Cách hoạt động của xe hybrid

Động cơ hybrid là gì? Ưu điểm và nhược nhược điểm của đồng cơ Hybrid

Động cơ hybrid mà Toyota sử dụng cho Corolla Cross về cơ bản là xe có thêm một môtơ điện để kéo xe chạy cùng động cơ xăng.

Corolla Cross là mẫu xe đầu tiên sử dụng động cơ hybrid được bán chính hãng ở Việt Nam. Trước đó, nhiều mẫu hybrid được nhập về thông qua dạng không chính hãng, nhưng thường chỉ ở phân khúc xe sang. Công nghệ vốn được phần đông khách Việt mặc định là chưa phù hợp thực sự hoạt động như thế nào?

Trước hết, cần hiểu động cơ hybrid - xăng lại điện là một giải pháp để đáp ứng những đòi hỏi khắt khe ở các nước phát triển về tiêu chuẩn khí thải, mức tiêu thụ nhiên liệu. Hybrid cũng có nhiều loại và loại lắp trên Corolla Cross là dạng cơ bản dễ sử dụng và "lành" tính. Sau hybrid, ngành công nghiệp ôtô còn có xe thuần chạy điện, pin nhiên liệu, hydro cũng là những cách khác để bảo vệ môi trường. Xe hybrid xuất hiện đầu tiên từ năm 1997, doanh số cộng dồn tới nay khoảng 15 triệu chiếc.

Cấu tạo hệ thống động cơ hybrid của Corolla Cross. (Ảnh: TMV).

Về cấu tạo, nếu xe chạy động cơ xăng thông thường sẽ kết nối động cơ với cơ cấu truyền động làm quay bánh xe, thì với động cơ hybrid, ở giữa cơ cấu này có thêm một môtơ điện cùng chia sẻ nhiệm vụ với động cơ xăng. Để cơ cấu hoạt động trơn tru cần có thêm các bộ phận hỗ trợ khác như bộ đổi điện, bộ chia công suất, bộ giảm tốc môtơ và đặc biệt là khối pin - nguồn cung cấp năng lượng cho môtơ điện.

Vậy động cơ xăng và môtơ điện kết hợp với nhau như thế nào trong từng giai đoạn lăn bánh của xe?

Đầu tiên, khi tài xế ấn nút khởi động xe, lúc này chỉ động cơ điện hoạt động, máy xăng vẫn "nằm im". Vì vậy, tài xế sẽ không nghe thấy tiếng nổ quen thuộc của động cơ xăng lúc đề máy. Đây cũng là điểm lạ lẫm với những khách hàng lần đầu dùng xe hybrid.

Tiếp theo, tài xế nhấn ga cho xe di chuyển. Lúc này tùy thuộc vào cách mà tài xế vận hành. Nếu nhẹ nhàng chân ga, sẽ vẫn chỉ có môtơ điện làm việc, cung cấp lực kéo cho trục dẫn động, đẩy xe về phía trước. Nhưng nếu tài xế là người ưa thích chạy xe kiểu "chân to", đạp sâu ga ngay lập tức, xe hiểu tài xế muốn tăng tốc nhanh, lúc này động cơ xăng sẽ được kích hoạt để hỗ trợ động cơ điện.

Bất cứ khi nào tài xế đạp thốc ga, dù tại vị trí đứng yên hay đang tốc độ đều đều, xe sẽ lấy thêm điện từ ắc-quy để bổ sung cho động cơ điện, đồng thời động cơ xăng hoạt động bổ sung.

Môtơ điện và hộp số (khung xanh) bên cạnh động cơ xăng truyền thống (đỏ). (Ảnh: Minh Quân).

Khi xe đã ổn định tốc độ, ví dụ đều đặn ở 60 km/h, cũng sẽ chỉ có động cơ điện hoạt động, nếu pin còn đủ năng lượng. Nhưng ở những dải tốc độ cao như thế này, động cơ xăng sẽ sẵn sàng can thiệp hơn nhiều so với khi đi tốc độ thấp, bởi lực kéo cần nhiều hơn. Chỉ cần tài xế nhích thêm chút ga, động cơ xăng cũng sẽ khởi động, chạy máy phát điện cung cấp năng lượng cho môtơ điện cũng như tự mình cung cấp thêm sức kéo cho các bánh xe.

Giai đoạn tiếp theo, đang lăn bánh, tài xế buông chân ga hoặc phanh để giảm tốc, lúc này, động cơ lại đóng vai trò máy phát, sử dụng động năng lãng phí của xe khi phanh để nạp lại điện cho pin hybrid.

Cuối cùng, khi xe dừng lại hẳn, ví dụ chờ đèn đỏ, cả động cơ xăng và môtơ điện sẽ tự ngắt để bảo toàn nguồn năng lượng.

Những lưu ý khi sử dụng xe hybrid

Trên Corolla Cross Hybrid có tính năng chọn chế độ chạy EV Mode, tức hoàn toàn chạy điện, nhưng chỉ có thể kích hoạt khi pin còn khoảng 80% trở lên. Thực tế, nếu chạy thời gian ngắn, rất khó để sử dụng chức năng này, vì thời gian không đủ để xe sạc đầy pin.

Công nghệ hybrid cho phép sử dụng kết hợp động cơ xăng, điện mà không cần cắm sạc điện như trên xe plug-in hybrid hay xe điện thuần túy nên phù hợp với những thị trường có hạ tầng trạm sạc điện chưa phát triển như Việt Nam.

Toyota Corolla Cross Hybrid. (Ảnh: Minh Quân).

Xe hybrid có tiết kiệm hơn so với xe xăng? Có. Thử nghiệm thực tế cho thấy, phiên bản hybrid luôn tiết kiệm hơn khoảng gần một nửa so với bản xăng có cùng điều kiện vận hành (người lãi, quãng đường, số km...). Quan trọng hơn, vì tiêu thụ ít nhiên liệu, nên lượng khí phát thải ra môi trường cũng ít hơn.

Pin dùng cho xe hybrid được đặt ở phía sau, để đảm bảo nhiều yếu tố như thiết kế dễ hơn, phân bổ đều trọng lượng giữa phía trước và sau... Pin của Corolla Cross làm từ NiMH (niken hydrua kim loại), là công nghệ truyền thống nhất trong chế tạo pin. Loại pin này có ưu điểm là tuổi thọ dài, sạc nhanh, an toàn cháy nổ, chịu được dải nhiệt độ rộng và chi phí thấp hơn các công nghệ pin khác. Tất nhiên, nhược điểm của loại này là trọng lượng nặng, dung lượng không cao, độ tự xả tăng dần theo thời gian (không thể sạc đầy 100%)...

Tuổi thọ và chi phí của pin hybrid luôn là vấn đề lớn khiến người dùng cảm thấy trở ngại với dòng xe này. Hãng cho biết bảo dưỡng xe hybrid về cơ bản giống như xe xăng, chỉ thêm một khâu là vệ sinh lọc gió của pin hybrid. Toyota Việt Nam không nói rõ loại pin này cần thay sau bao nhiêu năm nhưng cho biết tuổi thọ tương đương tuổi thọ của xe, bảo hành 3 năm hoặc 100.000 km. Tuy nhiên, (như các pin thông thường), có thể một số trường hợp pin hoạt động không tốt tại điều kiện nhiệt độ cao và thấp và nên sự hư hại pin có thể xảy ra nhanh hơn. Chi phí thay pin khoảng hơn 90 triệu đồng.

Cập nhật: 12/08/2020 Theo VnExpress