1. Động Cơ Xe Hybrid Là Gì?

Động cơ xe hybrid còn gọi là động cơ lai kết hợp hai nguồn khác nhau như động cơ xăng hoặc dầu kết hợp với động cơ điện

Động cơ xe hybrid còn gọi là động cơ lai là loại động cơ kết hợp hai nguồn khác nhau như động cơ xăng hoặc dầu kết hợp với động cơ điện. Với cách kết hợp ưu điểm của cả hai loại động cơ hybrid giúp tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu, giảm khí thải đồng thời cải thiện hiệu suất lái xe.

Cấu Tạo của Động Cơ Hybrid

Cấu tạo của động cơ Hybrid được cấu tạo từ các phần chính sau:

Động Cơ Xăng/Dầu: Cung cấp năng lượng chính cho xe có thể hoạt động độc lập hoặc kết hợp với động cơ điện thường có thiết kế giống như động cơ của các xe truyền thống.
Động Cơ Điện: Cung cấp năng lượng từ pin động cơ điện hỗ trợ động cơ xăng/dầu hoặc có thể hoạt động độc lập trong một số trường hợp.
Pin Hybrid (Pin Điện): Lưu trữ năng lượng cho động cơ điện. Pin này thường là pin lithium-ion hoặc pin niken-hydride có thể sạc lại thông qua động cơ xăng/dầu hoặc qua quá trình tái nạp khi phanh.
Hệ Thống Điều Khiển Hybrid: Quản lý, điều phối hoạt động của động cơ xăng/dầu, động cơ điện đảm bảo sự chuyển đổi mượt mà giữa hai nguồn năng lượng và tối ưu hóa hiệu suất của xe.
Hộp Số Hybrid: Có thể là loại hộp số CVT (transmission liên tục biến thiên) hoặc hộp số truyền thống có tác dụng chính giúp kết hợp sức mạnh của 2 động cơ hiệu quả
Hệ Thống Tái Nạp Năng Lượng: Bao gồm các hệ thống để tái nạp năng lượng cho pin khi phanh hoặc khi động cơ xăng/dầu hoạt động.

Nguyên Lý Hoạt Động

Giai đoạn 1: Khi bắt đầu khởi động hoặc và vận hành chậm

Bắt đầu di chuyển hoặc đang ở tốc độ chậm động cơ điện thường hoạt động độc lập sử dụng năng lượng từ pin để cung cấp lực kéo hoặc đẩy. Việc này giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu và giảm khí thải.

Giai đoạn 2: Chuyển đổi nguồn năng lượng

Khi tăng tốc thì động cơ xăng/dầu sẽ hoạt động đồng thời cùng với động cơ điện. Hệ thống điều khiển hybrid sẽ phối hợp hoạt động của cả hai động cơ nhằm đảm bảo hiệu suất tối ưu, tiết kiệm nhiên liệu.

Giai đoạn 3: Tái nạp năng lượng

Khi xe giảm tốc hoặc phanh thì năng lượng từ động cơ điện và quá trình phanh sẽ được chuyển đổi thành điện năng và nạp lại vào pin.

Xem thêm: Tìm hiểu công nghệ ADAS – Tính năng của ADAS trên xe ô tô

Giai đoạn 4: Chế độ chạy điện

Trong một số tình huống như khi xe di chuyển chậm xe hybrid có thể hoạt động hoàn toàn bằng động cơ điện giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm, tiếng ồn.

Giai đoạn 5: Tự động điều chỉnh

Hệ thống điều khiển hybrid liên tục theo dõi điều chỉnh hoạt động của động cơ xăng/dầu và động cơ điện.

Trong quá trình hoạt động các giai đoạn này sẽ luân phiên thay đổi phụ thuộc vào tốc động, cách lái xe và sự tính toán của hệ thống điều khiển

2. Động cơ Hybrid có những loại nào?

Hybrid Song Song (Parallel Hybrid)

Cơ chế hoạt động là động cơ xăng/dầu và động cơ điện hoạt động cùng lúc để cung cấp sức mạnh cho xe. Cả hai động cơ có thể truyền động trực tiếp đến bánh xe qua cùng một hệ thống truyền động.

