Hệ thống làm mát là yếu tố quan trọng trong động cơ điện ô tô, giúp duy trì nhiệt độ hoạt động tối ưu (dưới 150-180°C) để tránh giảm hiệu suất, mất từ nam châm hoặc hỏng cách điện. Động cơ điện sinh nhiệt từ tổn hao đồng (I²R), sắt từ (hysteresis và eddy current), và ma sát. Hai phương pháp phổ biến là làm mát bằng nước (water cooling) và bằng dầu (oil cooling), thường kết hợp với quạt, bơm và bộ trao đổi nhiệt.
1. Làm mát bằng nước (Water-Glycol Cooling)
Sử dụng hỗn hợp nước và glycol (ethylene hoặc propylene) làm chất lỏng làm mát, lưu thông qua các kênh trong stato và vỏ động cơ. Hệ thống bao gồm bơm điện, bộ tản nhiệt (radiator), và van điều khiển. Ưu điểm: Hiệu quả tản nhiệt cao (hệ số truyền nhiệt tốt), chi phí thấp, và dễ tích hợp với hệ thống làm mát pin. Nhược điểm: Không tiếp xúc trực tiếp với cuộn dây do nguy cơ rò điện, nên chỉ làm mát gián tiếp; cần chống ăn mòn và đông đặc. Trong EV, như Tesla Model 3, nước làm mát giúp duy trì hiệu suất 95% ở tải cao.
“Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước cho động cơ điện.”
2. Làm mát bằng dầu (Oil Cooling)
Sử dụng dầu dielectric (không dẫn điện) như dầu biến thế hoặc dầu tổng hợp, phun trực tiếp lên cuộn dây và roto. Hệ thống gồm bơm dầu, bộ lọc, và bộ trao đổi nhiệt (oil-to-water hoặc oil-to-air). Ưu điểm: Tản nhiệt trực tiếp hiệu quả hơn (giảm nhiệt độ 20-30% so với nước) và giảm tiếng ồn; phù hợp cho động cơ công suất cao.
Nhược điểm: Chi phí cao hơn, cần hệ thống kín để tránh rò rỉ, và thêm trọng lượng. Trong EV như Porsche Taycan, dầu làm mát giúp tăng mật độ công suất.
“Sơ đồ hệ thống làm mát bằng dầu cho động cơ điện.”
So sánh: Nước phù hợp cho EV phổ thông do đơn giản, dầu ưu việt cho xe cao cấp cần hiệu suất cao. Tương lai, kết hợp hai phương pháp (hybrid cooling) sẽ phổ biến để tối ưu năng lượng.
