Hybrid Car là gì? Ưu nhược điểm công nghệ Hybrid trên xe ô tô

Hybrid car là gì? Trong bối cảnh ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch hiện nay, xe hybrid đã nổi lên như một giải pháp tối ưu cho vấn đề giao thông bền vững. Đây là loại xe kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện, mang lại nhiều lợi ích đột phá.

Xe Hybrid là gì? Hybrid Car là gì?

Xe Hybrid, hay còn gọi là xe lai, là dòng xe sử dụng kết hợp hai hệ truyền động: động cơ xăng và mô-tơ điện. Nhờ sự phối hợp này, xe Hybrid không chỉ tiết kiệm nhiên liệu mà còn thân thiện với môi trường, đồng thời vẫn đảm bảo khả năng vận hành mạnh mẽ.

Các loại động cơ Hybrid

Xe Hybrid được phân thành ba loại hệ truyền động chính: Hybrid nối tiếp, Hybrid song song và Hybrid kết hợp.

Hybrid nối tiếp

Ở hệ thống này, bánh xe được dẫn động hoàn toàn bởi động cơ điện, trong khi động cơ xăng chỉ có nhiệm vụ sạc pin và cung cấp năng lượng cho động cơ điện.

• Ưu điểm: Khi di chuyển ở quãng đường ngắn, xe chủ yếu sử dụng động cơ điện, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.
• Nhược điểm: Ắc quy có dung lượng lớn để đảm bảo nguồn năng lượng cho động cơ điện, khiến hệ thống cồng kềnh. Đồng thời, động cơ xăng có thể bị quá tải nếu phải hoạt động liên tục để sạc pin.

Hybrid song song

Hệ thống này cho phép cả động cơ điện và động cơ xăng cùng trực tiếp truyền lực đến bánh xe. Bộ điều khiển trung tâm sẽ quyết định khi nào hai động cơ hoạt động đồng thời hoặc riêng lẻ.

• Ưu điểm: Xe có công suất mạnh mẽ hơn nhờ sử dụng đồng thời hai nguồn năng lượng. Ngoài ra, ắc quy có kích thước nhỏ hơn, giảm áp lực lên động cơ xăng.
• Nhược điểm: Kết cấu hệ thống phức tạp, làm tăng chi phí sản xuất và bảo trì.

Hybrid kết hợp

Đây là sự kết hợp giữa Hybrid nối tiếp và Hybrid song song, tận dụng ưu điểm và khắc phục nhược điểm của cả hai hệ thống. Nhờ đó, Hybrid kết hợp trở thành công nghệ phổ biến nhất trong ngành sản xuất xe Hybrid hiện nay.

Các dòng xe Hybrid phổ biến hiện nay

Xe Hybrid trên thị trường được chia thành 4 loại chính: Full Hybrid, Mild Hybrid, Plug-in Hybrid và Range Extender Hybrid.

Full Hybrid (Parallel Hybrid)

Full Hybrid là dòng xe có thể vận hành bằng động cơ điện, động cơ xăng hoặc kết hợp cả hai. Khi hoạt động độc lập, động cơ điện chỉ có thể chạy trên quãng đường ngắn với tốc độ trung bình do dung lượng pin hạn chế. Tuy nhiên, pin có thể được sạc lại nhờ động cơ xăng, giúp xe duy trì hoạt động hiệu quả.

Cách vận hành của Full Hybrid:

• Khi xe khởi động hoặc chạy không tải, chỉ động cơ điện hoạt động.
• Khi di chuyển chậm với thao tác đạp ga nhẹ, xe ưu tiên sử dụng động cơ điện.
• Khi cần tăng tốc nhanh, động cơ xăng sẽ kích hoạt để hỗ trợ.
• Khi xe đạt tốc độ ổn định (khoảng 50 – 60 km/h), động cơ xăng có thể tắt, chỉ còn động cơ điện duy trì vận hành.

Nhờ cơ chế này, Full Hybrid giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu đáng kể và hạn chế khí thải ra môi trường.

Mild Hybrid (MHEV – Xe lai nhẹ)

Mild Hybrid cũng sử dụng cả động cơ điện và động cơ xăng nhưng khác với Full Hybrid, động cơ điện chỉ đóng vai trò hỗ trợ chứ không thể hoạt động độc lập.

Đặc điểm nổi bật của Mild Hybrid:

• Khi xe xuống dốc, phanh gấp hoặc tạm dừng, động cơ điện sẽ giúp động cơ xăng tắt tạm thời, sau đó khởi động lại nhanh chóng.
• Hệ thống Mild Hybrid hỗ trợ tăng lực kéo cho động cơ xăng, giúp xe tiết kiệm nhiên liệu.
• Pin sạc lại nhờ quá trình tái tạo năng lượng khi phanh.

Do thiết kế đơn giản hơn, xe Mild Hybrid có giá thành sản xuất thấp hơn so với Full Hybrid, nhưng vẫn mang lại hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu từ 10 – 15% so với xe xăng thông thường.

