Mặc dù cùng là những phương tiện di chuyển có 4 bánh xe và sở hữu những công nghệ hiện đại phục vụ người dùng, tuy nhiên giữa xe xăng và xe điện có những khác biệt nhất định về cách thức vận hành, mà nếu chưa quen sẽ dẫn đến nhiều bất tiện trong quá trình sử dụng khi chuyển đổi từ xe xăng qua xe điện.
Xe điện khác xe xăng từ động cơ và hộp số
Đối với xe ô tô truyền thống sử dụng động cơ đốt trong, dù là xe xăng hay xe dầu, thì phần động cơ đều có cấu trúc phức tạp, được tạo thành từ nhiều bộ phận như xy-lanh, piston… chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng và cần trải qua quá trình đốt cháy nhiên liệu để tạo ra sức kéo (mô-men xoắn). Hiệu suất trung bình của các loại động cơ đốt trong chỉ đạt khoảng 35%, đồng nghĩa với nhiều hao phí.
Trong khi đó, xe điện vận hành bằng mô-tơ điện có cấu trúc tương đối đơn giản. Quá trình chuyển hóa điện năng thành cơ năng, lượng nhiệt tạo ra không đáng kể do sức kéo được truyền thẳng đến các bánh xe và không qua các bộ phận trung gian. Do đó, hiệu suất vận hành đạt xấp xỉ 90%, cao hơn nhiều lần so với động cơ đốt trong.
Tương tự như vậy, bộ phận hộp số trên xe xăng/dầu đóng vai trò thay đổi tỷ số truyền và đưa sức kéo từ động cơ đến các bánh xe. Nó được thiết kế với nhiều cấp số, mỗi cấp có các tỷ số truyền khác nhau, tạo nên dải vòng tua máy nhất định cho ra công suất hiệu quả nhất. Để tăng tốc, vòng tua máy phải được giữ ở mức tương đối cao thì mới đạt được công suất cần thiết. Sau đó, muốn tăng dần tốc độ và giảm tốc độ thì phải thực hiện chuyển sang cấp số khác để dải vòng tua máy điều chỉnh phù hợp.
Còn đối với xe điện, khi mô-tơ sản sinh ra sức kéo nhất quán thì ở bất kỳ dải vòng tua nào cũng có thể điều chỉnh tăng-giảm tốc độ dễ dàng mà không phải phụ thuộc vào hộp số hay tỷ số truyền động. Vì thế nên trên xe điện chỉ cần hộp số 1 cấp (đơn cấp), với cơ chế hoạt động tương tự hộp số tự động thông thường. Những mẫu xe điện thể thao cũng chỉ cần hộp số 2 cấp là đủ.
Lợi thế lớn nhất của xe điện là ngay từ những vòng tua đầu tiên, mô-tơ đã có thể tạo ra sức kéo rất lớn, có thể đạt đến tối đa mà không cần đến hộp số để tối ưu hóa. Vì thế trong quá trình tăng-giảm tốc độ, người điều khiển sẽ chỉ cảm thấy xe nhẹ nhàng vút lên hay nhẹ nhàng dừng lại mà không có bất cứ sự giật khựng nào. Ngoài ra, vì đạt mô-men xoắn cực lớn ngay khi khởi động, mô-tơ điện không phù hợp vận hành cùng hộp số đa cấp vốn rất phức tạp về mặt kết cấu, dễ gây ra các tổn thất và hư hỏng không đáng có.
Học cách lái xe điện
So với xe xăng, xe điện có 2 đặc tính vận hành khác biệt, chúng bao gồm chế độ lái xe một bàn đạp (one-pedal driving) và cơ chế phanh tái sinh năng lượng (regenerative braking). Cả 2 thường được biểu thị bởi các lựa chọn có thể tùy chỉnh được, nằm bên trong menu cài đặt của xe điện, truy cập thông qua màn hình giải trí trung tâm.
Nếu bạn vốn đã quen với cảm giác của xe động cơ đốt trong với hộp số tự động, việc trải nghiệm chiếc xe điện bất chợt giảm tốc nhanh khi đang chạy ở tốc độ cao mà không chạm vào bàn đạp phanh có thể gây khó chịu. Đó chính là chế độ lái một bàn đạp, chỉ cần người lái nhả ga là xe sẽ phanh cho đến khi dừng hẳn và giữ ở đó cho đến khi bàn đạp ga được nhấn trở lại – hoàn toàn không cần sử dụng đến bàn đạp phanh.
Sở dĩ xe điện làm được điều đó chính là nhờ vào cơ chế hoạt động của mô-tơ điện. Khi người lái buông chân khỏi bàn đạp ga, mô-tơ điện sẽ đảo chiều, từ trường đảo chiều, giúp động cơ từ trạng thái sinh công do tiêu thụ điện, qua trạng thái sản sinh năng lượng để nạp vào pin – hay còn gọi là phanh tái sinh năng lượng. Từ trường ngược sinh ra trong quá trình phanh tái sinh này giúp xe giảm tốc độ, dừng hẳn, hoặc có thể chạy lùi.
