Động Cơ Hybrid Là Gì? Cấu Tạo Chi Tiết Và Các Loại Xe Hybrid Phổ Biến

Ra đời vào những năm thập niên 90 với khái niệm vận hành song song hai nguồn động cơ khiến hybrid lọt vào mắt xanh của người dùng với nhiều ưu điểm tuyệt vời, có thể tiết kiệm nhiên liệu lại còn tùy thích sử dụng các chế độ vận hành khác nhau,..Vậy hãy cùng xem xe hybrid là gì? Những ưu điểm, nhược điểm của xe ra sao? Nguyên lý vận hành ra sao? ở bài viết dưới đây nhé!

1. Động cơ Hybrid là gì?

Ra đời lần đầu tiên vào năm 1899 động cơ Hybrid hay còn được biết đến là động cơ lai tạo giữa động cơ đốt trong và động cơ điện. Có thể hiệu đơn giản hơn là ô tô có dùng động cơ hybrid nghĩa là vừa có thể chạy bằng xăng và cũng vừa có thể chạy bằng điện. Dòng động cơ này ra đời được xem như là một bước cải tiến vượt trội về mặt công nghệ và tạo thêm nhiều sự lựa chọn cho người tiêu dùng khi muốn sở hữu một chiếc xe.

Động cơ Hybrid là gì

Động cơ Hybrid

Vì cấu tạo cho phép dùng cả nhiên liệu xăng lẫn điện năng nên các xe có động cơ hybrid luôn ghi được dấu ấn trong mắt người dùng với khả năng tiết kiệm nhiên liệu, hạn chế lượng khí thải độc hại cũng như không phải thường xuyên nạp điện.

Những mẫu xe sử dụng động cơ hybrid thường sẽ dùng động cơ điện để di chuyển với tốc độ chậm trong nội thành, các khu đô thị, các quãng đường không quá xa,... Ngược lại khi xe di chuyển nhanh, vận tốc tăng cao như đi trên các tuyến đường cao tốc, di xa,... thì xe sẽ sử dụng động cơ xăng là chủ yếu. Tính toán cân đối theo tốc độ và quãng đường di chuyển mà xe có động cơ hybrid sẽ đưa ra lựa chọn sử dụng nguồn động cơ nào thì hợp lý.

Xem thêm:

2. Cấu tạo chi tiết động cơ Hybrid

Về mặt cấu tạo thì động cơ hybrid là sự kết hợp giữa động cơ điện và động cơ đốt trong - hai động cơ này sẽ kết nối với nhau và gắn liền với hệ thống truyền động để dẫn động đến các bánh xe. Bên cạnh đó động cơ điện cũng có tác dụng hỗ trợ thêm phần nào cho hệ thống truyền động hoặc hỗ trợ trực tiếp cho động cơ đốt trong.

Chi tiết động cơ xe Hybrid

Chi tiết động cơ Hybrid

Để giúp đại bộ phận động cơ hybrid vận hành trơn tru nhuần nhuyễn thì cần có thêm các bộ phận khác trợ giúp như: bộ chuyển đổi công suất và pin. Pin (ắc quy điện áp cao) được trang bị nhằm bảo đảm tích trữ đủ nguồn năng lượng và dùng nguồn năng lượng đó vận hành động cơ điện. Bộ chuyển đổi công suất có khả năng chuyển đổi và phân phát các nguồn đồng lực của động cơ đi khắp nơi góp phần phục vụ các mục đích khác nhau.

3. Động cơ Hybrid gồm những loại nào?

Có thể phân loại động cơ hybrid dựa vào các cấu trúc truyền động và chia thành 3 nhóm như sau: truyền động song song, truyền động nối tiếp, truyền động hỗn hợp.

Truyền động song song

Với các xe sở hữu động cơ hybrid có cấu trúc truyền động song song thì động cơ đốt trong và động cơ điện cùng nhau chia sẻ vai trò truyền lực. Tùy vào điều kiện vận hành của ô tô mà đưa ra quyết định xem khi nào thì động cơ điện làm việc, khi nào thì động cơ điện làm việc.

Sự luân phiên làm việc của loại truyền động song song này sẽ giúp công suất của động cơ tổng được nâng cao rõ rệt. Dung tích và trọng lượng ắc quy của động cơ hybrid dạng này cũng sẽ nhỏ gọn, không quá cồng kềnh. Cùng với đó thì dòng động cơ này có kết cấu khá phức tạo và giá thành sản xuất cũng sẽ cao.

Truyền động nối tiếp

Vì sự dụng sử nối tiếp lẫn nhau nên động cơ hybrid có cấu trúc truyền động sẽ hơi phức tạp hơn so với cấu trúc truyền động song song. Cụ thể khi vận hành, động cơ đốt trong sẽ tạo năng lượng, nạp điện cho ắc quy và truyền xuống cho động cơ điện. Kế đến động cơ điện sẽ đảm nhận nhiệm vụ truyền lực chính, trực tiếp truyền lực cho hệ thống dẫn động của xe.

Loại động cơ truyền động nối tiếp này có ưu điểm là sẽ sử dụng động cơ đốt trong (động cơ xăng) để di chuyển trên các cung đường dài nên sẽ cắt giảm được lượng lớn chất thải và tiết kiệm phần nào chi phí nhiên liệu. Vì dùng để vận hành cho các chuyến đi dài nên động cơ điện có thể gặp phải tình huống quá tải do làm việc ko ngừng nghỉ. Và hệ thống ắc quy ở động cơ hybrid dạng này cũng sẽ có kích thước và dung tích lớn hơn so với các dạng còn lại.

Truyền động song song

Đây chính là sự phối hợp các điểm mạnh giữa 2 nhóm động cơ có truyền động nối tiếp và truyền động song song với nhau. Sự phối hợp mạnh mẽ này sẽ giúp các nhược điểm của động cơ này trở thành ưu điểm của động cơ kia và ngược lại.

Việc phối hợp ăn ý như vậy nên động cơ hybrid hỗn hợp hiện đang là lựa chọn ưu tiên để áp dụng vào dây chuyền sản xuất các dòng xe hybrid ngày nay.

4. Các loại xe Hybrid phổ biến

Trên thị trường hiện nay đang có mặt khá nhiều các dòng xe hybrid khác nhau. Các dòng xe này chủ yếu dựa vào cách phối hợp công suất và thời điểm để phối hợp động cơ điện và động cơ đốt trong lại với nhau nhằm tạo nên sự khác biệt

4.1 Mẫu xe Full Hybrid

Xe full hybrid là dòng xe dựa vào điều kiện vận hành khác nhau và phân bổ xem động cơ đốt trong và động cơ điện sẽ hoạt động riêng lẻ hay phối hợp chúng lại với nhau. Trong đó động cơ điện hầu như sẽ luôn hoạt động vì tính năng pin tự sạc nhanh bằng động cơ đốt trong. Ở dòng xe này động cơ đốt trong có vai trò vừa truyền lực cho ô tô vừa tạo ra năng lượng để sạc pin.

Mẫu xe ô tô Full Hybrid

Mẫu xe Full Hybrid

Trong điều kiện di chuyển ở tốc độ không quá cao, lực đạp ga nhẹ thì động cơ điện sẽ luôn vận hành riêng lẻ. Nếu tăng tốc độ và đạp ga sâu thì sẽ tự động kích hoạt động cơ đốt trong để xe tăng tốc theo ý muốn của người dùng. Nhìn chung động cơ đốt trong ở dòng xe hybrid này sẽ chỉ hoạt động khi xe cần các lực kéo lớn như khi xe tăng tốc hoặc chạy với tốc độ cao.

Các dòng xe Full hybrid có thể kể đến như Toyota Camry hybrid, Toyota RAV4 hybrid, Toyota Corolla Cross hybrid,...

4.2 Loại xe Mild hybrid

Xe Mild hybrid hay còn được gọi là Mild hybrid electric vehicle hay xe lai nhẹ là dòng xe sở hữu động cơ điện không có khả năng vận hành động lập. Hệ thống động cơ điện này chỉ góp mặt trong vai trò hỗ trợ động cơ đốt trong tiến hành tắt máy xe khi xe đang lao dốc, tạm dừng xe và sẽ nhanh chóng khởi động lại, phanh gấp,... Phần pin của động cơ điện này sẽ được nạp thông qua quá trình người dùng phanh xe và động cơ đốt trong sẽ đảm nhận hầu hết các vai trò còn lại.

Xe ô tô Mild Hybrid giá thành không quá cao

Xe Mild hybrid giá thành không quá cao

Do kết cấu đơn giản, chi phí sản xuất được lượt bớt nên giá thành khi xây dựng hệ thống Mild hybrid sẽ thấp hơn so với hệ thống Full hybrid. Động cơ điện ở đây chỉ đóng vai trò phụ giúp nên việc tối ưu công suất hay đẩy cao khả năng tiết kiệm ở dòng Mild thường sẽ không bằng dòng Full (dù đã tiết kiệm khoảng 10 - 15% nhiên liệu).

Những dòng xe Mild hybrid hiện đang lăn bánh thường thuộc các hãng: Audi, Volvo, BMW,...

4.3 Xe Plug-in Hybrid

Plug-in hybrid electric vehicle là dòng xe lai sạc điện với pin của động cơ điện không được nạp năng lượng do động cơ đốt trong mà nhiệm vụ này thuộc về nguồn điện bên ngoài thông qua phích cắm.

Hệ thống vận hành của dòng xe hybrid này tương tự như dòng Full hybrid nhưng quãng đường di chuyển có sự góp mặt của động cơ điện sẽ dài hơn do được cấp dung lượng pin lớn hơn. Xe này cũng có thể 100% vận hành bằng động cơ điện mà không cần đến động cơ đốt trong.

Xe ô tô Plug-in Hybrid thân thiện với môi trường

Xe Plug-in Hybrid thân thiện với môi trường

So với các dòng xe hybrid khác thì dòng plug-in hybrid này có khả năng cắt giảm nhiên liệu và giảm lượng khí thải cực tốt. Nhưng phần đông người dùng lại thường xuyên bỏ quên, không sạc pin cho xe và sử dụng hệ thống động cơ đốt trong gây tốn hơn nhiều.

Các dòng xe sở hữu Plug-in hybrid có thể kể đến như: Audi Q7 E-Tron, Hyundai Santa Fe, Subaru Crosstrek,...

4.4 Loại xe Range extender hybrid

Range extender hybrid là dòng xe hybrid có động cơ đốt trong chỉ làm nhiệm vụ sạc pin cho động cơ điện chứ không truyền động cho các bánh xe. Nhờ điểm đặc trưng này mà xe của thể vận hành liên tục mà không cần dừng lại để sạc điện. Việc này cũng khiến hiệu suất cắt giảm nhiên liệu không quá nổi bật và cũng không cho hiệu quả cao.

Hiện nay các nhà sản xuất đã không còn xuất xưởng các dòng xe Range extender hybrid nhưng trước đây có thể mắc đến các dòng xe như: Vauxhall Ampera, Chevrolet Volt,...

Xem thêm:

5. Ưu nhược điểm của xe Hybrid

Ưu điểm

Tiết kiệm nhiên liệu: do sử dụng song song 2 nguồn động cơ nên việc hao tổn nhiên liệu sẽ ít đi so với các dòng xe chỉ sử dụng động cơ đốt trong thông thường. Với các số liệu thu thập được từ nhiều mẫu xe thường và xe hybrid thì các dòng xe hybrid sẽ tiêu thụ nhiên liệu đốt thấp hơn 30 - 50% so với xe thường. Điều này chính là ưu điểm vượt trội nhất mà không có dòng xe nào cạnh tranh được.
Cắt giảm lượng khí thải độc hại: nhờ vận hành kết hợp giữa hai nguồn động cơ nên lượng khí thải của dòng xe hybrid thải ra môi trường cũng được cắt giảm đáng kể. Theo số liệu được công bố thì xe lai tạo giữa hai nguồn động cơ có thể giảm thiệu 1,5 -2 lần lượng khí thải xe với xe truyền thống.
Vận hành êm ái, mượt mà: các mẫu xe thuộc dòng Full hybrid hoạt động êm ái hơn do phần lớn thời gian vận hành đều dùng động cơ điện. Bên cạnh đó phần lớn các dòng xe hybrid luôn được đánh giá vận hành mượt mà, tăng tốc êm ái, liền mạch hơn so với các dòng xe sử dụng hệ thống động cơ đốt trong khác.

Nhược điểm

Giá thành cao: do sở hữu cả hai nguồn động cơ điện và đốt trong nê thường giá xuất xưởng của dòng xe hybrid sẽ nhỉnh hơn so với các dòng xe chỉ sở hữu một nguồn động cơ đốt trong thông thường.
Trọng lượng nặng, công suất hạn chế: vì mang trong mình cả hai nguồn động cơ nên trọng lượng của xe hybrid chắc chắn sẽ nặng hơn so với các mẫu xe truyền thống. Do thiết kế theo xu hướng giảm khí thải, giảm lượng nhiên liệu đốt và thân thiện với môi trường nên công suất của các mẫu hybrid cũng không cao.
Nếu hết pin sẽ tốn nhiều nhiên liệu hơn: các tình huống hết pin hoặc pin hư thì xe sẽ không thể sử dụng động cơ điện được mà phải dựa vào động cơ đốt trong để vận hành. Điều này sẽ dẫn đến việc tiêu tốn một lượng lớn nhiên liệu đốt so với việc vận hành song song hai nguồn động cơ như trước kia.
Vấn đề về pin: như các bộ phận khác của xe thì pin ở xe hybrid cũng cần được kiểm tra và bảo dưỡng cũng như người dùng phải sử dụng sao cho hợp lý vì nếu pin bị hỏng hoặc hết hạn sử dụng thì giá thành của pin mới thay thế là không hề rẻ. Tuy nhiên nếu bảo dưỡng và vận hành đúng cách thì pin của các dòng xe hybrid xe có được tuổi thọ ngang với tuổi thọ của xe.

6. Các chế độ hoạt động của xe Hybrid

Với khả năng tùy chọn sử dụng hai nguồn động cơ có sẵn theo sở thích và nhu cầu của người tiêu dùng, các mẫu xe hybrid và cụ thể như xe Full hybrid sẽ có các chế độ hoạt động như sau:

Xe chạy hoàn toàn bằng xăng
Xe chạy hoàn toàn bằng điện
Xe chạy vừa xăng vừa điện
Xe chạy thu năng lượng khi giảm tốc

Sự đa dạng chế độ hoạt động này giúp người dùng xe hybrid thoải mái lựa chọn chế độ mong muốn nhưng cũng cần dựa trên một số yếu tố như: quãng đường di chuyển, tốc độ, dung lượng pin hiện có,...

Khi muốn dùng chế độ xe vận hành hoàn toàn bằng điện thì người dùng cầm đảm bảo dung lượng pin đạt 80% trở lên. Việc chạy các quãng đường ngắn sẽ không thể kích hoạt chế độ này vì xe sẽ không đủ thời gian để nạp đầy lượng pin cần thiết.

Chỉ đối với chế độ chạy hoàn toàn bằng điện là người dùng có thể tùy thích lựa chọn còn các chế độ còn lại thì sẽ do bộ điều khiển của xe quyết định dựa trên điều kiện vận hành của xe và dung lượng pin hiện có.

Xe ô tô hybrid sở hữu nhiều chế độ hoạt động

Xe ô tô Hybrid sở hữu nhiều chế độ hoạt động

Trong quá trình di chuyển nếu người dùng buông ga hoặc đạp phanh để giảm tốc thì bộ điều khiển ở xe hybrid sẽ bật chế độ thu năng lượng. Điều này giúp xe tận dụng động năng có sẵn để nạp lại năng lượng cho pin.

Ở tình huống khi xe dừng hẳn (chờ đèn đỏ, chờ hành khác lên/xuống xe) thì lúc này động điện và động cơ đốt trong sẽ cùng ngừng hoạt động để bảo toàn nguồn năng lượng cho xe.

7. Các lưu ý quan trọng khi sử dụng xe ô tô Hybrid

Khi sử dụng các dòng xe hybrid người dùng nên lưu ý đến những khuyến cáo của nhà sản xuất cũng như các chuyên gia như sau:

Ưu tiên sử dụng chế độ chạy điện EV Mode
Lên ga nhẹ nhàng, dứt khoát sẽ giúp động cơ điện chạy bên vững hơn
Phanh xe sớm và nhẹ nhàng giúp hồi phục pin nhanh hơn
Nếu dừng đèn đỏ không nên đưa xe về trạng thái N vì khi này xe sẽ tự động vào trạng thái xả pin. Nếu dừng lâu hãy đưa xe về trạng thái P.
Di chuyển trên cung đường thoáng, chạy trên cao tốc ,... nên sử dụng hệ thống ga tự động Cruise Control.
Khi bật chế độ lấy gió trong sẽ giúp xe hybrid tiết kiệm năng lượng hơn so với bật chế độ lấy gió ngoài để dùng điều hòa.

8. Tổng kết

Dòng xe lai Hybrid sở hữu cả hai nguồn động cơ đốt trong và điện đáp ứng được các nhu cầu tiết kiệm nhiên liệu, cắt giảm khí thải độc hại và thân thiện với môi trường. Bên cạnh những ưu điểm đi theo xu hướng thị trường thì xe vẫn còn một vài nhược điểm và lưu ý cần để tâm. Bên trên là tổng hợp các thông tin cần thiết về dòng xe hybrid, hy vọng bài viết của Callparts đã đem đến cho bạn những kiến thức hữu ích.

Ngoài ra, hãy theo dõi ngay Fanpage của Callparts để cập nhật thêm nhiều thông tin về luật giao thông, cách bảo dưỡng xe ô tô, kinh nghiệm khi lái xe, cũng như có cơ hội nhận ngay nhiều khuyến mãi về phụ tùng ô tô và phụ kiện ô tô nhé!

Có thể bạn quan tâm:

Động cơ Hybrid là gì? Ưu nhược điểm và phân biệt các loại xe Hybrid mà bạn chưa biết