Tìm hiểu cấu tạo và phân loại hệ thống điện trên xe ô tô

Hệ thống điện trên xe ô tô thực hiện nhiệm vụ chính là cung cấp nguồn điện, duy trì hoạt động bình thường của một chiếc xe. Nếu không có hệ thống này thì những thiết bị như điều hòa, đèn chiếu sáng, thiết bị giải trí,.. Đều không thể hoạt động. Trong bài tổng hợp sau đây, vcomcar sẽ cùng bạn khám phá cấu tạo và phân loại của hệ thống điện trên mỗi chiếc xe ô tô.

1. Cấu tạo chung của hệ thống điện trên xe ô tô

Mỗi hệ thống điện trên xe ô tô thường cấu thành từ năm bộ phận chính. Mỗi bộ phận lại đảm nhiệm một chức năng riêng, góp phần vào hoạt động chung của hệ thống điện.

1.1. Thiết bị phát điện

Ảnh 1: Hình ảnh máy phát điện trên xe ô tô

Thiết bị phát điện hay máy phát điện có nhiệm vụ sản sinh tàu điện truyền tới cho ắc quy, tất cả hệ thống và thiết bị sử dụng điện trên xe. Nói chung, mỗi máy phát điện cần thực hiện 3 chức năng chính. Bao gồm:

• Cung cấp dòng điện

• Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

• Điều chỉnh điện áp đầu ra

Để thực hiện 3 chức năng trên, mỗi chiếc máy phát điện trên xe ô tô cần trang bị đầy đủ ba bộ phận cơ bản. Đó là bộ phận phát, bộ phận chỉnh lưu và bộ phận điều chuyển điện áp.

Giống như tất cả các thiết bị phát điện khác, máy phát điện trên ô tô cũng hoạt động dựa vào nguyên lý cảm ứng điện từ. Theo đó, trục khuỷu động cơ đóng vai trò dẫn động. 

Ngay khi bộ phận động cơ hoạt động thì trục khuỷu cũng đồng thời vận động nam châm tạo ra từ trường biến thiên. Sau đó, từ trường sẽ tác động vào cuộn dây cảm ứng bố trí bên trong stator. Nguồn điện bắt đầu sản sinh từ đây.

1.2. Ắc quy

Chức năng chính của ắc quy là lưu trữ nguồn điện tạo ra từ máy phát điện. Tiếp theo, ắc quy sẽ cung cấp nguồn điện để xe khởi động, đồng thời duy trì hoạt động của một số thiết bị khác trên xe. 

Ảnh 2: Ắc quy trong hệ thống điện trên xe ô tô

Ngoài ra, mỗi đĩa ắc quy bố trí xe ô tô còn là nguồn cung cấp điện nếu dòng điện trong máy phát vượt ngưỡng định mức an toàn. Nếu hoạt động trong điều kiện bình thường, tuổi thọ của bình ắc quy trung bình vào khoảng 4 đến 5 năm. Hoặc nếu tính theo số km thì vào khoảng 100.000 km.

Thế nhưng trong thực tế, bình ắc quy lắp đặt trên xe ô tô chỉ đạt tuổi thọ trung bình từ 2 đến 4 năm. Nói chung, tuổi thọ của bình ắc quy còn phụ thuộc vào thói quen sử dụng của người dùng, cách thức bảo dưỡng, nhiệt độ môi trường hoạt động,.. Vì thế, bạn hãy chú ý bảo dưỡng ắc quy định kỳ.

1.3. Thiết bị khởi động

Thiết bị khởi động hay máy khởi động tương tự như một bộ đề thực hiện chức năng quay trục khuỷu động. Nhằm khởi động cho động cơ của ô tô. Mỗi động cơ lắp đặt trên ô tô chỉ khởi động được nếu trục khuỷu quay theo một tốc độ ổn định.

Ảnh 3: Máy khởi động trong hệ thống điện trên xe ô tô

Bộ phận quan trọng nhất trong máy khởi động nào motor điện một chiều. Ngay khi người điều khiển xe cắm chìa khóa, bấm nút khởi động thì bình ắc quy cũng đồng thời cung cấp nguồn điện, motor bắt đầu tác động khiến trục khuỷu quay.

Thực tế để xe nổ máy ô tô chạy xăng, bộ phận trục khuỷu cần quay trung bình từ 40 đến 60 vòng / phút. Còn với động cơ chạy dầu, động cơ cần quay từ 80 đến 100 vòng / phút.

1.4. Dây dẫn điện

Dây dẫn điện làm nhiệm vụ kết nối, truyền dẫn dòng điện từ máy phát hoặc ắc quy tới tất cả thiết bị sử dụng điện trên xe ô tô. Hệ thống dây dẫn điện trên xe ô tô phân gọi theo màu sắc, ký hiệu riêng biệt giúp quá trình sửa chữa, bảo trì thuận lợi hơn.

1.5. Cầu chì và relay

Vai trò chính của cầu chì không gì khác ngoài đóng ngắt dòng điện trong trường hợp dòng điện bị quá tải. Trong khi đó, relay hay rơle lại làm nhiệm vụ đóng ngắt mạch điện tự động, hỗ trợ điều khiển hoạt động của hệ thống mạch điện động lực.

Ảnh 4: Relay và cầu chì thường bố trí gần nhau

Tóm lại, hai thiết bị trên được đều có tác dụng bảo vệ hệ thống điện trên mỗi chiếc xe ô tô. Cầu chì và relay thường lắp đặt trong cùng một cụm. Phần lớn những dòng xe ô tô hiện nay đều bố trí ít nhất hai cầu chì. Hộp cầu chì xảy ra ở vị trí phía dưới nắp capo, gần với ắc quy. Một hộp cầu chì còn lại thế lắp đặt tại vị trí thân xe dưới khu vực taplo.