Khi đem kinh nghiệm lái xe xăng áp dụng vào xe điện, hầu hết mọi người sẽ gặp hiện tượng xe giật cục ngay lúc vừa nhấc chân ra khỏi bàn đạp, nên cần thời gian để làm quen và thích nghi dần. Bản thân các hãng xe cũng không thể cứ đưa các thiết lập dành cho xe xăng mà chuyển thể vào xe điện, vì làm thế sẽ xung đột với cách thức hoạt động của mô-tơ điện, vốn tạo ra sức kéo lớn ngay tức thì. Không còn cách nào khác, cả hãng xe và người dùng đều phải thay đổi tư duy.
Trong xe điện, các tùy chọn chế độ lái có tác dụng thay đổi tỷ lệ phần trăm hành trình của bàn đạp ga tương ứng với đường đặc tính mô-men xoắn (torque curve) của mô-tơ điện. Ví dụ: nếu thiết lập phanh tái sinh ở mức cao, thì chỉ cần một phần góc bàn đạp khi di chuyển với tốc độ vừa đủ cũng sẽ tạo ra sức kéo ngược, về bản chất là tạo nên hiệu ứng phanh. Việc điều chỉnh “độ mượt” này hoàn toàn phụ thuộc vào khâu sản xuất, khiến cho các thiết lập có cùng một thuật ngữ mô tả nhưng sẽ thể hiện khác nhau trên những chiếc xe khác nhau.
Điều gì làm cho xe điện khác nhau?
Khi so sánh các mẫu xe điện, cần chú ý đến sự thoải mái của góc đặt bàn chân khi vận hành bàn đạp ga, làm sao đạt cảm giác tự nhiên nhất khi bạn kiểm soát được lực nhấn tới thế nào là đủ để xe tăng tốc và nhả ra bao nhiêu để xe giảm tốc, khi nào phanh tái sinh sẽ kích hoạt, lực nhấn-nhả cần bao nhiêu để kích hoạt hiệu ứng phanh, v.v… Mỗi chiếc xe điện sẽ khác nhau, đặc biệt là những chiếc có nhiều mô-tơ (từ 2 trở lên) và có công suất lớn. Mỗi hãng sẽ có cách chỉnh riêng về cảm giác phanh cho sản phẩm của mình, tùy vào phân khúc và định hướng.
Xe điện không chỉ phụ thuộc vào mỗi cơ chế phanh tái sinh để giảm tốc, mà vẫn trang bị hệ thống phanh dẫn động bằng dây cáp quen thuộc như trên xe xăng. Có 2 lý do, đầu tiên là để người điều khiển có thể phanh kết hợp, tăng cường sự an toàn. Thứ hai là bởi vì, thỉnh thoảng nguồn năng lượng tái sinh sẽ… không thể sử dụng được.
Điều này sẽ dễ nhận ra nhất khi chiếc xe điện đã nạp đầy pin, nó không thể tiếp nhận thêm bất kỳ dòng điện đầu vào nào nữa. Trong trường hợp này, hiệu ứng phanh tái sinh sẽ giảm đi đáng kể so với lúc bình thường, hoặc thậm chí là rất yếu ớt đến mức gần như không cảm thấy gì. Với một người đang quen dùng phanh tái sinh, chuyện này xảy ra bất chợt sẽ gây ra sự bối rối rất nguy hiểm. Khá nhiều nhà sản xuất đã nhận thức được và điều chỉnh để xe tự kích hoạt cơ chế phanh truyền thống nhằm bù trừ cho thiếu sót của cơ chế phanh tái sinh.
Các vấn đề về phanh tái sinh cũng có thể trở nên nghiêm trọng hơn ở vùng khí hậu thời tiết lạnh. Chủ xe nên tự kiểm tra xem liệu xe mình có phải là loại dùng được hệ thống phanh kết hợp hay không, nếu muốn quá trình sử dụng diễn ra ổn định, giảm thiểu yếu tố bất ngờ.
Khi lái xe điện trên tuyết, hành vi giảm tốc nhất quán của xe khi người lái nhấc chân khỏi bàn đạp ga cũng giúp xe xử lý dễ đoán hơn. Cài đặt phanh tái sinh ở mức cao có thể gây ra phiền toái khi máy tính của xe nhận thấy người lái đột ngột nhấc chân khỏi bàn đạp ga đồng thời thao tác trên vô-lăng quá nhiều. Trong trường hợp này, các biện pháp can thiệp vào hệ thống kiểm soát độ ổn định và độ bám đường sẽ giảm bớt sức kéo của phanh tái sinh và cân bằng xe bằng cách gia tăng lực phanh cơ ở mỗi bánh xe cần nó, tùy thuộc vào hệ thống.
