều loại: sấy kính lái, sấy gương chiếu hậu, sấy kính sau…
Hệ thống thông tin giải trí: cung cấp các tính năng như kết nối điện thoại thông minh (đồng bộ hoá), điều khiển bằng giọng nói, định vị – bản đồ dẫn đường, thông tin giải trí (xem video, nghe nhạc, radio, truy cập internet…), điều khiển các tính năng khác trên xe, kết nối tính năng an toàn (camera 360 độ, camera lùi)… Người dùng có thể thao tác, sử dụng hệ thống này thông qua màn hình điều khiển trung tâm.
Hệ thống âm thanh: các loa xe được lắp đặt ở nhiều vị trí trong khoang cabin, tuỳ vào số lượng loa.
Các hệ thống khác như camera hành trình, bộ hiển thị kính lái HUD, cảm biến áp suất lốp, tẩu sạc, cổng sạc USB…
Tất cả những hệ thống trên đều nhằm hỗ trợ lái xe và cung cấp các tiện nghi cho hành khách.
Hệ thống an toàn
Hệ thống an toàn trên ô tô bao gồm nhiều tính năng nhằm tăng cường sự bảo vệ cho người lái và hành khách, giảm thiểu các rủi ro khi lưu thông trên đường. Các tính năng này được điều khiển bằng điện tử từ ECU.
Một số tính năng an toàn phổ biến bao gồm túi khí, hệ thống chống bó cứng phanh, hệ thống cân bằng điện tử, hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc và hệ thống cảnh báo lệch làn đường.
Hệ thống điều khiển chạy tự động
Hệ thống Cruise Control là công nghệ tự động điều khiển ga của xe, giúp duy trì tốc độ được lập trình sẵn và giảm thiểu sự mệt mỏi cho người lái xe. Khi kích hoạt chế độ này, xe sẽ tự động điều chỉnh góc mở bướm ga để duy trì tốc độ được cài đặt, giúp người lái không cần phải nhấn đạp bàn đạp ga.
Ngoài ra, hệ thống Adaptive Cruise Control còn cung cấp tính năng tương tự như Cruise Control, nhưng có khả năng tự động điều chỉnh tốc độ để giữ khoảng cách an toàn với xe phía trước. Hệ thống này hoạt động thông qua cảm biến đo khoảng cách và tốc độ của xe phía trước, từ đó điều chỉnh tốc độ của xe để tránh va chạm hoặc giảm thiểu tác động của va chạm nếu có xảy ra.