Xe có thể vận hành bằng động cơ điện hoặc động cơ xăng/dầu hay cả hai cùng lúc. Khi động cơ xăng/dầu hoạt động, nó có thể sạc lại pin cho động cơ điện.

Hybrid Chuỗi (Series Hybrid)

Động cơ hybrid chuỗi thì động cơ xăng/dầu không trực tiếp truyền động đến bánh xe mà chỉ được sử dụng để tạo ra điện năng cho động cơ điện và sạc pin. Và động cơ điện là nguồn cung cấp sức mạnh chính cho xe Hybrid chuỗi.

Hybrid Song Song – Chuỗi (Plug-in Hybrid Electric Vehicle – PHEV)

Động cơ này là sự kết hợp giữa hybrid song song và hybrid chuỗi. Xe sử dụng động cơ này có thể hoạt động bằng động cơ điện hoặc động cơ xăng/dầu, hoặc cả hai. Đồng thời, pin của xe có thể được sạc từ nguồn điện bên ngoài (plug-in) để tăng cường phạm vi hoạt động hoàn toàn bằng điện.

Hybrid Tự Sạc (Self-Charging Hybrid)

Hybrid tự sạc là loại động cơ phổ biến kết hợp động cơ xăng/dầu và động cơ điện không cần sạc từ nguồn điện bên ngoài. Pin được sạc thông qua động cơ xăng/dầu và quá trình tái nạp khi phanh.

Hybrid Đối Xứng (Mild Hybrid)

Động cơ hybrid đối xứng thì động cơ điện chỉ hỗ trợ động cơ xăng/dầu trong quá trình tăng tốc và giúp tái nạp pin khi giảm tốc hoặc phanh. Động cơ điện không có khả năng hoạt động độc lập chỉ giúp cải thiện hiệu suất nhiên liệu và giảm khí thải.

Hybrid Cung Cấp Năng Lượng Từ Pin (Extended Range Electric Vehicle – EREV)

Động cơ này giống như hệ thống hybrid chuỗi nhưng có thể hoạt động hoàn toàn bằng điện trong quãng đường dài. Và khi pin gần hết động cơ xăng/dầu sẽ hoạt động để sạc pin để kéo dài phạm vi di chuyển.

Xem thêm bài viết: [Kinh nghiệm] Lắp phụ kiện cần thiết cho Vinfast VF3 và Lưu ý

3. Các dòng xe động cơ hybrid trên thị trường

Hybrid Nhẹ (Mild Hybrid)

Hybrid nhẹ sử dụng động cơ điện để hỗ trợ động cơ xăng/dầu nhưng không đủ mạnh để vận hành xe một mình. Đây là công nghệ hybrid cơ bản giúp cải thiện hiệu suất nhiên liệu và giảm khí thải.

Hybrid Toàn Phần (Full Hybrid)

Hybrid toàn phần có thể hoạt động bằng động cơ điện, động cơ xăng/dầu, hoặc cả hai cùng lúc. Đây cũng là loại hybrid phổ biến không yêu cầu sạc từ nguồn điện bên ngoài.

Plug-in Hybrid (PHEV)

Plug-in Hybrid có khả năng hoạt động hoàn toàn bằng điện trong một khoảng cách nhất định. Khi pin gần hết, động cơ xăng/dầu sẽ kích hoạt để cung cấp thêm sức mạnh hoặc sạc pin. Pin của động cơ Plug-in Hybrid có thể sạc từ nguồn điện bên ngoài.

Xem thêm bài viết: Phân loại các dòng xe ô tô tại Việt Nam hiện nay

4. Đặc điểm của động cơ Hybrid

Hệ thống tái sinh năng lượng

Tái nạp năng lượng khi phanh

Hệ thống tái sinh năng lượng của động cơ hybrid chuyển đổi năng lượng khi phanh hoặc giảm tốc thành điện năng để nạp lại vào pin. Chính nhờ điều này sẽ giúp cải thiện hiệu suất nhiên liệu và giảm thiểu lãng phí năng lượng.

Tái sinh năng lượng khi động cơ xăng/dầu hoạt động

Với nhiều hệ thống hybrid thì động cơ xăng/dầu cũng có thể tái nạp năng lượng cho pin để duy trì mức điện năng cần thiết cho động cơ điện.

