12 hệ thống điện và điện tử phổ biến trên ô tô

Được ví như “bộ não” của một chiếc xe, hệ thống điện và điện tử ô tô dù chỉ chiếm 20% nhưng lại điều khiển 80% hệ thống nhằm đảm bảo các bộ phận hoạt động và phối hợp với nhau một cách trơn tru.

Hệ thống điện và điện tử ô tô là một trong những công nghệ được các nhà sản xuất chú trọng phát triển. Không chỉ can thiệp vào các hoạt động vận hành, các hệ thống này còn  góp phần không nhỏ tạo nên giá trị của một chiếc xe. 

Hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động (Starter) là thành phần của hệ thống điện ô tô có nhiệm vụ làm quay trục khuỷu thông qua vành răng để khởi động động cơ đốt trong. 

Hệ thống khởi động cần phải tạo ra mô-men đủ lớn để khởi động động cơ nhiều lần. Đồng thời, nhiệt độ, chiều dài, điện trở, tỷ số truyền từ bánh răng của máy khởi động và bánh răng của bánh đà cũng phải nằm trong một giới hạn nhất định. 

Người ta thường sử dụng động cơ điện một chiều trong máy khởi động. Ngoài ra, tốc độ khởi động của động cơ xăng từ 40 – 60 vòng/phút và 80 – 100 vòng/phút với động cơ dầu diesel.

Nhờ việc tạo lực điện trong các cuộn giữ và cuộn hút, các lõi cực sẽ bị từ hóa khiến piston của công tắc từ bị hút vào lõi cực của nam châm điện. Khi đó, bánh răng của máy khởi động và bánh răng của bánh đà ăn khớp với nhau làm đĩa tiếp xúc, bật công tắc chính.

Sau khi công tắc chính bật lên, cuộn dây phần cứng quay với vận tốc cao giúp động cơ khởi động. Nếu khóa điện xoay từ vị trí START sang ON, dòng điện qua cuộn hút bị đổi chiều, lực điện từ của cuộn hút và cuộn giữ nhiệt triệt tiêu nhau khiến piston bị đẩy trở lại làm cho công tắc chính bị ngắt, máy khởi động dừng lại.

Hệ thống khởi động là thành phần của hệ thống điện ô tô

Hệ thống nạp điện 

Các mẫu ô tô hiện nay thường được trang bị hệ thống nạp điện để đảm bảo an toàn và tiện nghi sử dụng. Hệ thống điện trên ô tô này tạo ra các nguồn điện, cung cấp cho động cơ trong quá trình nổ máy. Ngoài ra, hệ thống nạp còn cung cấp điện cho tất cả thiết bị điện và ắc quy. Hệ thống sạc điện ô tô bao gồm các bộ phận như máy phát điện, ắc-quy, tiết chế, đèn báo sạc và công tắc máy.

Hệ thống sạc điện ô tô hay còn gọi là máy phát điện hoạt động với nguyên lý tạo ra dòng điện từ cuộn dây và nam châm. Số vòng quấn trên cuộn dây càng nhiều, nam châm càng mạnh, tốc độ di chuyển của nam châm càng nhanh thì dòng điện được tạo ra càng lớn.

Ngoài ra, nam châm càng gần cuộn dây, từ thông trong cuộn dây sẽ tăng lên và ngược lại. Trong thực tế, người ta có thể thay thế nam châm vĩnh cửu trong máy phát bằng nam châm điện từ hoặc thêm lõi thép. Bằng cách đó, từ thông trong cuộn dây tăng lên.

Hệ thống sạc điện ô tô cung cấp nguồn điện cho động cơ trong quá trình nổ máy

Hệ thống điều khiển động cơ

Hệ thống điều khiển động cơ ECM (Engine Control Module) là một trong những thành phần chính của hệ thống điện và điện tử ô tô. ECM hoạt động với nguyên lý tiếp nhận, xử lý thông tin đầu vào thông qua các cảm biến và truyền lệnh tới các động cơ điều khiển.

Hệ thống ECM có khả năng điều khiển trực tiếp các bộ phận như vòi phun xăng điện tử, van không tải, hệ thống đánh lửa, hệ thống rơ-le, van điện tử, bướm ga điện, đèn báo, các tín hiệu chẩn đoán…

Cận cảnh hệ thống điện ô tô điều khiển động cơ ECM

Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu

Là một thành phần của hệ thống điện ô tô, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu có 3 nhiệm vụ chính là chiếu sáng, tín hiệu và thông báo. Hệ thống chiếu sáng giúp tài xế có thể nhìn thấy đường trong điều kiện tầm nhìn hạn chế. Bên cạnh đó, hệ thống tín hiệu cho phép các phương tiện xung quanh nhận biết và phán đoán hướng đi của tài xế để tránh xảy ra các va chạm.

Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu được lắp đặt ở đầu, thân, đuôi xe và cả trong cabin giúp người lái điều khiển xe dễ dàng hơn. Ngoài hệ thống chiếu sáng chung, mỗi loại xe hay thương hiệu khác nhau sẽ trang bị thêm thiết bị chiếu sáng và tín hiệu phù hợp.