Plug-in Hybrid (PHEV – Xe lai sạc điện)

Plug-in Hybrid là dòng xe có khả năng sạc pin từ nguồn điện bên ngoài thông qua phích cắm, thay vì chỉ dựa vào động cơ xăng để sạc lại như Full Hybrid.

Cách hoạt động của Plug-in Hybrid:

• Xe có thể chạy hoàn toàn bằng điện với quãng đường dài hơn so với Full Hybrid nhờ pin dung lượng lớn.
• Khi pin hết, xe sẽ tự động chuyển sang sử dụng động cơ xăng.
• Có thể sạc pin bằng cách cắm trực tiếp vào nguồn điện, giúp người dùng kiểm soát mức tiêu hao nhiên liệu linh hoạt hơn.

Ưu điểm của PHEV là giúp tiết kiệm nhiên liệu tối đa và giảm đáng kể khí thải. Tuy nhiên, nếu không tận dụng khả năng sạc điện mà chỉ sử dụng như một chiếc xe chạy xăng, PHEV có thể tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn do trọng lượng xe lớn hơn so với các dòng xe thông thường.

Các chế độ vận hành của xe Hybrid

Chế độ khởi động

Khi xe được khởi động, chỉ có động cơ điện hoạt động, trong khi động cơ đốt trong vẫn ở trạng thái nghỉ. Việc động cơ xăng có hoạt động hay không sẽ phụ thuộc vào mức độ nhấn ga của người lái:

• Nhấn nhẹ chân ga: Xe sẽ sử dụng động cơ điện để cung cấp lực kéo, giúp xe di chuyển nhẹ nhàng về phía trước.
• Nhấn sâu chân ga: Hệ thống sẽ kích hoạt động cơ đốt trong để hỗ trợ tăng tốc nhanh hơn bằng cách kết hợp cả hai động cơ.

Chế độ tăng tốc

Mỗi khi tài xế đạp ga, xe hybrid sẽ tận dụng nguồn điện từ pin để hỗ trợ động cơ điện, đồng thời động cơ xăng cũng hoạt động song song.

Trong xe truyền thống, động cơ đốt trong phải tự tăng vòng tua để tạo mô-men xoắn, dẫn đến tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn. Ngược lại, xe hybrid có thể kết hợp ba nguồn năng lượng gồm:

• Động cơ đốt trong
• Pin hybrid
• Máy phát điện xoay chiều

Sự kết hợp này giúp giảm tải cho động cơ xăng, tối ưu hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.

Chế độ di chuyển ổn định

Khi xe hybrid chạy ở tốc độ thấp và ổn định, chỉ có động cơ điện hoạt động. Tuy nhiên, nếu cần tăng tốc, động cơ xăng sẽ được kích hoạt để hỗ trợ.

Bên cạnh việc cung cấp lực kéo, động cơ đốt trong còn cấp năng lượng cho máy phát điện, giúp sạc pin và duy trì nguồn điện cho động cơ xoay chiều. Nhờ đó, xe vận hành mượt mà hơn và giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu.

Chế độ giảm tốc

Khi xe giảm tốc, quán tính sinh ra sẽ làm quay máy phát điện, giúp tái tạo năng lượng và nạp lại pin hybrid. Điều này giúp xe tận dụng tối đa nguồn điện tái tạo, hỗ trợ cho quá trình tăng tốc và khởi động sau này, đồng thời giảm tiêu hao nhiên liệu không cần thiết.

Những lưu ý khi sử dụng xe ô tô hybrid

Để đảm bảo xe hybrid luôn vận hành hiệu quả và bền bỉ, người lái nên lưu ý các điểm sau:

• Ưu tiên sử dụng chế độ chạy bằng điện (EV Mode) để tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.
• Đạp ga nhẹ nhàng và dứt khoát để kéo dài thời gian hoạt động của động cơ điện.
• Phanh sớm và nhẹ nhàng giúp tăng khả năng tái tạo năng lượng cho pin.
• Không đưa cần số về N khi dừng đèn đỏ. Nếu dừng lâu, hãy chuyển về P để bảo vệ hệ thống truyền động.
• Sử dụng Cruise Control khi di chuyển trên đường trường để tối ưu hiệu suất nhiên liệu.
• Chọn chế độ lấy gió trong khi bật điều hòa để duy trì nhiệt độ ổn định và giảm tải cho động cơ.

Kết Luận

Xe hybrid là một giải pháp vận tải tiên tiến kết hợp giữa động cơ xăng và động cơ điện để tạo ra hiệu quả sử dụng nhiên liệu tối ưu và giảm thiểu lượng khí thải. Mặc dù có một số hạn chế về giá thành và công nghệ, xe hybrid vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi sang vận tải bền vững và thân thiện với môi trường.

Trong tương lai, với sự phát triển không ngừng của công nghệ, xe hybrid hứa hẹn sẽ trở nên phổ biến hơn và đóng góp tích cực vào việc bảo vệ môi trường. Việc lựa chọn một chiếc xe hybrid hay không phụ thuộc vào nhu cầu và điều kiện kinh tế của mỗi người, nhưng không thể phủ nhận sự đóng góp to lớn của loại xe này vào tương lai vận tải xanh toàn cầu.