Xem thêm:

Các biểu tượng báo lỗi trên xe ô tô.

2. Phân loại hệ thống điện trên xe ô tô

Hệ thống điện trên xe ô tô có thể phân loại thành 7 hệ thống cơ bản. Mỗi hệ thống làm cảm nhận những nhiệm vụ riêng.

2.1. Hệ thống điện điều khiển trung tâm - Electronic Control Unit

Đây là hệ thống giữ vai trò điều khiển điện tại khu vực trung tâm của mỗi chiếc xe ô tô. Bạn có thể hiểu đơn giản càng hệ thống này hoạt động tương tự như một chiếc máy tính. 

Ảnh 5: Sơ đồ hệ thống điều khiển trung tâm

Hệ thống điện điều khiển trung tâm giữ chức năng đầu não, chi phối mọi hoạt động trên xe. Xét về mặt cấu tạo thì hệ thống này bao gồm bộ xử lý trong, bộ xử lý ngoài và bộ phận đường truyền.

2.2. Hệ thống đèn

Đèn chiếu sáng bố trí trên xe ô tô không chỉ có tác dụng chiếu sáng mà còn phát tín hiệu cảnh báo. Hệ thống điện đèn cần cung cấp đầy đủ điện năng cho thiết bị đèn bố trí trên ô tô.

2.3. Hệ thống điện điều hòa

Điều hòa có tác dụng làm mát, điều hòa không khí trong cabin. Nhờ có hệ thống này nhiệt độ luôn duy trì ở mức lý tưởng, tạo sự dễ chịu cho người ngồi trong phương tiện.

Hệ thống điều hòa trên xe ô tô hoạt động theo cơ chế biến đổi áp suất. Theo đó, nhiệt độ kết hợp với chất làm lạnh sản sinh ra hơi lạnh. Điều hòa luôn tiêu tốn một lượng lớn điện năng. Vậy nên, hệ thống điện cần đảm bảo cung cấp đủ điện năng cho hoạt động của thiết bị này.

2.4. Hệ thống thông tin

Cung cấp thông tin liên quan đến tình trạng vận hành xe. Chẳng hạn như tốc độ di chuyển, số lượng vòng tua máy, nhiệt độ làm mát và nhiệt độ động cơ, mức nhiên liệu sử dụng, thông tin cảnh báo,...

2.5. Hệ thống phụ

Ảnh 6: Màn hình theo dõi nằm trong hệ thống phụ

Ngoài một số hệ thống chính, bữa trước xe ô tô còn tích hợp nhiều hệ thống phụ khác. Chẳng hạn như:

• Hệ thống gạt nước: Thực hiện chức năng vệ sinh kính lái, gạt nước trên kính lái đảm bảo tầm nhìn cho người điều khiển phương tiện. Hầu hết đầu xe ô tô điện nhanh đều trang bị hệ thống gạt nước tự động.

• Hệ thống chỉnh gương: Điều chỉnh vị trí gương chiếu hậu sao cho phù hợp với nhu cầu quan sát.

• Hệ thống khóa cửa: Giúp cửa xe tự động đóng lại đảm bảo an toàn cho phương tiện ngay cả khi di chuyển và khi dừng đỗ.

• Hệ thống cửa kính điện: Đây là hệ thống giúp nâng hoặc hạ cửa kính.

• Bố điều chỉnh ghế điện: Có tác dụng điều chỉnh ghế điện sao cho người ngồi trên xe cảm thấy thoải mái nhất.

• Hệ thống sấy kính: Gạt đi nước đọng trên kính, đảm bảo người điều khiển xe quan sát tốt hơn.

• Hệ thống tiện ích giải trí: Gồm nhiều thiết bị như loa, màn hình, camera hành trình ô tô,.. Đây là hệ thống tiêu tốn khá nhiều điện năng.

2.6. Hệ thống điện an toàn

Hệ thống an toàn cực kỳ quan trọng trên mỗi chiếc xe ô tô. Nhớ vào hệ thống này người lái xe và người ngồi trên xe sẽ phần nào an toàn hơn, hạn chế va chạm trong quá trình di chuyển. Hệ thống ECU giữ vai trò điều khiển tất cả tính năng an toàn.

2.7. Hệ thống điện tự động

Hệ thống này duy trì chế độ tự động điều khiển theo thiết lập cài đặt từ trước. Cụ thể, xe khởi động chế độ điện tự động luôn vận hành theo tác dụng ấn định, người điều khiển xe không phải lúc nào cũng cần đặt chân vào bàn đạp ga.

Thực chất thì đây chính là hệ thống điều khiển hành trình Cruise Control System. Đối với dòng xe đời mới, chế độ này đã được nâng cấp lên Adaptive Cruise Control hỗ trợ xe di chuyển theo tốc độ cài đặt, đồng thời giữ khoảng cách phù hợp với xe đi trước.

3. Kết luận

Hệ thống điện trên ô tô gồm nhiều thành phần. Chức năng chỉnh của hệ thống này là cung cấp điện cho các thiết bị trên xe, duy trì hoạt động bình thường. Hi vọng với góc chia sẻ trên đây, bạn sẽ hiểu thêm về cấu tạo chung và phân loại hệ thống điện xe ô tô!

Xem thêm:

Sách hướng dẫn sử dụng xe ô tô: Tài liệu quan trọng cần đọc

Các hệ thống công nghệ an toàn trên ô tô phổ biến hiện nay