Hệ thống chiếu sáng trên ô tô thường bao gồm hệ thống đèn đầu, đèn hậu và dải đèn ngày DRL (Daytime Running Light). Bên cạnh đó, các mẫu ô tô hiện nay còn được trang bị đèn sương mù, thay thế cho đèn đầu khi phải di chuyển trong điều kiện sương mù, bụi mịn. Ngoài ra, các loại hệ thống đèn tín hiệu thường thấy trên xe ô tô là hệ thống đèn xi-nhan, báo nguy và hệ thống đèn cảnh báo đuôi xe. 

Đèn chiếu sáng và tín hiệu là hệ thống điện ô tô quan trọng

Hệ thống điện phụ 

Hệ thống khóa cửa ô tô cũng là một trong những thành phần phụ của hệ thống điện ô tô có chức năng đăng ký mã nhận dạng, đóng – mở cửa, báo động, cảnh báo đóng kín… Hệ thống nâng hạ kính trên ô tô cũng có rất nhiều loại như dạng kéo, sử dụng dây cáp, điều khiển tự động. Ngoài ra, hệ thống điện phụ trên ô tô còn có cần gạt nước, khóa điều khiển từ xa. 

Hệ thống điều khiển điều hòa không khí

Để tránh cảm giác bí bách, ngột ngạt trong khoang cabin vào mùa hè, các nhà sản xuất đã trang bị hệ thống điện điều hòa trên ô tô hay còn gọi là hệ thống điện lạnh ô tô. Hệ thống điều hòa không khí giúp duy trì nhiệt độ thoải mái, giảm độ ẩm trong không khí, hút ẩm để loại bỏ hơi nước, sương mù đọng lại mặt trong kính xe.

Hệ thống điện điều hòa trên ô tô được cấu tạo bởi các bộ phận như máy nén, dàn nóng, quạt thông gió dàn nóng, bộ lọc khô, dàn lạnh, quạt gió dàn lạnh và van tiết lưu. Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô hoạt động với nguyên lý máy nén hút chất làm lạnh ở thể khí và nén lại dưới áp suất cao.

Sau khi nhiệt độ chất làm lạnh tăng lên do bị nén, các môi chất lạnh sẽ được đẩy sang dàn nóng, hóa thành thể lỏng. Các môi chất lạnh ở thể lỏng này lại được chuyển qua van tiết lưu để hóa hơi và chuyển về dàn lạnh. Các hơi lạnh sẽ được quạt gió dàn lạnh thổi ra môi trường giúp khoang cabin trở nên mát mẻ hơn.

Hệ thống điện điều hòa trên ô tô duy trì nhiệt độ và hút ẩm

Hệ thống phanh điều khiển điện tử

Khi xảy ra các va chạm bất ngờ, tài xế đạp phanh gấp khiến cho các bánh xe bị bó cứng, mất khả năng quay vành lái gây nguy hiểm. Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System) được sinh ra để giải quyết vấn đề trên, giúp duy trì độ bám của bánh xe với mặt đường, đảm bảo hệ thống phanh hoạt động ổn định.

Hệ thống chống bó phanh ABS có cấu tạo gồm các bộ phận phanh đĩa, bộ điều hòa lực phanh, xi-lanh chính, bộ trợ lực phanh, bàn đạp và phanh tay. Hệ thống phanh điều khiển điện tử ABS chỉ được kích hoạt khi vận tốc trên 20km/h.

Là thành phần của hệ thống điện và điện tử ô tô, hệ thống phanh ABS hoạt động với nguyên lý thu thập các thông tin từ cảm biến bánh xe và gửi tín hiệu về bộ xử lý trung tâm ECU. Bộ xử lý trung tâm điều khiển trực tiếp hoạt động bơm của ABS nhằm tạo sự ngắt quãng áp suất phanh, tiến hành ngắt – nhả phanh liên tục.

Hệ thống điện ô tô chống bó cứng phanh ABS của VinFast Lux A2.0

Hệ thống lái điện tử

Hệ thống lái trợ lực điện EPS (Electric Power Steering) là hệ thống sử dụng mô-tơ để đẩy thanh răng lái. Hệ thống điện tử  này có nhiệm vụ duy trì hướng lái hoặc đổi hướng xe thông qua việc sử dụng trợ lực tác động lên cơ cấu dẫn động lái.

Hệ thống lái trợ lực điện EPS có cấu tạo gồm các cảm biến mô-men, mô-tơ điện DC, ECU động cơ, cụm đồng hồ taplo, đèn cảnh báo trên bảng taplo. Bộ phận này sẽ đo góc lái, tính toán góc quay của vô lăng và gửi dữ liệu tới bộ điều khiển trung tâm ECU.

Tại đây, dữ liệu được xử lý và truyền tới hệ thống trợ lực điện EPS để điều khiển dòng thủy lực xuống thước lái. Cuối cùng, bánh xe sẽ nhận được các yêu cầu của hệ thống và di chuyển đúng như thao tác mà tài xế mong muốn.

