Công Nghệ Kĩ Thuật Ô tô (Tin tức- Chia sẻ- Trao đổi)

[Bùi Quốc Việt_4CHaUI]

Sự kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện

Hybrid là dòng xe sử dụng kết hợp động cơ đốt trong truyền thống và một hay nhiều động cơ điện để tạo ra lực kéo. Hai loại động cơ này trên xe hybrid kết hợp nhằm đạt những tiêu chí khác nhau, tùy vào mục đích của nhà sản xuất nhưng có hai mục đích chính là tiết kiệm nhiên liệu và tạo ra hiệu suất cao.
Khái niệm xe lai hybrid còn dễ nhầm lẫn với dòng xe Plug-in hybrid (chạy thuần động cơ điện). Đây là dòng xe điện đơn thuần, chỉ sử dụng năng lượng điện cắm sạc (plug-in) để vận hành như Nissan Leaf, Chevrolet Volt hay các mẫu xe của thương hiệu Tesla.
     Hybrid nối tiếp (series hybrid) là loại sử dụng mô tơ điện dẫn động trực tiếp tới bánh xe. Động cơ đốt trong chỉ có nhiệm vụ chạy máy phát điện. Đây là dạng nguyên sơ của động cơ hybrid. Do khả năng vận hành không tốt, cũng như hiệu quả năng lượng ở mức vừa phải, nên dạng hybrid này hiện nay không còn sử dụng phổ biến.


   Hybrid song song (Parallel Hybrid) là động cơ đốt trong cung cấp lực kéo cho các bánh xe. Động cơ điện chỉ đóng vai trò hỗ trợ cho động cơ xăng, khi chiếc xe cần gia tốc nhanh. Ngoài ra, nếu lượng pin còn lại đủ lớn, động cơ điện sẽ thay thế động cơ xăng để hoạt động trong điều kiện xe di chuyển chậm, không cần nhiều sức mạnh. Trong điều kiện này, việc sạc lại pin đến từ hệ thống tái tạo năng lượng từ lực phanh (Regenerative Braking) chứ không đến từ mô tơ điện. Những mẫu xe trang bị hybrid song song cho khả năng vận hành tốt, nhưng hiệu quả nhiên liệu chỉ được cải thiện một phần.
   Hybrid nối tiếp/ song song (series-parallel hybrid) là loại kết hợp cả hai loại trên, đây cũng là cơ cấu hybrid phức tạp và có chi phí sản xuất cao nhất. Nhờ bộ chia công suất, năng lượng từ động cơ đốt trong và động cơ điện được biến thiên liên tục và bổ trợ cho nhau giúp chiếc xe có hiệu quả hoạt động tốt nhất. Cơ cấu hoạt động luân phiên giúp cụm pin trên xe hầu như lúc nào cũng được sạc đầy. Xe có thể vận hành bởi chế độ lái thuần động cơ điện (EV-mode), rất hữu ích khi di chuyển trong điều kiện giao thông đông đúc. Đây là dạng xe lai hybrid tiên tiến và sử dụng nhiều trên các mẫu xe hybrid hiện nay.

Trên ô tô truyền thống công suất từ động cơ xăng (hoặc diesel) cung cấp trực tiếp đến bánh xe thông qua hệ thống truyền lực. Trên xe Hybrid động cơ xăng (hoặc diesel) phối hợp với động cơ điện cung cấp năng lượng đến bánh xe chủ động. Vậy việc phối hợp giữa hai động cơ này như thế nào để đem lại hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu cho người sử dụng?
Xe Hybrid trên được trang bị động cơ xăng (engine), động cơ xoay chiều (motor), máy phát điện (Gennerrator) và ác quy Hybrid (HV), bộ điều khiển và chuyển đổi điện áp PCU.



Công suất được cung cấp cho bánh xe chuyển động được phân phối theo tình trang chạy xe trên đường. Thông thường vận hành xe có thể được chia thành bốn trạng thái chính: Bắt đầu khởi hành (staring off), tăng tốc, di chuyển trên đường thông thường, giảm tốc. Ứng với mỗi chế độ các hệ thống trên xe Hybrid làm việc như sau:
Chế độ bắt đầu khởi hành
Chế độ bắt đầu khởi hành trên các xe sử dụng năng lượng truyền thống tốn rất nhiều nhiên liệu do nhiều yếu có khác nhau: ma sát hệ thống lớn, chế độ phun đậm, tốc độ động cơ chậm, nhiệt độ thấp… Khắc phục bất lợi trên, xe Hybrid sử dụng năng lượng từ bình acquy HV cung cấp cho động cơ xoay chiều làm nguồn năng lượng chính giúp cho xe chuyển động.




Chế độ tăng tốc

Ở chế độ tăng tốc mô men cung cấp cho bánh xe tương đối lớn, động cơ thông thường thường làm việc ở chế độ mô men cực đại đòi hỏi phải tiêu tốn một lượng nhiên liệu tương đối lớn. Xe hybrid có giải pháp khác, năng lượng truyền đến bánh xe được tổng hợp từ ba nguồn khác nhau: trực tiếp từ động cơ xăng, động cơ xăng chuyển đổi qua máy phát điện tới động cơ điện xoay chiều, từ bình điện HV tới động cơ điện xoay chiều. Điều này giúp động cơ chỉ làm việc biến thiên ở dải tốc độ nhất định.



Chế độ di chuyển trên đường thông thường

Chế độ di chuyển trên đường thông thường động cơ xăng có có hai chức năng song song: trực tiếp cấp năng lượng tới các bánh xe dẫn hướng, dẫn động cho máy phát điện cấp cho động cơ xoay chiều.




Chế độ giảm tốc

Đối với các xe sử dụng năng lượng truyền thống khi phanh động năng của xe bị triệt tiêu bởi ma sát hệ thống phanh. Trong suốt quá trình chạy xe nguồn năng tương đối lớn và lãng phí. Xe Hybrid tận dụng nguồn năng lượng này tích trữ vào bình ắc quy HV. Quán tính xe trong quá trình giảm tốc làm máy phát điện sinh ra điện áp nạp cho acquy HV. Đối với những thành phố mật độ phương tiện dày đặc như nước ta hiện nay việc chạy xe liên tục phải thay đổi tốc độ thì sử dụng xe Hybrid là một trong những giải pháp tương đối hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu.




Ưu và nhược điểm của xe hybrid

+ ưu điểm

1.   Động cơ nhỏ hơn

Hãy xem xét những chiếc xe này bởi vì chúng không phải cung cấp năng lượng cho chiếc xe một mình. Các động cơ xăng được sử dụng trong xe hơi Hybrid khá hiệu quả, bất kể chúng nhẹ và nhỏ như thế nào.

2.   Lượng khí thải thấp

Gọi những chiếc xe này thân thiện với môi trường, vì chúng có lượng khí thải thấp hơn tất cả những chiếc xe động cơ xăng thông thường. Vì vậy, bạn cũng đang góp phần vào một môi trường sạch hơn, khi chạy phương tiện này trên đường.

3.   Xe nhẹ

Các nhà sản xuất sử dụng vật liệu nhẹ để xây dựng những chiếc xe này. Vì vậy, những chiếc xe này không tiêu thụ nhiều năng lượng. Thật tuyệt vời khi sở hữu một chiếc xe quá nhẹ để lái

4.   Sự phụ thuộc thấp vào nhiên liệu

Hiệu quả tuyệt vời của những chiếc xe này giúp giảm thiểu sự phụ thuộc của chúng ta vào dầu. Bên cạnh đó, điều này thậm chí còn giữ chi phí xăng dầu trong tầm kiểm soát. Vì vậy, trong ngắn hạn, đây là những phương tiện hoàn hảo để có khi bạn muốn tiết kiệm tiền cũng như nhiên liệu.

5.   Giá trị bán lại tốt hơn

Bất cứ khi nào bạn đưa ra quyết định bán xe của bạn, mong đợi một mức giá cao hơn cho nó bất cứ ngày nào. Có một thực tế là các phiên bản hybrid của bất kỳ chiếc xe phổ biến nào luôn luôn có nhu cầu. Có, thị trường xe hơi đã qua sử dụng thích những chiếc xe như vậy bất cứ ngày nào và bạn sẽ nhận được giá trị cao hơn cho cùng một ngày. Vì vậy, không phải là một ý tưởng tuyệt vời để bán lại chiếc xe của bạn với giá cao hơn như vậy? Tất nhiên là thế rồi. Chỉ cần ghi nhớ một vài câu ‘ Mua gian lận xe đã qua sử dụng ‘ , điều này sẽ giúp bạn đạt được mức giá chính hãng cho chiếc xe hybrid của mình.

Và, đây là một số nhược điểm của xe hybrid mà mọi người mua xe hybrid phải biết trước khi thực sự mua xe.

+ nhược điểm

1.   Chi phí mua hàng cao hơn

Những chiếc xe hybrid thường có giá cao hơn so với xe truyền thống. Lý do là công nghệ hiệu quả cao và lợi thế tiết kiệm nhiên liệu của nó, làm cho những chiếc xe này đắt tiền. Nhưng, nó chỉ là thanh toán một lần với giá trị cao hơn, sau đó sẽ được điều chỉnh sau đó.

2.   Chi phí bảo trì thường xuyên cao hơn

Xe hybrid cần nhiều tiền hơn để sửa chữa tương đối. Mặt khác, xe hơi truyền thống đòi hỏi một mức giá thấp hơn. Ngoài ra, không phải tất cả các thợ máy đều có tất cả các thiết bị, thực sự cần thiết để sửa chữa những chiếc xe này.
Sau khi biết tất cả những ưu và nhược điểm của xe hybrid, sẽ không sai khi kết luận rằng xe hybrid là một lựa chọn tốt để sở hữu. Vâng, có những nhược điểm nhất định, hầu như không chống lại những lợi thế của những chiếc xe hybrid.