NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO KHÍ TRÊN XE Ô TÔ ĐIỆN

Thứ hai, 27/10/2025, 22:30 (GMT+7)

Hệ thống treo khí (Air Suspension System) là một trong những công nghệ quan trọng nhằm nâng cao độ êm dịu, khả năng điều khiển và hiệu quả vận hành cho ô tô hiện đại, đặc biệt là xe điện. Bài báo này trình bày tổng quan về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu điểm – nhược điểm, và xu hướng ứng dụng của hệ thống treo khí trên ô tô điện. Qua đó, tác giả đánh giá tiềm năng ứng dụng hệ thống treo khí trong các dòng xe điện tại Việt Nam, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy và nghiên cứu trong lĩnh vực công nghệ ô tô.

1. Giới thiệu

Trong xu thế phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp ô tô điện, yêu cầu về sự êm ái, tiết kiệm năng lượng và an toàn khi vận hành ngày càng cao. Các hãng xe như Tesla, Mercedes-Benz, Audi và VinFast đã trang bị hệ thống treo khí điều khiển điện tử (Electronic Air Suspension – EAS) để tối ưu hóa trải nghiệm lái.

Khác với hệ thống treo lò xo thép truyền thống, hệ thống treo khí sử dụng bầu khí nén và máy nén điện để điều chỉnh chiều cao và độ cứng của xe theo điều kiện tải trọng, mặt đường và chế độ vận hành.

Đối với xe điện, việc sử dụng treo khí không chỉ giúp tối ưu khí động học mà còn tăng hiệu suất sử dụng năng lượng nhờ khả năng thay đổi độ cao thân xe khi di chuyển ở tốc độ cao.

Hình 1. Hệ thống treo khí xe ô tô

2. Cấu tạo hệ thống treo khí

Một hệ thống treo khí hiện đại gồm các bộ phận chính:

1. Bầu hơi (Air Spring / Air Bag): Là phần tử đàn hồi chính, chứa khí nén bên trong. Khi áp suất thay đổi, chiều cao và độ cứng của hệ thống treo cũng thay đổi tương ứng.
2. Máy nén khí (Compressor): Cung cấp khí nén cho toàn bộ hệ thống, thường hoạt động bằng mô-tơ điện 12V hoặc 48V.
3. Bình tích khí (Air Reservoir): Dự trữ lượng khí nén cần thiết để điều chỉnh nhanh chiều cao xe.
4. Van phân phối (Solenoid Valve Block): Điều khiển hướng và lưu lượng khí đến từng bầu hơi.
5. Cảm biến độ cao (Height Sensor): Xác định vị trí thân xe so với mặt đường, gửi tín hiệu về ECU.
6. Bộ điều khiển trung tâm (ECU Suspension Control Unit): Xử lý tín hiệu từ cảm biến và điều khiển van điện từ, máy nén, đảm bảo chiều cao xe phù hợp với chế độ lái.
7. Giảm chấn điều khiển điện tử (Adaptive Damper): Một số hệ thống kết hợp điều khiển độ cứng giảm chấn theo thời gian thực để tối ưu độ êm và độ bám đường.

Hình 2. Cấu tạo hệ thống treo

3. Nguyên lý hoạt động

          Khi xe tải nặng hoặc đi trên mặt đường gồ ghề, cảm biến độ cao gửi tín hiệu đến ECU, ECU ra lệnh máy nén khí bơm thêm khí vào bầu hơi để tăng chiều cao và độ cứng.
          Ngược lại, khi xe đi tốc độ cao hoặc tải nhẹ, ECU điều khiển van xả để giảm áp suất, hạ thấp gầm xe, giúp giảm lực cản gió và tiết kiệm điện năng.

          Một số hệ thống cao cấp (như của Mercedes EQS, Tesla Model S Plaid, VinFast VF9) có thể tự động điều chỉnh độ cao theo địa hình, hoặc ghi nhớ lộ trình (geo-fencing) để nâng/hạ gầm tại các vị trí quen thuộc.

Hình 3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động

4. Ưu điểm và nhược điểm

Bảng 1. Ưu và nhược điểm

Ưu điểm	Nhược điểm
Ổn định tư thế thân xe, tăng độ êm dịu và an toàn.	Cấu tạo phức tạp, chi phí bảo dưỡng cao.
Điều chỉnh độ cao gầm xe linh hoạt, tối ưu khí động học.	Yêu cầu hệ thống điện mạnh và ECU điều khiển chính xác.
Giảm rung chấn, tiếng ồn, nâng cao trải nghiệm người dùng.	Khi hỏng hóc có thể ảnh hưởng lớn đến khả năng vận hành.
Thích hợp cho xe điện và xe tự hành nhờ điều khiển điện tử.

5. Ứng dụng trên xe ô tô điện

Các hãng xe điện hàng đầu đều trang bị hoặc tùy chọn hệ thống treo khí:

• Tesla Model S/X: hệ thống Adaptive Air Suspension với chế độ tự hạ gầm khi chạy tốc độ cao.
• Audi e-tron: cho phép điều chỉnh gầm xe trong khoảng ±70 mm.
• Mercedes-Benz EQS: trang bị hệ thống AIRMATIC kết hợp với Road Surface Scan giúp dự đoán địa hình.
• VinFast VF9: tích hợp hệ thống treo khí điện tử, tối ưu cho đường xấu tại Việt Nam.

          Ngoài ra, hệ thống treo khí còn hỗ trợ chức năng auto-leveling khi xe tải nặng hoặc chở hành khách không đều, giúp phân bổ tải trọng tối ưu và kéo dài tuổi thọ lốp.

6. Xu hướng phát triển

Hệ thống treo khí trên xe điện đang hướng tới:

• Treo thông minh (Smart Suspension): sử dụng cảm biến radar và camera để nhận diện mặt đường và điều chỉnh giảm chấn trước khi xe đi vào ổ gà.
• Treo khí tích hợp AI: học thói quen người lái và tự điều chỉnh đặc tính đàn hồi.
• Treo chủ động (Active Suspension): sử dụng mô-tơ điện để tạo phản lực tức thời thay vì chỉ dùng khí nén.
• Treo liên kết nền tảng (Cloud-based System): cho phép cập nhật phần mềm qua OTA (Over-the-Air).

7. Ứng dụng trong đào tạo và nghiên cứu

Tại các trường đại học kỹ thuật, việc xây dựng mô hình thực hành hệ thống treo khí điện tử giúp sinh viên hiểu rõ cơ chế điều khiển, cảm biến và chẩn đoán lỗi.
Thông qua việc mô phỏng bằng phần mềm như CarSim, MATLAB/Simulink, sinh viên có thể quan sát ảnh hưởng của độ cứng, áp suất khí nén, và góc dao động thân xe trong các điều kiện vận hành khác nhau, từ đó rèn luyện năng lực thiết kế và tối ưu hệ thống treo cho xe điện.

8. Kết luận

 Hệ thống treo khí là một trong những bước tiến quan trọng trong công nghệ ô tô điện hiện đại. Không chỉ mang lại sự thoải mái và an toàn, nó còn giúp tối ưu hiệu suất năng lượng và khí động học. Việc nghiên cứu, ứng dụng và giảng dạy về hệ thống treo khí là hướng đi cần thiết cho ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô tại Việt Nam trong thời kỳ chuyển đổi xanh và thông minh hóa phương tiện giao thông.