Hệ thống điện ô tô trợ lực lái EPS tác động trợ lực lên cơ cấu dẫn động lái

Hệ thống mã hóa khóa động cơ và chống trộm

Hệ thống mã hóa khóa động cơ và chống trộm là một thành phần trong hệ thống điện và điện tử ô tô có khả năng ngăn không cho động cơ khởi động. Hệ thống sẽ nhận dạng chủ xe thông qua một chìa khóa có mã ID (mã chìa khóa điện) được đăng ký trước. Chính vì vậy, nếu không phải chìa khóa trên, hệ thống sẽ ngăn cản quá trình đánh lửa và phun nhiên liệu khiến xe không khởi động được.

Hệ thống mã khóa động cơ và chống trộm được cấu tạo bởi một chip mã chìa khóa, cuộn dây thun phát tín hiệu, ECU khóa động cơ và ECU động cơ… Cơ chế đặt hệ thống mã khóa động cơ là khi tắt chìa khóa, ECU khóa động cơ thiết lập chế độ khóa cho hệ thống và đèn cảnh báo an ninh nháy đồng thời. 

Hệ thống điện ô tô mã hóa khóa động cơ có khả năng chống trộm

Hệ thống điều khiển xe điện tử

Hệ thống điều khiển xe ECU (Electronic Control Unit) là một trong những hệ thống điện và điện tử ô tô, có nhiệm vụ như một hệ điều hành, xử lý các tín hiệu đầu vào từ cảm biến và truyền tín hiệu điều khiển các bộ phận đầu ra.

Đây là hệ thống quan trọng, có khả năng kiểm soát toàn bộ hoạt động, can thiệp vào những tình huống mà tài xế không làm chủ được xe giúp giảm thiểu tai nạn không mong muốn.

Bộ xử lý trung tâm ECU điều khiển các hoạt động như hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô, đánh lửa sớm bằng điện tử, điều chỉnh hỗn hợp xăng – gió, cảm biến khí thải, cảm biến bướm ga…

Bộ nhớ của ECU bao gồm 4 bộ phận là RAM, ROM, KAM và PROM. Ngoài ra, bộ điều khiển trung tầm còn được trang bị bộ vi xử lý có thể tiếp cận nhiều thông tin từ các tín hiệu khác nhau. Đường truyền BUS của ECU được sử dụng để truyền phát đi tín hiệu tới các bộ phận khác của xe ô tô.

Hệ thống điện ô điều khiển xe điện tử ECU kiểm soát toàn bộ hoạt động của xe

Hệ thống điều khiển xe Hybrid

Xe Hybrid (HEV) hay còn gọi là “xe lai” xăng – điện, sử dụng cả động cơ đốt trong chạy bằng xăng và động cơ điện. Sự linh hoạt này giúp xe Hybrid vừa tối ưu được sức mạnh động cơ lại vừa tiết kiệm nhiên liệu.

Hai động cơ này sẽ thay phiên nhau vận hành xe dựa trên thao tác của tài xế và điều kiện đường đi. Ví dụ, khi di chuyển chậm trong thành phố động cơ điện hoạt động chủ yếu. Khi ắc-quy gần hết điện hoặc người lái muốn tăng tốc, động cơ xăng được kích hoạt để bứt tốc. 

Ngược lại, khi xuống dốc, giảm tốc độ hoặc đạp phanh, động cơ xăng sẽ tự ngắt giúp động năng thừa tự chuyển hóa thành điện nạp vào ắc-quy. 

Tổng quan về hệ thống điện trên ô tô của  xe Hybrid

Hệ thống định vị toàn cầu GPS

Thiết bị định vị GPS (Global Positioning System) là một thành phần của hệ thống điện và điện tử ô tô có thể thu được tín hiệu từ các vệ tính, xử lý và tính toán dữ liệu một cách chính xác về hành trình, tốc độ, vị trí của ô tô.

Công nghệ GPS hoạt động dựa trên việc nhận tín hiệu thông tin được truyền đến từ vệ tinh nhân tạo 2 lần/ngày. Từ đó, dựa vào thời gian chênh lệch khi truyền tín hiệu với thời gian nhận được tín hiệu, GPS hiển thị các thông tin liên quan lên màn hình cảm ứng của ô tô.

Các mẫu xe hiện nay đều được trang bị hệ thống định vị toàn cầu GPS để xác định được vị trí của xe mọi lúc mọi nơi kể cả khi xe bị mất trộm. Ngoài ra, chủ xe có thể tra cứu các thông tin về lịch trình di chuyển của xe như chiều dài quãng đường, thời gian dừng đỗ, số lần dừng đỗ…

Hệ thống định vị toàn cầu GPS là thành phần quan trọng của hệ thống điện ô tô

Tham khảo thông tin, đăng ký lái thử và đặt mua các dòng xe ô tô của VinFast như VinFast VF e34, VinFast President, VinFast Lux SA2.0, VinFast Lux A2.0, VinFast Fadil hoặc gọi điện đến hotline 1900 232389 để được hướng dẫn chi tiết.