Tối ưu hóa hiệu suất hoạt động

Chuyển đổi mượt mà giữa các nguồn năng lượng

Động cơ hybrid có khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa động cơ xăng/dầu với động cơ điện để tối ưu hóa hiệu suất.

Chế độ chạy điện tối ưu

Xe động cơ hybrid có thể hoạt động hoàn toàn bằng điện trong các tình huống cần giảm tiêu thụ nhiên liệu như khi di chuyển chậm. .

Kết hợp sức mạnh khi cần tăng tốc

Khi xe cần tăng nhanh tốc độ thì động cơ xăng/dầu và động cơ điện có thể hoạt động đồng thời.

Pin và Hệ Thống Điện Tử

Pin Hybrid

Động cơ hybrid thường sử dụng pin lithium-ion hoặc niken-hydride để lưu trữ năng lượng cho động cơ điện.

Hệ Thống Điều Khiển Pin

Hệ thống này có chức năng chính là quản lý trạng thái, hiệu suất của pin đảm bảo rằng pin được sạc đầy cũng như hoạt động hiệu quả trong suốt quá trình sử dụng.

Công nghệ điện tử liên quan

Hệ thống điều khiển hybrid

Hệ thống điều khiển Hybrid là trung tâm điều khiển của hệ thống điều phối hoạt động của động cơ xăng/dầu và động cơ điện.

Hệ thống định vị và điều khiển

Động cơ Hybrid sử dụng các cảm biến, thiết bị điện tử để theo dõi các thông số của động cơ, pin và hệ thống truyền động. Dựa vào đó để đưa ra các quyết định điều chỉnh hiệu suất phù hợp.

Cảnh báo và hiển thị

Hệ thống cảnh báo cung cấp thông tin về trạng thái của pin, hiệu suất của động cơ, và các cảnh báo cần thiết cho người lái.

5. Lợi thế và hạn chế khi sử dụng xe Hybrid

Sử dụng xe Hybrid có những ưu điểm nhưng cũng đi kèm các hạn chế cần quan tâm

Lợi thế khi sử dụng xe Hybrid

Tiết kiệm nhiên liệu

Việc kết hợp giữa động cơ xăng/dầu và động cơ điện giúp tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu đặc biệt khi di chuyển trong thành phố hoặc khi dừng đỗ.

Giảm khí thải

Khả năng vận hành bằng điện trong các tình huống xe hybrid giảm lượng khí CO2, khí độc hại.Mặt khác, xe hybrid thường đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt hơn nên cũng giảm tác động tiêu cực đến môi trường..

Khả năng vận hành êm ái

Xe hybrid có thể hoạt động bằng động cơ điện nên giảm tiếng ồn tạo ra trải nghiệm lái xe êm ái hơn.

Hạn chế khi sử dụng xe Hybrid

Giá bán cao

Xe hybrid thường có giá bán cao hơn so với xe chỉ sử dụng động cơ xăng/dầu do công nghệ phức tạp và hệ thống pin.

Giới hạn phạm vi điện

Mặc dù xe hybrid có khả năng hoạt động bằng điện nhưng phạm vi di chuyển bị giới hạn và xe sẽ cần động cơ xăng/dầu khi hết pin.

Hiệu suất thấp trong điều kiện cực đoan

Trong một số trường hợp, xe hybrid có thể không đạt được hiệu suất tối ưu khi cần tăng tốc nhanh hoặc khi tải nặng do cần sự phối hợp giữa động cơ xăng/dầu và động cơ điện.

Khả năng tái nạp năng lượng hạn chế

Mặc dù hệ thống tái sinh năng lượng giúp nạp lại pin nhưng năng lượng thu được từ quá trình này có thể không đủ để cung cấp điện cho một quãng đường dài mà không cần sự hỗ trợ của động cơ xăng/dầu.

