Đối với giải quyết vấn đề về năng lượng thì việc tiết kiệm nhiên liệu luôn là yêu cầu hàng đầu. Từ đó động cơ điện dần trở thành xu hướng và đã tạo nên sự dịch chuyển trong cơ cấu của ngành công nghiệp ô tô hiện nay. Các dòng xe điện trở nên phổ biến hơn với nhiều ưu điểm nổi bật. Đóng góp vào xu hướng đó là công nghệ Hybird được ứng dụng trên các dòng xe ô tô. Vậy công nghệ Hybrid là gì? Hãy cùng FPT Shop tìm hiểu về công nghệ Hybrid và ưu nhược điểm của công nghệ này trên các dòng xe.
Công nghệ Hybrid là gì?
Công nghệ Hybrid là công nghệ có 2 động cơ đẩy. Công nghệ này bao gồm động cơ đốt trong truyền thống như ở các dòng ô tô thông thường và một động cơ điện nhằm tạo ra lực kéo tốt hơn cho xe. Hai động cơ này khi được kết hợp với nhau sẽ đáp ứng được những tiêu chí khác nhau tùy theo mục đích của nhà sản xuất.
Ở thời điểm hiện tại, các loại xe sử dụng công nghệ Hybrid ngày càng trở nên phổ biến. Trước kia chỉ những loại xe cỡ nhỏ sử dụng công nghệ này. Hiện nay các dòng xe cỡ trung, cỡ lớn, và cả những dòng ô tô SUV cỡ lớn, ô tô tự lái cũng sử dụng công nghệ hiện đại này.
Phân loại động cơ Hybrid
Động cơ xe Hybrid với đặc điểm được trang bị cả động cơ điện và cả động cơ đốt trong nhằm tạo lực kéo cho xe. Động cơ xe Hybrid được phân loại thành 3 dạng: động cơ nối tiếp, động cơ song song và động cơ nối tiếp và song song.
Hybrid nối tiếp
Điện sẽ được tạo ra từ động cơ đốt trong truyền thống và bánh xe chuyển động nhờ vào động cơ điện. Loại động cơ này có ưu điểm là khi xe chạy đường dài thì động cơ xăng mới hoạt động nên giúp tiết kiệm xăng hiệu quả và giảm ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên với những chiếc xe sử dụng loại hệ thống này, dung tích và kích thước của ắc quy sẽ lớn do động cơ điện thực hiện chức năng chính. Động cơ xăng từ đó sẽ dễ rơi vào tình trạng làm việc quá tải vì phải luôn thực hiện việc cung cấp năng lượng cho động cơ điện và ắc quy.
Hybrid song song
Động cơ điện sẽ đóng vai trò hỗ trợ động cơ xăng thực hiện chức năng di chuyển các bánh xe. Động cơ xăng sẽ chiếm vai trò chủ đạo trong quá trình xe vận hành. Những dòng xe sử dụng hệ thống này sẽ đạt công suất cao hơn do có hai nguồn truyền lực và dung tích cũng như kích thước của ắc quy sẽ nhỏ hơn. Tuy nhiên hệ thống này có cấu tạo phức tạp hơn và chi phí sản xuất cũng cao hơn.
Hybrid nối tiếp và song song
Hệ thống Hybrid nối tiếp và song song này chính là sự kết hợp giữa động cơ điện và động cơ xăng nhằm dẫn động bánh xe và làm hạn chế mức độ tiêu thụ nhiên liệu. Hệ thống này tận dụng tối đa nhất công nghệ và đồng thời khắc phục được nhược điểm của hai hệ thống trên. Vì vậy đây là loại hệ thống đang được ưu tiên sử dụng trong chế tạo xe Hybrid ngày nay.
Ưu nhược điểm của các dòng xe sở hữu công nghệ Hybrid
Ưu điểm công nghệ Hybrid là gì?
Các dòng xe sử dụng công nghệ Hybrid mang nhiều ưu điểm nổi bật. Cụ thể:
- Tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả do xe Hybrid sử dụng cả động cơ xăng lẫn động cơ điện. Các dòng xe Hybrid thường có mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn phiên bản động cơ truyền thống từ 30 – 50%.
- Hạn chế lượng khí thải ra môi trường. Xe Hybrid có thể giảm thiểu 1,5 – 2 lần mức khí thải so với các dòng xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống.
- Xe full Hybrid êm ái hơn với sự hoạt động của động cơ điện nhất là khi chạy trong đô thị. Bên cạnh đó là khả năng vận hành, tăng tốc mượt mà, liền mạch nhờ sự phối hợp giữa động cơ điện và động cơ đốt trong.
Nhược điểm công nghệ Hybrid là gì?
Do có thêm động cơ điện và sử dụng thêm một số bộ phận hỗ trợ nên giá xe Hybrid cao hơn ô tô truyền thống. Với mẫu xe có cả phiên bản Hybrid và bản thường thì xe phiên bản Hybrid luôn có giá thành cao hơn. Chi phí bảo trì xe cũng cao do sử dụng cả 2 loại động cơ. Người dùng cần sạc pin cho động cơ điện nên hạn chế về mặt thời gian sạc pin cũng như cần thường xuyên bảo dưỡng để kịp thời phát hiện các vấn đề về pin.
Hy vọng những chia sẻ trên đây đã giúp bạn nắm được công nghệ Hybrid là gì cũng như ưu nhược điểm của công nghệ hiện đại này. Hiện nay nhu cầu sử dụng nhiên liệu xăng, dầu tăng cao vì vậy vấn đề tiết kiệm nhiên liệu và năng lượng là vấn đề cấp thiết. Chính vì vậy các hãng sản xuất ô tô không ngừng cho ra mắt các mẫu xe tiết kiệm nhiên liệu. Công nghệ Hybrid vì vậy càng trở nên phổ biến. Đừng quên truy cập FPT Shop để cập nhật thêm các thông tin công nghệ hữu ích.
Thùy Dương
BMW 7-Series ActiveHybrid là mẫu xe Parallel Hybrid tiêu biểu
Đây là mô hình Hybrid đơn giản và ít "tốn kém" nhất nên nó được áp dụng khá nhiều trên xe hơi. Ở nền tảng này, động cơ xăng chỉ làm một nhiệm vụ duy nhất là cung cấp sức mạnh cho chiếc xe, động cơ điện đóng vai trò hỗ trợ cho động cơ xăng mỗi khi chiếc xe cần gia tốc mạnh, ví dụ như khi tăng tốc, qua mặt hay leo đèo chẳng hạn... Nếu lượng pin còn lại đủ lớn, động cơ điện sẽ thay thế luôn động cơ xăng trong những tình huống xe di chuyển chậm và không cần nhiều sức mạnh. Trong mô hình này, hệ thống tái tạo năng lượng phanh [Regenerative Braking] sẽ đóng vai trò chủ đạo trong việc "sạc pin" chứ không phải động cơ điện. Do đó, tốc độ "phục hồi" năng lượng của cụm pin sẽ diễn ra khá chậm.
3. Series-Parallel Hybrid:
Toyota Highlander Hybrid là một mẫu xe tiêu biểu cho nền tảng Series-Parallel Hybrid
Như cái tên của nó đã nói lên tất cả, mô hình Hybrid này chính là sự kết hợp của 2 dạng nêu trên. Nó chính là nền tảng có kết cấu phức tạp nhất, và tất nhiên là có chi phí sản xuất và giá thành cao nhất. Tuy nhiên, giá trị mà nó mang lại là rất xứng đáng, những chiếc xe Series-Parallel Hybrid luôn có mức tiêu hao nhiên liệu tốt nhất, có thời gian sử dụng điện năng từ bộ pin lâu nhất và tốc độ tối đa đạt được là cao nhất so với các nền tảng khác. Trong mô hình này, sức mạnh tạo ra từ động cơ xăng & động cơ điện được kết hợp với nhau một cách linh hoạt nhằm bổ trợ cho nhau và tạo ra hiệu quả hột động tốt nhất cho chiếc xe. Động cơ xăng sẽ đóng vai trò cung cấp sức mạnh chủ yếu cho chiếc xe, động cơ điện sẽ hỗ trợ cho động cơ xăng khi cần thiết [mô hình Parallel Hybrid]. Điện năng sẽ được lưu trữ trong cụm pin [thường là loại Li-ion] của chiếc xe, nó sẽ được sạc thông qua hệ thống tái tạo năng lượng phanh [Regenerative Braking] và cả động năng sinh ra từ động cơ xăng [mô hình Series Hybrid].
