Có thể bạn đã tự hỏi mình một câu hỏi rất hợp lý về hoạt động của nguồn 12 volt trong một chiếc xe điện được thiết kế bên cạnh một bộ pin lớn của xe như thế nào?
Thành phần lớn nhất, quan trọng nhất và đắt nhất của xe điện là bộ pin điện áp cao. Nhiều xe điện mới hơn được xây dựng kiến trúc dựa trên bộ pin của chúng và một số thậm chí còn kết hợp nó như một phần không thể thiếu trong cấu trúc khung gầm của chúng. Bộ pin phải lưu trữ lượng điện khổng lồ mà xe điện cần, không chỉ cung cấp đủ điện năng cho việc lái xe hàng ngày mà còn đảm bảo phạm vi hoạt động đủ để giảm thiểu nỗi lo sạc pin của chủ xe.
Pin điện áp cao này còn được gọi là pin kéo động cơ trong EV, và nó có hàng chục kilowatt-giờ (hoặc thậm chí hơn 100 kWh, trong một số EV) điện được lưu trữ và dòng điện có thể là 400 hoặc 800 volt. Đủ để cung cấp phạm vi hoạt động hàng kilomet và khả năng tăng tốc tuyệt vời trong EV, công suất của nó đủ lớn để giúp đèn sáng và tủ lạnh hoạt động trong nhà bạn trong khoảng một tuần hoặc cung cấp năng lượng cho bất kỳ dụng cụ điện hoặc thiết bị nào trong nhiều giờ thông qua nguồn đầu ra hai chiều.
Tuy nhiên, mặc dù bạn đang có một cục pin lớn trong xe điện của mình, nhưng nó vẫn cần một ắc quy 12 volt nhỏ giống như loại bạn tìm thấy trong xe động cơ đốt thông thường. Để hiểu lý do tại sao một cục pin lớn có trên xe lại vẫn cần một ắc quy nhỏ bổ sung, chúng ta cần nhìn lại lịch sử của xe hơi và cách ắc quy 12 volt trở nên phổ biến trong toàn ngành, và nó vẫn là một linh kiện chủ lực ngay cả khi chúng ta chuyển sang thời đại xe điện.
Xe hơi đã có từ hơn 100 năm trước, nhưng ban đầu chúng không có pin vì chúng không cần pin. Magneto, tiền thân của máy phát điện sau này, cung cấp điện cần thiết để cấp điện cho cuộn dây đánh lửa và tạo ra tia lửa cho động cơ. Magneto tạo ra điện khi động cơ chạy và chúng có thể hoạt động mà không cần bộ khởi động điện vì tất cả những chiếc xe đầu tiên đều được khởi động bằng tay quay.
Đến những năm 1930, tay quay được coi là lỗi thời và nguy hiểm, và nhiều xe đã có bộ khởi động điện được cung cấp năng lượng bởi ắc quy tích hợp, đánh dấu sự thay đổi không thể đảo ngược trong ngành. Những loại ắc quy này ban đầu có nguồn 6 volt, nhưng đến những năm 1960, hầu hết các nhà sản xuất đã chuyển sang 12 volt để có đủ công suất khởi động động cơ có dung tích lớn hơn với tỷ số nén cao hơn. 12 volt đã trở thành tiêu chuẩn cho hệ thống điện ô tô và vẫn được áp dụng cho đến ngày nay.
Vai trò chính của ắc quy là cung cấp năng lượng cho hệ thống đánh lửa của ô tô và khi động cơ đốt trong khởi động, nó sử dụng máy phát điện để tiếp tục sạc ắc quy, từ đó cung cấp năng lượng cho mọi thứ trong xe, từ đèn pha đến cửa sổ điện. Nó cũng có tác dụng điều chỉnh điện áp do máy phát điện cung cấp, cung cấp thêm năng lượng khi máy phát điện không phát kịp và hoạt động như một bộ đệm để bảo vệ các thành phần điện khác nhau khỏi các xung điện.