Điều chỉnh xe điện để có cảm giác giống xe xăng hơn
Do có khối lượng lớn hơn xe xăng, xe điện hoàn toàn có thể bị mất ổn định khi phanh tái sinh ở mức cao tạo nên sự dịch chuyển đột ngột của khối lượng xe về phía trước, lúc người lái buông chân khỏi bàn đạp ga. Mặt khác, đặc tính trọng tâm thấp của xe điện do vị trí đặt của các bộ pin (thường là dưới sàn xe) phần nào giúp chống lại hiện tượng “chúi mũi” của đầu xe, qua đó hỗ trợ độ ổn định tổng thể của xe. Tuy nhiên, vấn đề liên quan đến khối lượng và vị trí đặt bộ pin của xe điện đã tạo thêm những thách thức mới mà các kỹ sư động lực học phải giải quyết.
Việc chuyển đổi trạng thái bàn đạp nhấn-nhả quá nhanh không chỉ cần được giải quyết trong phản ứng của hệ thống treo mà còn có thể dẫn đến những hiệu ứng phụ ở các bộ phận khác của hệ truyền động. Trong xe điện, dao động qua các bộ phận của đường truyền động có thể trở nên rõ nét do các bánh xe được kết nối trực tiếp hơn với các trục dẫn động. Sức kéo lớn của mô-tơ điện dẫn đến nguy cơ vặn xoắn rất cao có thể xảy đến với trục động cơ, trục bánh răng và trục bánh xe. Nếu như xe động cơ đốt trong có bộ giảm chấn bánh đà và bộ biến mô thủy lực trong hộp số tự động giúp chống lại các rung chấn do mô-men xoắn lớn gây ra, thì xe điện cần điều chỉnh phản ứng của hệ truyền động để giảm thiểu những tác động tiêu cực như vậy.
Các kỹ sư thường sử dụng bài kiểm tra với nội dung stop-and-go trên đường dốc: cho xe điện dừng bất chợt khi đang di chuyển cho đến khi dừng hẳn rồi lập tức xuất phát trở lại. Độ dốc làm tăng mô-men xoắn cần thiết để di chuyển xe từ điểm dừng và việc yêu cầu sức kéo rất lớn ngay từ ban đầu tăng vọt lên như vậy có thể dẫn đến những rung động rất nghiêm trọng. Nếu một chiếc xe điện thể hiện sự tĩnh lặng và êm ái trong trường hợp này, có nghĩa là bộ điều khiển được điều chỉnh tốt. Ngược lại, nếu có yếu tố nào đó chưa hoàn toàn đồng bộ, hộp số có thể bị xóc và rung. Các tình huống như lái xe ở tốc độ thấp qua gờ giảm tốc cũng có thể gây ra chấn động nếu không có hệ thống giảm xóc đường truyền tốt. Có thể thấy, việc làm cho xe điện vừa mang lại cảm giác phấn khích lúc đạt sức kéo lớn tức thì, vừa không khiến người lái bị khó chịu mỗi khi đạp ga “sát ván”, là không hề dễ dàng.
Ngay cả với hàng loạt những lựa chọn tùy chỉnh chế độ lái bằng việc thay đổi trong phần mềm điều khiển, xe điện cũng không nhất thiết phải tỏ ra quá khác biệt so với một chiếc xe đốt trong thông thường có hộp số tự động. Chế độ lái tiêu chuẩn ở hầu hết xe điện sẽ tăng sức kéo từ từ, duy trì chuyển động về phía trước giống như hộp số tự động điển hình khi nhả bàn đạp phanh. Cảm giác này cũng có ích khi phải xoay sở trong không gian chật hẹp hoặc khi cần lùi xe. Chế độ tiêu chuẩn cũng thường điều chỉnh hệ thống phanh tái sinh để đạt được mức giảm tốc tương tự với lực cản của động cơ đốt trong. Kiểu thiết kế này nhằm mục đích giữ cho xe điện có cảm giác quen thuộc, để người dùng có thể thoải mái và dễ dàng hoán đổi giữa các loại phương tiện có hệ thống động cơ khác nhau.
Xe điện vượt trội xe xăng ở chỗ có thể tùy chỉnh trải nghiệm lái theo những hướng khác biệt. Tốt nhất là bạn nên dành thời gian tìm hiểu và khám phá tất cả các tính năng, chứ không chỉ dừng lại ở các thiết lập mặc định của nhà sản xuất. Có lẽ cơ thể bạn sẽ thích nghi với những điều mới mẻ nhanh hơn bạn nghĩ đó!
Tổng hợp
