Tìm hiểu: Công nghệ xe ô tô Hybrid

Công nghệ Hybrid trên ô tô

Các xe chạy bằng Diesel, xăng hoặc các nhiên liệu khác đều đang tràn ngập trên thị trường gây ô nhiễm môi trường, làm cho bầu khí quyển ngày một xấu đi, hệ sinh thái thay đổi “Ô tô hybrid”

Công nghệ Hybrid trên ô tô xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ô tô hybrid đã luôn được nghiên cứu và phát triển như là một giải pháp hiệu quả về tính kinh tế và môi trường. Có thể nói, công nghệ hybrid là chìa khoá mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyên mới của những chiếc ô tô 

Ô tô hybrid hay còn gọi là xe ô tô xăng lai điện tên gọi này xuất phát từ 2 nguồn cung cấp năng lượng chính của xe ô tô Hybrid đó là động cơ xăng và động cơ điện

Phân loại xe ô tô Hybrid

Theo thời điểm phối hợp công suất

• Chỉ sử dụng motor điện ở tốc độ chậm
• Phối hợp khi cần công suất cao 

Theo cách phối hợp công suất giữa động cơ nhiệt và động cơ điện

• Kiểu nối tiếp

Ưu điểm:

Động cơ đốt trong sẽ không khi nào hoạt động ở chế độ không tải nên giảm được ô nhiễm môi trường. Mặt khác động cơ nhiệt chỉ hoạt động nêu xe chạy đường dài quá quãng đường đã quy định dùng cho ăcquy.

Nhược điểm:

Kích thước và dung tích ắc-quy lớn hơn so với tổ hợp ghép song song - động cơ đốt trong luôn làm việc ở chế độ nặng nhọc để cung cấp nguồn điện cho ắc-quy nên dễ bị quá tải. 

• Kiểu song song

Dòng năng lượng truyền tới bánh xe chủ động đi song song động cơ nhiệt đóng vai trò là nguồn năng lượng truyền moment chính còn motor điện chỉ đóng vai trò trợ giúp khi tăng tốc hoặc vượt dốc. 

Ưu điểm:

Công suất của ôtô sẽ mạnh hơn do sử dụng cả hai nguồn năng lượng, mức độ hoạt động của động cơ điện ít hơn động cơ nhiệt nên dung lượng bình ắc-quy nhỏ và gọn nhẹ, trọng lượng bản thân của xe nhẹ hơn so với kiểu ghép nối tiếp và hỗn hợp.

Nhược điểm:

Động cơ điện cũng như bộ phận điều khiển motor điện có kết cấu phức tạp, giá thành đắt và động cơ nhiệt phải thiết kế công suất lớn hơn kiếu lai nối tiếp. Tính ô nhiễm môi trường cũng như tính kinh tế nhiên liệu không cao.

Các bộ phận chính của động cơ ô tô Hybrid

Động cơ đốt trong của xe ô tô Hybrid

Động cơ đốt trong của xe Hybrid là nguồn động lực chính, ở ô tô hybrid có thể dùng động cơ xăng, động cơ Diesel, động cơ Hydro, khí hóa lỏng hoặc pin nhiên liệu. 

Hộp số và bộ phân phối công suất của động cơ ô tô Hybrid

Cụm bánh răng hành tinh trong hộp số đóng vai trò như một bộ chia công suất có nhiệm vụ chia công suất từ động cơ chính của xe thành hai thành phần tạm gọi là phần dành cho cơ và phần dành cho điện.

Bộ phận chuyển đổi điện (Inverter with Converter)

Bộ chuyển đổi biến dòng điện một chiều từ ắc quy điện áp cao (HV Batterry) thành dòng xoay chiều làm quay motor điện hoặc biên dòng xoay chiều từ máy phát thành dòng điện một chiêu để nạp điện cho ắc-quy

Ắc-quy điện áp cao (HV Battery - High Volt Battery)

Ắc-quy chính của xe được bảo vệ trong một vỏ niken-kim loại hyđrua chắc chắn hơn và có mật độ năng lượng cao hơn so với bình thường

Cáp nguồn

Cáp nguồn hay cáp công suất trong xe hybrid dùng để truyền dòng điện có cường độ và điện áp cao giữa các thiết bị như ắc-quy điện cao áp, bộ chuyển đổi, các tổ hợp MG1, MG2 và máy nén trong hệ thống điều hòa.

Ắc quy phụ

Loại ac-quy DC12V này được bố trí cố định phía sau xe, duy trì và cung cấp dòng điện một chiều ổn định cho các thiết bị như đèn xe, hệ thống âm thanh, các ECU điều khiển 

Các bộ phận khác có công dụng hỗ trợ trên ô tô hybrid

• Khí động lực học hệ số kéo thấp
• Ngắt tự động động cơ xăng
• Hộp số biến thiên vô câp
• Hệ thông kiểm soát câm chừng xylanh
• Tối ưu hóa đường khí thải
• Pit tông ma sát nhỏ
• Công nghệ biến thiên lưu lượng khí nạp
• Sử dụng những vật liệu tiên tiến

CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA XE HƠI HYBRID

1.Khởi động động cơ khi xe đang chạy

Nếu mômen dẫn động yêu cầu tăng lên khi xe chạy chỉ với MG2, MG1 sẽ được kích hoạt để khởi động động cơ. 

2. Tăng tốc nhẹ với động cơ

Khi xe được chuyển từ chế độ tải thấp sang chế độ tăng tốc mạnh, hệ thống này sẽ bổ sung điện của ắc quy HV vào lực truyền động của MG2.

3. Tăng tốc tối đa

Khi xe được chuyển từ chế độ tải thấp sang chế độ tăng tốc mạnh, hệ thống này sẽ bổ sung điện của ắc quy HV vào lực truyền động của MG2 

4.Tốc độ thấp ổn định

Khi xe đang chạy ở chế độ tải thấp, bộ truyền hành tinh sẽ chia công suất động cơ ra hai phần. Một phần truyền đến các bánh xe chủ động, phần còn lại kéo MG1 để phát điện đến bộ biến đổi cấp cho MG2 hoạt động bổ sung công suất đến các bánh xe chủ động. 

5. Tốc độ tối đa

Khi xe được chuyển từ chế độ tải thấp sang chế độ tăng tốc mạnh, hệ thống này sẽ bổ sung điện của ắc quy HV vào lực truyền động của MG2. 

6. Bộ truyền bánh răng hành tinh

Trong ôtô Hybrid, cụm bánh răng hành tinh trong hộp số đóng vai trò như một bộ chia công suất có nhiệm vụ chia công suất từ động cơ chính thành hai thành phân tạm gọi là phân dành cho cơ và phần dành cho điện của xe

ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ HYBRID 

Sơ đồ tổng quát của đường truyền công suất trên ô tô hybrid

Khi ôtô phối hợp hai dòng công suất động cơ đốt trong và động cơ điện - MG2, lúc này để xác định công suất chung sau khi phối hợp, mô hình tính toán được chọn là mô hình đâu nôi hai động cơ khác công suất.