6. So sánh hiệu suất giữa động cơ hybrid và động cơ xăng, điện

Tiêu Chí	Động Cơ Hybrid	Động Cơ Xăng	Động Cơ Điện
Hiệu suất nhiên liệu	– Tốt hơn động cơ xăng/dầu do kết hợp đồng thời cả 2 động cơ xăng/dầu với động cơ điện. – Tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả nhờ hệ thống tái sinh năng lượng và hỗ trợ từ động cơ điện.	– Hiệu suất nhiên liệu trung bình.	– Hiệu suất năng lượng cao do không có tổn thất cơ học
Khí thải	– Giảm khí thải CO2, khí độc hại nhờ vào khả năng có thể hoạt động bằng động cơ điện hoặc kết hợp cả 2 loại động cơ xăng/dầu và điện. – Đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt.	– Do hoạt động bằng việc đốt nhiên liệu nên tạo ra khí thải CO2 và các khí độc hại	– Không có khí thải trực tiếp từ động cơ. – Giảm ô nhiễm không khí.
Chi phí vận hành	– Chi phí nhiên liệu thấp hơn do sử dụng kết hợp động cơ xăng và điện. – Chi phí bảo trì thấp – Chi phí thay pin khá cao	– Chi phí nhiên liệu cao hơn so với hybrid. – Chi phí bảo trì có thể cao hơn do động cơ xăng phải làm việc nhiều hơn.	– Chi phí nhiên liệu thấp hoặc bằng không – Chi phí bảo trì có thể cao do yêu cầu bảo trì pin và hệ thống điện
Hiệu suất tăng tốc	– Tăng tốc tốt nhờ sự kết hợp của động cơ xăng và động cơ điện. – Động cơ điện cung cấp mô-men xoắn tức thời giúp tăng tốc nhanh.	– Hiệu suất tăng tốc phụ thuộc vào sức mạnh của động cơ xăng. – Có thể không nhanh bằng động cơ hybrid hoặc điện trong một số trường hợp.	– Tăng tốc rất nhanh nhờ mô-men xoắn tức thời từ động cơ điện. – Đạt hiệu suất tối ưu ngay từ khi khởi động.
Tiện nghi và đa dạng	– Kết hợp giữa động cơ xăng/dầu và điện cung cấp sự linh hoạt và tiện nghi. – Hệ thống hybrid thường tích hợp các công nghệ tiên tiến để cải thiện trải nghiệm lái xe	– Không có khả năng vận hành bằng điện phụ thuộc hoàn toàn vào nhiên liệu.	– Yêu cầu hệ thống sạc và có thể cần các trạm sạc công cộng. – Cung cấp trải nghiệm lái xe êm ái và công nghệ tiên tiến.
Tác động môi trường	– Tác động môi trường thấp hơn so với động cơ xăng. – Được thiết kế để giảm lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu.	– Tác động môi trường cao hơn do khí thải từ việc đốt nhiên liệu. – Không có công nghệ tiết kiệm nhiên liệu hỗ trợ.	– Tác động môi trường thấp nhất nếu nguồn điện sạch. – Không có khí thải trực tiếp từ động cơ.

Bảng so sánh hiệu suất giữa động cơ hybrid và động cơ xăng, điện

7. Các thương hiệu xe ô tô Hybrid có mặt tại Việt Nam

Tại Việt Nam, một số thương hiệu xe ô tô hybrid đã có mặt và được phân phối chính thức có thể kể đến những cái tên nổi bật như:

Toyota: Thương hiệu mang đến các mẫu xe hybrid phổ biến là, Toyota Camry Hybrid,Toyota Corolla Cross Hybrid, Yaris Cross HEV
Suzuki: Ertiga Hybrid, Suzuki XL7.
Honda: Tại thị trường Việt Nam mẫu xe hybrid Honda có thể kể đến như Honda Accord Hybrid, Honda CR-V Hybrid
Ford: Ford Escape Hybrid là dòng xe SUV compact có động cơ hybrid của Ford.
Hyundai: Mẫu xe hatchback Hyundai Ioniq có công nghệ hybrid
BMW: BMW 330e là mẫu xe Hybrid của hãng xe sang này.
Volvo: Volvo XC60 T8 dòng xe SUV hạng sang cũng có hệ thống plug-in hybrid

8. Các chế độ làm việc của xe Hybrid

Chế độ chạy điện (ev mode)

Với chế độ này chỉ sử dụng động cơ điện để vận hành xe không sử dụng động cơ xăng/dầu. Thường là trong khi các tình huống lái xe chậm hoặc dừng đỗ khi di chuyển trong nội thành nhằm tiết kiệm nhiên liệu cũng như giảm tiếng ồn và ô nhiễm.

