Tập đoàn ô tô Hyundai vừa công bố Nền tảng chassis dạng module toàn cầu dành cho xe điện (E-GMP). Đây là nền tảng xe điện chạy bằng pin (BEV) chuyên dụng đầu tiên của công ty. Thiết kế của E-GMP mang tính mô-đun cao, sẽ làm nền tảng cho nhiều mẫu xe do các thương hiệu của tập đoàn sản xuất – bao gồm cả các thương hiệu Hyundai, Kia, Ioniq và Genesis. E-GMP sẽ củng cố kế hoạch của công ty là giới thiệu tổng cộng 23 mẫu BEV, trong đó có 11 mẫu BEV chuyên dụng và bán ra hơn 1 triệu xe điện trên toàn Thế giới vào năm 2025.
Giống như các nền tảng EV khác, E-GMP có thiết kế giống như ván trượt, trong đó các gói pin (với các ô dạng túi) được gắn ở dưới sàn xe. Áp dụng phương pháp mô-đun, số lượng các gói này có thể được thêm hoặc bớt để thay đổi dung lượng hay công suất của toàn bộ khối pin, đồng thời cho phép Hyundai thay đổi tự do chiều dài trục cơ sở và chiều dài tổng thể phù hợp với các kích thước và phân khúc xe khác nhau.
Hyundai cho biết hãng đã tiêu chuẩn hóa thiết kế các gói pin của mình để giảm chi phí sửa chữa. Chỉ những gói pin hỏng hóc cần được sửa chữa hoặc thay thế, thay vì phải tháo toàn bộ khối pin từ xe. Điều này cũng mang lại ý nghĩa tích cực cho việc kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất. Công ty cũng cho biết thêm rằng các bộ pin của họ có cấu trúc khối làm mát riêng biệt để làm cho chúng nhỏ gọn và nhẹ hơn, đồng thời cung cấp mật độ năng lượng nhiều hơn 10% so với công nghệ pin EV hiện có.
Điều này không chỉ nâng cao phạm vi hoạt động của xe mà còn cho phép khối pin được gắn thấp dưới sàn xe để có thêm không gian cabin. Việc loại bỏ trục truyền động chạy qua giữa xe cũng dẫn đến sàn nội thất phẳng để cung cấp thêm chỗ để chân cho hành khách và nhiều chỗ ngồi. Trong khi đó việc không còn động cơ đốt trong giúp giải phóng không gian cho hệ thống điều hòa không khí.
Theo cấu hình tiêu chuẩn, E-GMP được thiết kế để dẫn động cầu sau, nhưng nền tảng này cũng có thể được trang bị động cơ điện phía trước để dẫn động tất cả các bánh. Nó cũng sẽ có trục truyền động tích hợp (IDA) được sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới – trong đó động cơ, biến tần và hộp số 1 cấp được đóng gói thành một mô-đun nhỏ gọn duy nhất. Hyundai cho biết các mẫu xe hiệu năng cao dựa trên E-GMP có khả năng tăng tốc từ 0 – 100km/h trong vòng chưa đầy 3,5 giây và đạt tốc độ tối đa 260km/h. Hệ thống treo liên kết 5 điểm và MacPherson phía trước cũng sẽ cung cấp cho những chiếc xe này cảm giác lái chính xác.
Trên các dòng xe với AWD, hệ thống có bộ ngắt kết nối truyền động EV, có thể chuyển đổi giữa chế độ dẫn động hai bánh và tất cả các bánh để tối đa hóa tầm hoạt động. Các động cơ điện của nền tảng cũng có thiết kế khác biệt với mô-tơ truyền thống, vì chúng có “công nghệ cuốn kẹp tóc” được áp dụng cho các cuộn dây bên trong động cơ. Một động cơ điện điển hình được cấu tạo bởi rotor (với nam châm vĩnh cửu) và stator (với cuộn dây), công suất được tạo ra bởi mômen quay được tạo ra trong tương tác giữa stator và rotor.
Để tạo ra năng lượng hiệu quả hơn, các cuộn dây cần được cuốn chặt hơn xung quanh stator, đó là nơi công nghệ phát huy tác dụng. Bằng cách sử dụng các cuộn dây hình kẹp tóc có mặt cắt hình chữ nhật thay vì cuộn dây tròn có mặt cắt tròn, các cuộn dây có thể “xếp chồng” lên nhau tốt hơn và giảm không gian trống xung quanh stator. Điều này cũng giảm điện trở xung quanh cuộn dây, dẫn tới việc cải thiện 10% không gian cuộn dây – hoặc tỷ lệ không gian khả dụng dành cho cuộn dây.
Ngoài ra, hệ thống làm mát bằng dầu mới quản lý nhiệt do động cơ điện tạo ra bằng cách phun sương làm mát / dầu bôi trơn lên cuộn dây bên trong động cơ để tản nhiệt đi. Phương pháp trực tiếp này khác với hầu hết các động cơ sử dụng nước làm mát để gián tiếp quản lý nhiệt, khi nước chỉ chảy trong vỏ động cơ. Do đó, hệ thống làm mát bằng nước không thể tản nhiệt trực tiếp phần nóng nhất của động cơ – cuộn dây – vì đặc tính dẫn điện của nó sẽ gây ra đoản mạch.
Bộ nguồn của E-GMP còn có nhiều thứ hơn nữa, vì chất bán dẫn công suất silicon cacbua (SiC) được sử dụng trên mô-đun nguồn biến tần thay vì chất bán dẫn dựa trên silicon (Si) thông thường, cho phép tăng phạm vi hoạt động của xe lên 5%. Nói về phạm vi hoạt động, E-GMP với phiên bản dung lượng pin cao nhất có thể cho phép di chuyển tới 500km theo tiêu chuẩn WLTP. Đối với sạc, E-GMP là hệ thống sạc đầu tiên trên thế giới có thể đáp ứng chuẩn DC 400 volt và 800 volt mà không cần bất kỳ điều chỉnh thủ công nào.
Như công ty giải thích, các hệ thống đa sạc khác yêu cầu bộ sạc tích hợp đôi khi được lắp riêng để hỗ trợ một số phương pháp sạc nhất định. Ví dụ: ô tô có thể hỗ trợ sạc 800 volt trực tiếp vào pin, nhưng cần có bộ sạc tích hợp riêng để cho phép sạc 400 volt. Trên E-GMP, sạc 800 volt là tiêu chuẩn, nhưng nền tảng này cũng sẽ hỗ trợ các hệ thống bổ sung không sạc 400 volt, với bộ biến tần thực hiện chuyển đổi nguồn điện 400 volt đến 800 volt trước khi chuyển tới pin. Sạc AC chậm hơn từ một đến ba pha cũng được hỗ trợ và điều này sẽ hoạt động với nguồn 240 volt.
Tùy chọn 240 volt là điển hình để sạc tại nhà qua đêm và hầu hết các trạm sạc công cộng, trong khi các trạm 400 volt cho phép đạt được trạng thái sạc 80% (SoC) từ 0 trong khoảng 30-60 phút. Với khả năng sạc cực nhanh 800 volt, chiếc xe có thể đạt được cùng một SoC 0-80% chỉ trong 18 phút và đi được 100km chỉ sau 5 phút sạc. Tất nhiên, các trạm sạc 800 volt không phổ biến (ở thời điểm hiện tại), nhưng nền tảng này đã được thiết kế để tính tới tương lai.
Hệ thống sạc của E-GMP cũng hỗ trợ hai chiều với công nghệ Vehicle to Load (V2L), có nghĩa là pin xe cũng đóng vai trò như một bộ nguồn dự phòng năng lượng cao để cấp cho các thiết bị khác. Do đó, hành khách có thể sạc các thiết bị bên ngoài bằng pin xe mà không cần bộ chuyển đổi bổ sung, với chức năng được thực hiện thông qua Bộ điều khiển sạc tích hợp (ICCU), điều khiển bộ sạc hai chiều tích hợp và Hệ thống quản lý sạc xe (VCMS).
Công suất tối đa của chức năng V2L là 3,5 kW, chính vì vậy về cơ bản bạn có thể cắm các đồ điện 110 hoặc 220V, cũng như các thiết bị cần thiết trong trường hợp khẩn cấp. Hyundai cho biết V2L có thể vận hành một bộ điều hòa không khí cỡ trung và một TV 55 inch trong tối đa 24 giờ. Để có tính linh hoạt cao hơn nữa, BEV dựa trên E-GMP thậm chí có thể sạc chậm pin của những chiếc xe điện khác thông qua ICCB (Hộp điều khiển trong cáp), về cơ bản biến chiếc xe trở thành một cục sạc di động khổng lồ.
Ngoài tất cả các công nghệ nêu trên, E-GMP cũng tự hào có một số trang bị an toàn ưu việt. Cấu trúc nhiều khung xương của nền tảng này phân phối và hấp thụ hiệu quả lực va chạm trong một vụ tai nạn, đồng thời giảm thiểu năng lượng truyền cho người ngồi trên xe và pin. Điều này đạt được nhờ các khung hấp thụ lực phía trước và phía sau, trong khi cấu trúc bảo vệ pin chuyên dụng giúp đỡ từ 2 bên.
Các kỹ sư cũng đã sử dụng một phương pháp lắp được gọi là ” đâm xuyên qua pin”, trong đó pin được gắn chặt vào sàn xe bằng 8 bu lông dài, xuyên qua mép dưới của pin. Điều này tối đa hóa độ bền của kết nối giữa pin với sàn xe, nhưng cũng cải thiện độ ổn định vật lý của pin trong trường hợp bị va đập bên ngoài. Nó cũng giúp giảm tiếng ồn, độ rung và độ dằn xóc của xe bằng cách giảm bất kỳ chuyển động rung nào của pin trong điều kiện sử dụng bình thường.