Chính vì thế, nếu hoạt động một cách luân phiên thì cụm pin trên xe hầu như lúc nào cũng được sạc đầy. Mỗi chiếc xe được trang bị nền tảng Series-Parallel Hybrid đều có một hệ thống quản lý chế độ lái và điều kiện vận hành thông minh. Hệ thống này sẽ tự động nhận biết được điều kiện lái và mức pin còn lại để đưa ra chế độ vận hành hiệu quả nhất [Series hoặc Parallel] ở một thời điểm nào đó cụ thể.
Xe Plug-in Hybrid
Như mình có đề cập ở phần trên, Plug-in Hybrid là những loại "xe điện" đơn thuần, tức là chúng chỉ dùng điện năng tích trữ trong bộ pin để cung cấp cho mô-tơ điện và từ đó tạo ra lực kéo cho chiếc xe. Đặc điểm chung của những loại xe này là chúng đều có một cụm pin Li-ion rất lớn, đủ để cung cấp cho một hành trình di chuyển tương đối dài [khoảng vài trăm km trở lại]. Cụm pin này được sạc thông qua nguồn điện từ bên ngoài, vì thế nên mới có cái tên "Plug-in". Nói tóm lại, các bạn có thể dễ dàng hình dung như vầy: bạn có một chiếc xe Plug-in Hybrid, nếu muốn dùng nó, bạn phải sạc đầy sẳn ở nhà, nếu nó... "hết pin" giữa đường, bạn phải ghé trạm sạc cố định ở trên đường để nạp thêm năng lượng [cái này ở các nước phát triển mới có], nếu nhắm thấy pin còn đủ thì bạn có thể trở về nhà mà không phải ghé vô mấy trạm sạc pin đó. Chính vì lý do bất tiện đó mà xe Plug-in Hybrid vẫn còn chưa được sử dụng một cách phổ biến, dù chính phủ nhiều nước đã hỗ trợ khá nhiều để người dân của họ chuyển qua sử dụng loại phương tiện này. Những loại xe Plug-in Hybrid nổi tiếng mà có thể các bạn đã từng nghe nói đến như Nissan Leaf, Chevrolet Volt và đặc biệt gần đây có BMW i3 và nhất là Tesla Model S - mẫu xe chạy điện đạt tốc độ nhanh nhất ở thời điểm hiện tại [tốc độ tối đa 210km/h, tăng tốc 0-100km/h trong 4,2 giây].
Chevrolet Volt
Tesla model S - mẫu xe Plug-in Hybrid nhanh nhất ở thời điểm hiện tại
Trên đây là tất cả những gì cơ bản và cụ thể nhất về xe Hybrid. Hy vọng rằng qua bài viết này, các bạn sẽ có cái nhìn rõ ràng hơn về phân khúc xe "xanh" này và nếu có điều kiện thì các bạn có thể lựa chọn cho mình một chiếc xe phù hợp nhất.
Xin kết thúc bài viết tại đây, cảm ơn các bạn. 😃
Tham khảo Edmunds, FuelEconomy, Wikipedia
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.
Nền tảng xe hybrid được biết đến với ba dạng kết hợp chính:
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.
|
Cấu tạo hybrid nối tiếp và song song |
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.
|
Toyota Prius tại Việt Nam |
Mẫu xe hybrid thương mại đầu tiên bán ra trên thế giới là Toyota Prius Hybrid vào tháng 12.1997. Đến nay, hầu hết các hãng xe hơi lớn trên thế giới đều có các dòng sản phẩm hybrid bởi dòng xe này có đặc điểm như: khả năng tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện môi trường, vận hành mạnh mẽ nhưng lại rất yên tĩnh. Điều này vô cùng quan trọng trong xu hướng sử dụng xe tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện môi trường hiện nay của nhân loại.
Tại Việt Nam hiện nay chỉ có Toyota Prius hybrid phân phối chính hãng. Đa số các dòng xe hybrid tại Việt Nam hiện nay như Toyota Camry hybrid, Avalon hybrid, Lexus LS600h, RX450h, Land Rover Range Rover hybrid, …đều là xe nhập khẩu tư nhân, việc bảo dưỡng hay thay thế dòng xe này còn gặp khó khăn.