Phần lớn xe hơi hiện đại vẫn sử dụng ắc quy 12 volt vì trong nhiều thập kỷ, toàn bộ ngành công nghiệp đã được xây dựng xung quanh điện áp này mặc dù có những hạn chế rõ ràng theo thời gian. Tuy nhiên, một sự thay đổi đang diễn ra và một số xe đang chuyển sang hệ thống 48 volt, có nhiều ưu điểm. Bao gồm giảm đáng kể khối lượng cáp cần thiết và có nhiều năng lượng hơn để cung cấp cho các hệ thống như hệ thống treo chủ động không thể chạy bằng điện áp 12 volt hay hệ thống vô-lăng không trục trên Tesla Cybertruck
Nhưng xe điện vẫn cần ắc quy 12 volt
Mặc dù xe điện không cần một cú giật khởi động của bánh đà để quay khởi động như khởi động động cơ đốt trong, đây là vai trò quan trọng nhất của ắc quy 12 volt trong xe đốt trong, nhưng nó cần thiết cho mọi thứ khác. Đèn, khóa cửa, tay lái trợ lực điện, thông tin giải trí, hệ thống an toàn và mọi thứ cơ bản đều được mượn từ xe động cơ đốt trong truyền thống và chúng thường chạy ở mức 12 volt với dòng điện được cung cấp từ ắc quy 12 volt.
Cần lưu ý rằng ắc quy 12 volt dùng cho xe điện có công suất thấp hơn ắc quy dùng để khởi động động cơ đốt trong. Khi khởi động động cơ đốt trong, ắc quy cần cung cấp một luồng điện nhanh chóng từ 200 đến 600 ampe trong khi ở xe điện, yêu cầu này thấp hơn nhiều lần.
Xe điện sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC để hạ điện áp xuống 12 volt để cấp điện cho tất cả các hệ thống phụ trợ mà không cần truyền dòng điện qua ắc quy 12 volt. Chức năng quan trọng nhất của ắc quy 12 vôn trong những chiếc xe này là đánh thức chúng và duy trì một số hệ thống trực tuyến trong khi xe tắt. Mục đích sử dụng ắc quy 12 volt và thời điểm sử dụng khác nhau tùy theo từng loại EV.
Khi xe điện tắt, pin của xe sẽ được ngắt khỏi hệ thống điện bằng các tiếp điểm đặc biệt, là các công tắc điều khiển điện tử. Hệ thống 12 volt cũng cấp điện cho những thứ này trong xe điện, và pin cần được ngắt kết nối để tránh rò rỉ điện qua hệ thống cũng như để xe điện an toàn hơn khi đỗ bằng cách ngắt hệ thống điện áp cao.
Do đó, cần có nguồn điện từ ắc quy 12 volt để điều khiển cho các tiếp điểm điện kết nối với pin của xe để khởi động xe EV. Đó là lúc ắc quy 12 volt phát huy tác dụng và trong vai trò này, nó thực hiện nhiệm vụ tương tự như cung cấp điện cho bộ khởi động điện của xe động cơ đốt trong
Đảm nhiệm cung cấp sạc điện cho ắc quy trên xe động cơ đốt trong là máy phát điện, nó đảm bảo điện áp của ắc quy luôn đầy đủ, còn đối với ắc quy trên xe điện sẽ được sạc điện từ bộ pin cao áp của xe nhưng được điều khiển bởi chương trình quản lý để chống ảnh hưởng đến tầm hoạt động của pin.
Ở hầu hết các xe điện, nếu bạn để chúng đỗ trong một thời gian dài, chúng sẽ tự động sạc cho ắc quy 12 volt để đảm bảo cho nó hoạt động đúng chức năng, vì một lý do nào đó mà ắc quy 12 volt bị hỏng hoặc quá yếu, có thể bạn sẽ không thể mở khóa xe và khởi động được xe, ngay cả khi dung lượng pin cao áp của xe vẫn còn nhiều.