Động cơ hybrid: Cấu tạo? Nguyên lý? Ưu nhược điểm?

Tác giả: Khang Thế Ngày đăng: 04/06/2023

Động cơ hybrid là gì?

Động cơ hybrid là một loại động cơ được tích hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện, giúp giảm thiểu sự tiêu thụ nhiên liệu và giảm khí thải ô nhiễm trong khi vẫn đảm bảo hiệu suất và sức mạnh của động cơ. Đây là một công nghệ đang được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất ô tô và đang trở thành xu hướng chung của ô tô tương lai.

Cấu tạo động cơ hybrid

Động cơ hybrid được cấu tạo bằng cách kết hợp động cơ đốt trong truyền thống và động cơ điện, cùng với các hệ thống phụ trợ như bộ sạc, bộ điều khiển và hệ thống phục hồi năng lượng.

Cấu tạo của động cơ hybrid bao gồm những bộ phận chính sau:

Động cơ đốt trong: Đây là thành phần chính của động cơ hybrid, được sử dụng để cung cấp sức mạnh và hiệu suất cho xe. Thường là một động cơ xăng được kết hợp với hộp số để truyền động lực đến các bánh xe.

Động cơ điện: Động cơ điện là thành phần quan trọng của hệ thống hybrid, có chức năng cung cấp sức mạnh cho xe, giảm áp lực trên động cơ đốt trong và giúp tiết kiệm nhiên liệu.

Pin điện: Pin điện được sử dụng để lưu trữ năng lượng điện cho động cơ điện. Loại pin phổ biến cho động cơ hybrid hiện nay là pin lithium-ion. Kích thước hay dung lượng của pin phụ thuộc vào loại động cơ sử dụng.

Bộ điều khiển: Bộ điều khiển hoạt động như trái tim của động cơ hybrid, điều chỉnh hoạt động của động cơ đốt trong và động cơ điện sao cho hiệu quả nhất, đồng thời quản lý việc sạc và phục hồi năng lượng cho pin.

Hệ thống phục hồi năng lượng: Hệ thống này giúp thu hồi năng lượng thường bị lãng phí khi xe phanh hoặc giảm tốc độ hoặc thả trôi chuyển hóa năng lượng này thành điện và sạc lại cho pin.

Nguyên lý hoạt động của động cơ hybrid

Động cơ hybrid hoạt động dựa trên sự phối hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện, dưới sự điều chỉnh của bộ điều khiển.

Full Hybrid: Đây là loại động cơ phổ biến nhất trong các dòng xe hybrid hiện nay. Khi xe mới khởi động hoặc chạy với tốc độ thấp hoặc trong điều kiện giao thông đông đúc, động cơ điện sẽ hoạt động độc lập, cung cấp sức mạnh cho xe mà không cần đến động cơ đốt trong, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.

Khi pin điện yếu, động cơ đốt trong sẽ hoạt động, cung cấp sức mạnh cho xe và đồng thời sạc lại pin điện. Khi cần hiệu suất cao, cả động cơ đốt trong và động cơ điện sẽ hoạt động cùng lúc, phối hợp với nhau để đạt hiệu quả cao nhất. Thông thường, động cơ này có thể đạt được mức tiết kiệm nhiên liệu cao hơn.

Mild Hybrid: loại động cơ kết hợp giữa động cơ đốt trong và một hệ thống điện hỗ trợ nhẹ nhằm cải thiện hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải. Mặc dù không mạnh mẽ bằng Full Hybrid, nhưng Mild Hybrid vẫn mang lại lợi ích kinh tế và môi trường đáng kể.
Động cơ này chỉ sử dụng pin điện để hỗ trợ động cơ đốt trong.

Pin điện không thể cung cấp đủ sức mạnh để đưa xe di chuyển, nên động cơ đốt trong vẫn là nguồn cung cấp chính. Khi xe tăng tốc, hệ thống điện cung cấp thêm công suất cho động cơ đốt trong, giúp xe đạt tốc độ nhanh hơn mà không tiêu hao quá nhiều nhiên liệu. Khi xe phanh hoặc thả xuống dốc, lúc đó động cơ xăng sẽ tắt và động cơ điện tiếp tục hoạt động như một máy phát điện để sạc lại pin điện.

Plug-In Hybrid: Khi pin được sạc đầy, động cơ PHEV có thể vận hành hoàn toàn bằng động cơ điện trong khoảng cách xa hơn so với động cơ hybrid thông thường, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải. Khi dung lượng pin giảm xuống một mức nhất định, động cơ đốt trong sẽ hoạt động, cung cấp sức mạnh cho xe. Khi cần hiệu suất, cả động cơ đốt trong và động cơ điện đều hoạt động cùng lúc, phối hợp với nhau để đạt hiệu quả cao nhất.

Ưu nhược điểm của động cơ hybrid

Ưu điểm của động cơ hybrid

Tiết kiệm nhiên liệu: Động cơ hybrid kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải ra môi trường.

Hiệu suất cao: Động cơ hybrid thường có công suất cao, giúp xe tăng tốc nhanh hơn và đáp ứng nhu cầu vận hành của người lái.

Khả năng tái tạo năng lượng: Khi phanh, thả trôi động cơ hybrid có thể tái tạo năng lượng sạc lại hệ thống pin, giúp kéo dài dung lượng của pin và giảm khí thải.