Hệ thống điện trên ô tô: Cấu tạo, cách thức hoạt động và phân loại

Hệ thống điện trên ô tô đóng vai trò quan trọng giúp xe vận hành an toàn và hiệu quả. Hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống này không chỉ giúp chủ xe phát hiện sớm các vấn đề mà còn biết cách bảo trì đúng cách, kéo dài tuổi thọ cho phương tiện của mình.

Cấu tạo hệ thống điện trên ô tô

Hệ thống điện trên xe hơi được cấu tạo từ nhiều thành phần quan trọng, mỗi bộ phận đều có vai trò riêng biệt và kết nối chặt chẽ với nhau để tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh.

Máy phát điện

Máy phát điện (Alternator) là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện xe ô tô, có nhiệm vụ:

• Cung cấp điện năng cho các thiết bị điện khi động cơ hoạt động
• Sạc ắc quy để duy trì nguồn điện dự phòng
• Biến đổi năng lượng cơ học từ động cơ thành điện năng

Ắc quy ô tô

Ắc quy là nguồn điện chính của xe khi động cơ chưa khởi động. Đây là thiết bị lưu trữ năng lượng hóa học và chuyển hóa thành điện năng khi cần thiết, đảm nhiệm:

• Cung cấp điện cho hệ thống khởi động
• Cấp điện cho các thiết bị khi động cơ không hoạt động
• Ổn định điện áp trong toàn bộ hệ thống

Máy khởi động

Máy khởi động là linh kiện quan trọng trong hệ thống điện xe hơi, giúp khởi động động cơ bằng cách:

• Chuyển đổi năng lượng điện từ ắc quy thành năng lượng cơ học
• Tạo ra lực quay ban đầu để khởi động động cơ đốt trong
• Ngắt kết nối sau khi động cơ đã hoạt động

Dây điện

Hệ thống dây điện trên ô tô là mạng lưới phức tạp, có nhiệm vụ:

• Kết nối các thiết bị điện với nhau
• Dẫn dòng điện đến đúng nơi cần thiết
• Đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống

Relay và cầu chì

Relay và cầu chì là thiết bị bảo vệ không thể thiếu trong hệ thống điện ô tô:

• Relay: là công tắc điện từ, giúp điều khiển mạch điện có dòng lớn bằng một mạch điều khiển có dòng nhỏ, giúp giảm tải cho công tắc chính và tăng tuổi thọ cho hệ thống.
• Cầu chì: là thiết bị bảo vệ, tự ngắt mạch khi có dòng điện quá tải hoặc đoản mạch, ngăn ngừa hỏa hoạn và bảo vệ các thiết bị điện khác.

Cách thức hệ thống điện trên ô tô hoạt động

Hệ thống điện ô tô vận hành theo một quy trình phối hợp chặt chẽ giữa các bộ phận. Khi bắt đầu, người lái vặn chìa khóa hoặc nhấn nút khởi động, lúc này:

1. Ắc quy cung cấp dòng điện ban đầu cho máy khởi động.
2. Máy khởi động tạo ra lực quay, khởi động động cơ.
3. Khi động cơ hoạt động, máy phát điện bắt đầu làm việc, tạo ra dòng điện.
4. Dòng điện từ máy phát cung cấp cho các thiết bị điện và sạc lại ắc quy.
5. Các đơn vị điều khiển điện tử (ECU) nhận và xử lý tín hiệu từ các cảm biến.
6. ECU ra lệnh cho các cơ cấu chấp hành thực hiện các chức năng cụ thể.

Bộ điều chỉnh điện áp đảm bảo điện áp trong hệ thống luôn ổn định ở mức 13.8-14.4V, đủ để vận hành các thiết bị và sạc ắc quy, nhưng không quá cao gây hỏng hóc linh kiện.

Phân loại hệ thống điện, điện tử trên ô tô

Hệ thống điện trên xe ô tô hiện đại được phân chia thành nhiều hệ thống con chuyên biệt, mỗi hệ thống đảm nhận những chức năng riêng.

Hệ thống cảm biến

Đây là “giác quan” của xe. Hệ thống cảm biến bao gồm hàng chục, thậm chí hàng trăm cảm biến khác nhau (cảm biến nhiệt độ, áp suất, tốc độ, vị trí, oxy, va chạm…) thu thập dữ liệu về tình trạng hoạt động của động cơ và môi trường xung quanh. 

Hệ thống chiếu sáng

Bao gồm tất cả các đèn trên xe, từ đèn pha, đèn hậu, đèn xi nhan, đèn phanh cho đến đèn chiếu sáng nội thất và đèn báo trên bảng táp lô. 

Hệ thống chiếu sáng ô tô rất quan trọng cho sự an toàn khi lái xe vào ban đêm hoặc trong điều kiện thời tiết xấu, giúp người lái nhìn rõ đường và các phương tiện khác dễ dàng nhận biết.

Hệ thống đánh lửa khởi động

Hệ thống này chịu trách nhiệm tạo ra tia lửa điện tại bugi (ở động cơ xăng) vào đúng thời điểm để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí, khởi động quá trình làm việc của động cơ. Nó bao gồm cuộn cảm, bugi và các bộ phận điều khiển liên quan.

Hệ thống gạt mưa và rửa kính

Đảm bảo tầm nhìn rõ ràng cho người lái trong điều kiện mưa hoặc khi kính bị bẩn. Hệ thống này bao gồm mô tơ gạt mưa, cần gạt, lưỡi gạt, bơm nước rửa kính và các công tắc điều khiển.

Hệ thống khoá và an ninh

Bao gồm hệ thống khóa cửa trung tâm, hệ thống báo động chống trộm, hệ thống mã hóa khóa động cơ (immobilizer)… Các hệ thống này sử dụng các mạch điện và bộ điều khiển để bảo vệ xe khỏi bị đột nhập hoặc khởi động trái phép.

Hệ thống tiện nghi và nội thất

Đây là nhóm các hệ thống nhằm tăng sự thoải mái và tiện lợi cho người ngồi trong xe. Bao gồm cửa sổ chỉnh điện, ghế chỉnh điện, gương chiếu hậu chỉnh điện, hệ thống điều hòa không khí tự động, hệ thống âm thanh giải trí (radio, loa, màn hình), các cổng sạc USB…

Hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động bao gồm các thành phần:

• Công tắc khởi động (chìa khóa hoặc nút bấm)
• Relay khởi động
• Máy khởi động (starter motor)
• Dây điện kết nối

Trên xe hiện đại, hệ thống Start-Stop tự động ngắt động cơ khi xe dừng và khởi động lại khi nhả phanh, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.

Hiểu rõ về cấu tạo và cách thức hoạt động của hệ thống điện xe ô tô sẽ giúp chủ xe nhận biết sớm các dấu hiệu bất thường, từ đó có kế hoạch bảo dưỡng kịp thời, tránh những hư hỏng lớn và chi phí sửa chữa đắt đỏ.

Nếu bạn đang tìm kiếm các phụ tùng điện chất lượng cao cho ô tô của mình, hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua Hotline/Zalo: 0979722210 để được tư vấn chi tiết. Bạn cũng có thể tham khảo thêm nhiều mẫu phụ tùng ô tô chính hãng khác hoặc đọc thêm các bài viết hữu ích tại Phụ tùng Đức Anh.