Chế độ hybrid (hybrid mode)

Chế độ Hybrid kết hợp động cơ xăng/dầu và động cơ điện tự động chuyển đổi giữa hai nguồn năng lượng tùy thuộc vào điều kiện lái xe.

Chế độ tăng cường (power mode)

Chế độ tăng cường nhằm kích hoạt chế độ tăng cường sức mạnh cho phép động cơ xăng/dầu và động cơ điện hoạt động đồng thời để cung cấp hiệu suất tối ưu.

Chế độ tiết kiệm (eco mode)

Chế độ tiết kiệm tinh chỉnh hệ thống động cơ và điều hòa không khí để tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu cũng như giảm tiêu thụ năng lượng.

Chế độ cảnh báo (hold mode)

Chế độ này cho phép giữ mức năng lượng pin hiện tại mà không cho phép sạc thêm từ động cơ xăng/dầu giúp duy trì năng lượng pin cho các tình huống cần thiết.

9. Những lưu ý khi sử dụng xe động cơ hybrid

Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cao

Khi sử dụng xe động cơ hybrid thì chi phí bảo dưỡng và sửa chữa thường cao. Điều này chủ yếu là do cấu trúc phức tạp của hệ thống hybrid cùng với chi phí phụ tùng.

Hiểu các chế độ làm việc

Bạn cần nắm rõ các chế độ làm việc của xe hybrid như EV Mode, Hybrid Mode, Power Mode, Eco Mode, Charge Mode, Hold Mode để sử dụng xe một cách hiệu quả. Việc chọn chế độ phù hợp với điều kiện lái xe để tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu và giảm khí thải.

Bảo trì và kiểm tra định kỳ

Lưu ý tiếp theo là bạn nên theo dõi tình trạng và bảo trì pin hybrid theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Đồng thời bạn cũng cần bảo trì động cơ xăng/dầu định kỳ như thay dầu, kiểm tra hệ thống làm mát, và các bộ phận khác.

Thay đổi thói quen lái xe

Để tăng cường hiệu suất nhiên liệu khi điều khiển bạn nên tránh tăng tốc đột ngột hoặc phanh gấp. Đồng thời nên phanh đều và nhẹ nhàng giúp tối ưu hóa hệ thống tái sinh năng lượng.

Kết Luận

Động cơ xe hybrid tích hợp động cơ xăng/dầu và động cơ điện, cung cấp hiệu suất tối ưu và tiết kiệm nhiên liệu. Cung cấp các chế độ làm việc như chạy điện tinh khiết, hybrid, tăng cường và tiết kiệm đáp ứng nhu cầu lái xe khác nhau. Dòng xe động cơ Hybrid sở hữu nhiều lợi thế về việc giúp tiết kiệm nhiên liệu, tối ưu hiệu suất và giảm khí thải so với các loại động cơ khác.

Có thể nói xu hướng động cơ xe Hybrid sẽ tiếp tục phát triển cải thiện hiệu suất pin, hệ thống tái sinh năng lượng và công nghệ quản lý năng lượng. Đồng thời trong tương lai sẽ có rất nhiều hãng xe tiếp tục mở rộng với dòng xe Hybrid. Và ngày càng thì xe plug-in hybrid và xe điện hoàn toàn để đáp ứng nhu cầu hiệu suất năng lượng cũng như là bảo vệ môi trường.

Khuyến Nghị

Với thông tin trên về xe Hybrid thì đây là một mẫu xe giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải phù hợp cho các khu vực đô thị với mật độ giao thông cao. Với chi phí nhiên liệu luôn là nỗi lo khi sử dụng ô tô thì xe Hybrid chắc chắn là lựa chọn phù hợp nhất bên cạnh các dòng xe điện. Động cơ Hybrid sở hữu đồng thời 2 động cơ xăng/dầu và điện nên mang đến hiệu suất cao .

Tóm lại, động cơ xe hybrid cung cấp sự kết hợp tối ưu giữa tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất mạnh mẽ. Động cơ hybrid sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô.