Có bao nhiêu hệ thống điện trên ô tô? Gồm những bộ phận gì?

Hệ thống điện trên ô tô được ví như những dây thần kinh trong cơ thể con người. Dù chỉ chiếm 20% của chiếc xe nhưng lại có thể điều khiển đến 80% các hệ thống khác trên xe. Trong bài viết này, XeMercedes.VIP sẽ tìm hiểu và giới thiệu về hệ thống điện trên xe ô tô và những cấu thành cơ bản của chúng.

Khái quát chung về hệ thống điện trên ô tô

Thuở sơ khai, khi công nghệ chưa phát triển ô tô với máy phát điện một chiều. Máy phát điện hiện đang thay thế hệ thống điện trong ô tô hiện đại.

Hầu như mọi hoạt động trên ô tô đều cần đến hệ thống điện như khởi động ô tô, cấp điện, đánh lửa, hệ thống phanh, hệ thống lái, v.v.

Hệ thống điện trên xe ô tô gồm những bộ phận nào?

Hệ thống điện trên xe ô tô gồm 5 bộ phận chính: Máy phát điện, ắc quy, máy khởi động, dây điện, rơ-le và cầu chì.

Máy phát điện

Máy phát điện góp phần tạo ra nguồn điện cung cấp năng lượng cho ắc quy cũng như toàn bộ hệ thống điện và thiết bị của xe. Máy phát điện thực hiện ba chức năng chính: sản xuất điện, chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều và thay đổi điện áp đầu ra. Tương ứng, bộ phận này có ba thành phần chính: phát điện, chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện áp.

Máy phát điện ô tô hoạt động dựa trên khái niệm cảm ứng điện từ: Trục khuỷu của động cơ cung cấp năng lượng cho máy phát điện. 

Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu chuyển động làm quay nam châm điện. Sau đó, một từ trường được tạo ra, hoạt động trên cuộn dây phần ứng bên trong stato để tạo ra dòng điện.

Ắc quy

Khi xe hoạt động, ắc quy sẽ lưu trữ điện năng do quá trình này tạo ra. Khi máy phát điện bị hỏng hoặc vòng quay của động cơ không đạt được tốc độ quy định, ắc quy sẽ vào cuộc để cung cấp năng lượng cho phép xe khởi động. 

Thêm vào đó, pin hỗ trợ trong hoạt động của thiết bị tải, khi tải sử dụng nhiều dòng điện hơn dòng định mức của máy phát điện, pin sẽ tham gia cung cấp điện.

Trên thị trường hiện nay có 2 loại ắc quy chính là ắc quy nước và ắc quy khô. Ắc quy nước có nhược điểm là phải thay axit sau một thời gian sử dụng (do axit bay hơi), trong khi ắc quy khô không cần thay thế.

Máy khởi động

Máy khởi động (hay còn gọi là máy đề, củ đề hay bộ đề) làm quay trục khuỷu động cơ để khởi động động cơ ô tô. Vì trục khuỷu phải quay với một tốc độ nhất định thì động cơ mới có thể được kích hoạt.

Cấu tạo của bộ khởi động ô tô được tạo thành từ động cơ điện một chiều. Khi người lái bật khóa điện hoặc bấm nút khởi động, ắc quy sẽ cung cấp năng lượng cho động cơ làm quay trục khuỷu động cơ. 

Để khởi động động cơ ô tô, trục khuỷu phải quay trong khoảng 40-60 vòng/phút đối với xe máy xăng và 80-100 vòng/phút đối với xe máy diesel.

Bộ khởi động bánh răng, đồng trục và bánh răng hành tinh là ba loại bộ khởi động cơ bản.

Dây điện

Dây liên kết và vận chuyển dòng điện từ máy phát điện hoặc pin đến toàn bộ hệ thống điện của xe.

Dây điện sẽ được phân biệt bằng màu sắc riêng biệt để phân biệt đối với từng đời xe, hãng xe và hệ thống, thiết bị điện. Điều này giúp phân biệt các dây của từng hệ thống và tạo điều kiện thuận lợi cho quy trình kiểm tra và tìm kiếm giấy tờ sửa chữa.

Bên cạnh việc phân biệt bằng màu sắc, người ta còn phân biệt dây điện bằng cách “đi dây”. Để giảm thiểu sự hiểu nhầm với các loại cáp khác, người ta sẽ bện dây cho dây mạng CAN bus.

Rơ-le và cầu chì

Rơ le (relay) là một loại công tắc đóng ngắt mạch điều khiển tự động và điều khiển hoạt động của mạch động lực. 

Khi xảy ra sự cố quá dòng, cầu chì có nhiệm vụ tự động cắt dòng điện trên hệ thống dây dẫn. Cả hai thiết bị này đều được thiết kế để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện của xe.

Mỗi ô tô thường có hai hộp cầu chì chính. Đầu tiên là hộp cầu chì động cơ, được đặt bên ngoài khoang động cơ, dưới mui xe, gần ắc quy chính.

Hộp cầu chì còn lại hay còn gọi là hộp cầu chì điện thân xe (body box) được bố trí bên dưới taplo ô tô.

Các hệ thống điện – điện tử trên ô tô

Hệ thống khởi động (Starting system)

Hệ thống động cơ đốt trong của ô tô luôn cần có ngoại lực để khởi động; hệ thống khởi động được coi là bộ phận tạo ra ngoại lực, cụ thể là động cơ. Điều quan trọng nhất cần nhớ trong khi kích hoạt động cơ là trục khuỷu phải quay nhanh hơn tốc độ quay chậm nhất. 

Mỗi loại sẽ có tốc độ quay thay đổi tùy theo cấu tạo của động cơ và điều kiện làm việc. Động cơ thông thường, cụ thể là động cơ xăng, thường có tốc độ quay tối đa là 40-60 vòng/phút, trong khi động cơ diesel có tốc độ quay tối đa là 80-100 vòng/phút.

Hệ thống điều khiển động cơ (Engine control system)

Hệ thống này bao gồm các thành phần sau:

• Hệ thống sạc có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các thiết bị trên xe cũng như sạc pin.
• Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu: Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn xi nhan trên ô tô bao gồm đèn pha, đèn nội thất, đèn phanh…
• Hệ thống điện phụ: Hệ thống này đảm nhiệm các thiết bị tiện ích trên xe như gạt nước, nâng hạ kính, khóa cửa, điều khiển từ xa…
• Hệ thống điều hòa: Dù sử dụng hệ thống hút gió bên trong hay bên ngoài, điều hòa của ô tô luôn chạy bằng điện.
• Hệ thống phanh điều khiển điện tử: Là bản nâng cấp gần đây trên hệ thống phanh truyền thống, hệ thống phanh Active Brake Plus cho phép xe giảm tốc độ hoặc dừng đỗ chủ động và thông minh hơn. Tạo ra một cơ chế an toàn chủ động hỗ trợ sự ổn định của xe trong mọi tình huống và giảm khả năng xảy ra va chạm với hành khách.

Hệ thống điều khiển trung tâm

Hệ thống mã hóa khóa động cơ và chống trộm: Nếu ai đó cố gắng khởi động ô tô bằng chìa khóa không có mã ID (mã khóa điện) đã được đăng ký trước đó, hệ thống cũng sẽ ngăn chặn quá trình đánh lửa

Hệ thống lái điện tử: Tín hiệu điện tử và hệ thống lái cáp.

Hệ thống định vị toàn cầu GPS: Nhiều tài xế thích hệ thống hỗ trợ họ di chuyển đến các địa điểm mới. Hệ thống định vị toàn cầu sẽ trở thành trợ thủ đặc biệt hữu ích cho bạn. 

Người lái xe sẽ không bị lạc và sẽ có thể tìm thấy tuyến đường của họ một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Ô tô còn có vô số hệ thống nữa như hệ thống điều khiển phương tiện, công nghệ hybrid tiết kiệm nhiên liệu, v.v.

Hệ thống đèn

Mục đích chính của hệ thống đèn ô tô là chiếu sáng, báo hiệu và thông báo. Nó là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện của xe. 

Đèn xe được bố trí ở nhiều vị trí khác nhau, bao gồm phía trước xe, gương chiếu hậu bên ngoài, phía sau xe và nội thất khoang bên trong.

Hệ thống thông tin

Hệ thống thông tin trên ô tô hỗ trợ cung cấp các thông số vận hành cũng như thông báo, cảnh báo về tình trạng hoạt động của xe. 

Hệ thống này hiển thị các thông tin như tốc độ xe, vòng tua máy, nhiệt độ nước làm mát, mức nhiên liệu, áp suất dầu, đèn thông báo và cảnh báo… thông qua cụm đồng hồ sau vô lăng.

Hệ thống điều hoà

Hệ thống điều hòa ô tô (hay còn gọi là hệ thống điện lạnh ô tô) có nhiệm vụ điều hòa không khí bên trong cabin nhằm giữ nhiệt độ ở mức hợp lý. 

Điều hòa ô tô hoạt động bằng cách thay đổi áp suất, nhiệt độ và đặc tính của chất làm lạnh để tạo ra hơi lạnh.

Hệ thống phụ

Ngoài các hệ thống đã nói ở trên, ô tô còn có nhiều hệ thống phụ trợ giúp người lái và mang lại sự sang trọng cho phương tiện, chẳng hạn như:

Hệ thống gạt mưa: Làm sạch kính chắn gió và loại bỏ nước mưa, giúp người lái có tầm nhìn rõ. Một số phương tiện còn có thêm hệ thống gạt nước tự động.

Hệ thống gập/gương điện: Hỗ trợ chỉnh gương và gập nhanh gương chiếu hậu bên ngoài.

Hệ thống khóa cửa và an ninh: Cung cấp sự an toàn khi xe đang di chuyển cũng như an ninh khi xe đang đỗ.

Hệ thống cửa kính chỉnh điện: Hỗ trợ nâng hạ kính cửa.

Hệ thống ghế chỉnh điện: Hỗ trợ điều chỉnh các hướng của ghế để đạt được tư thế ngồi thoải mái nhất.

Thiết bị sấy kính và gương: Chống đọng hơi nước và đọng sương trên kính. Có một số loại hệ thống sấy kính: sấy kính chắn gió, sấy gương chiếu hậu, sấy kính hậu…

Hệ thống thông tin giải trí: Cung cấp các tính năng như kết nối điện thoại thông minh (đồng bộ), điều khiển bằng giọng nói, bản đồ định vị – dẫn đường, thông tin giải trí (xem video, nghe nhạc), radio, truy cập internet…, điều khiển các tính năng khác của xe, kết nối các tính năng an toàn (camera 360 độ, camera lùi),…

Hệ thống âm thanh: Tùy thuộc vào số lượng loa mà loa ô tô được bố trí ở nhiều vị trí khác nhau trong cabin.

Hệ thống an toàn

Nhiều biện pháp được đưa vào hệ thống an toàn trên ô tô để cải thiện khả năng bảo vệ người lái và hành khách khi di chuyển trên đường. ECU kiểm soát tất cả các khía cạnh này bằng điện tử.

Một số tính năng cảm biến an toàn tiêu biểu có thể kể đến như: túi khí, hệ thống chống bó cứng phanh, hệ thống cân bằng điện tử, hệ thống hỗ trợ đổ dốc, hệ thống cảnh báo lệch làn đường,…

Hệ thống điều khiển chạy tự động

Hệ thống điều khiển chạy tự động hỗ trợ giữ bướm ga ô tô mở bằng cách tự động điều chỉnh góc mở bướm ga để ô tô chạy với tốc độ do người lái chỉ định. Xe sẽ duy trì tốc độ định sẵn mà người lái không cần phải nhấn chân ga.

Công nghệ này thường được biết đến với tên gọi hệ thống Cruise Control (hệ thống kiểm soát hành trình). Adaptive Cruise Control là cấp độ cao hơn của công nghệ điều khiển hành trình tự động. 

Khi ở chế độ Kiểm soát hành trình, xe chỉ cần chạy ở tốc độ do người lái đặt. Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng, xe có thể tự động điều chỉnh tăng tốc độ với động cơ EQ Boost hoặc giảm để duy trì khoảng cách an toàn với xe phía trước.

Tổng kết

Hy vọng qua bài viết trên, XeMercedes.VIP đã giúp bạn hiểu hơn về hệ thống điện trên ô tô, về các thành phần cũng như tầm quan trọng của hệ thống này để có kế hoạch bảo dưỡng tốt hơn. Hãy thường xuyên theo dõi trang chủ của chúng tôi để biết thêm nhiều thông tin bổ ích hơn nhé.