Xe Hybrid là gì? Có nên mua xe hybrid?

Xe hybrid là gì?

Xe hybrid, hay còn gọi là xe lai, là sản phẩm ra đời từ sự kết hợp giữa hai bộ truyền động, bao gồm một động cơ chạy bằng xăng và một mô tơ chạy bằng điện. Điểm nổi bật của dòng xe hybrid là khả năng tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện với môi trường và động cơ vận hành đầy mạnh mẽ.

Cấu tạo xe hybrid

Ắc quy (phụ): Trong ô tô truyền động điện, ắc quy phụ có điện áp thấp cung cấp điện để khởi động ô tô trước khi ắc quy đầu kéo hoạt động; nó cũng cung cấp năng lượng cho các phụ kiện xe.

Bộ chuyển đổi DC/ DC: Thiết bị này chuyển đổi nguồn DC có điện áp cao hơn từ bộ pin đầu kéo thành nguồn DC có điện áp thấp hơn cần thiết để chạy các phụ kiện trên xe và sạc lại pin phụ.

Máy phát điện: Tạo ra điện từ các bánh xe quay trong khi phanh, chuyển năng lượng đó trở lại bộ pin đầu kéo. Một số loại xe sử dụng động cơ máy phát điện thực hiện cả chức năng truyền động và tái tạo.

Động cơ điện kéo: Sử dụng năng lượng từ bộ pin sức kéo, động cơ này truyền động các bánh xe của xe. Một số loại xe sử dụng động cơ máy phát điện thực hiện cả chức năng truyền động và tái tạo.

Hệ thống xả: Hệ thống xả dẫn khí thải từ động cơ ra ngoài qua ống xả. Một bộ xúc tác ba chiều được thiết kế để giảm lượng khí thải ra từ động cơ trong hệ thống xả.

Bộ nạp nhiên liệu: Một vòi phun từ bộ phân phối nhiên liệu gắn vào bình chứa trên xe để làm đầy bình.

Thùng nhiên liệu (xăng): Thùng này dự trữ xăng trên xe cho đến khi động cơ cần.

Động cơ đốt trong (đánh lửa bằng tia lửa): Trong cấu hình này, nhiên liệu được phun vào ống nạp hoặc buồng đốt, nơi nó được kết hợp với không khí và hỗn hợp không khí/ nhiên liệu được đánh lửa bằng tia lửa điện từ bugi.

Bộ điều khiển điện tử công suất: Bộ phận này quản lý dòng năng lượng điện được cung cấp bởi pin sức kéo, điều khiển tốc độ của động cơ điện kéo và mô-men xoắn mà nó tạo ra.

Hệ thống nhiệt (làm mát): Hệ thống này duy trì phạm vi nhiệt độ hoạt động thích hợp của động cơ, động cơ điện, thiết bị điện tử công suất và các thành phần khác.

Bộ pin kéo: Lưu trữ điện năng để sử dụng cho động cơ điện kéo.

Bộ truyền động: Bộ truyền động truyền công suất cơ học từ động cơ và / hoặc động cơ kéo điện để truyền động các bánh xe.

Các loại động cơ xe hybrid phổ biến hiện nay

Xe hybrid được phân thành ba loại cấu trúc truyền động cơ bản, bao gồm: hybrid nối tiếp, hybrid song song, hybrid kết hợp.

Hybrid nối tiếp

Hệ thống dẫn động bánh xe được truyền lực trực tiếp từ động cơ điện. Trong khi đó, động cơ đốt trong chỉ có nhiệm vụ nạp điện cho ắc quy và cung cấp năng lượng cho động cơ điện.

• Ưu điểm: Chỉ khi xe chạy đường dài, động cơ xăng mới được sử dụng thay cho động cơ điện. Điều này giúp tối ưu lượng nhiên liệu được tiêu thụ, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
• Nhược điểm: Ắc quy có dung tích và kích thước lớn vì động cơ điện đóng vai trò truyền lực chính. Do đó, động cơ xăng dễ rơi vào tình trạng quá tải khi phải làm việc liên tục để cung cấp đủ năng lượng cho ắc quy và động cơ điện.

Hybrid song song

Hệ thống dẫn động bánh xe được truyền lực trực tiếp từ cả động cơ điện và động cơ đốt trong. Bộ điều khiển trung tâm sẽ tự thiết lập khi nào cả hai động cơ cùng hoạt động song song và khi nào động cơ sẽ hoạt động độc lập.

• Ưu điểm: Xe sẽ có công suất cao hơn nhờ được trang bị hai nguồn truyền lực. Ắc quy có dung tích và kích thước không quá lớn, giúp giảm áp lực lên lên động cơ xăng.
• Nhược điểm: Chi phí sản xuất cao vì hệ thống có kết cấu phức tạp.

Hybrid kết hợp

Đúng như tên gọi, đây là sự kết hợp giữa hệ thống động cơ hybrid nối tiếp và hybrid song song, giúp tận dụng tối đa thế mạnh và khắc phục được những nhược điểm ở cả hai loại động cơ. Hybrid kết hợp được sử dụng nhiều trong sản xuất chế tạo xe hybrid hiện nay.

Các dòng xe hybrid phổ biến trên thị trường hiện nay

Xe hybrid có tổng cộng 4 loại khác nhau, bao gồm: Full hybrid, Mild hybrid, Plug-in hybrid, Range extender hybrid.

Full hybrid

Xe Full hybrid (hay còn có tên gọi khác là parallel hybrid) là loại xe hybrid sử dụng động cơ điện và động cơ đốt trong một cách riêng lẻ hoặc kết hợp. Khi hoạt động riêng lẻ thì động cơ điện chỉ có thể di chuyển trên quãng đường ngắn với tốc độ thấp đến trung bình vì dung lượng pin có hạn. Tuy nhiên, pin sẽ nhanh chóng được sạc đầy bằng cách lấy năng lượng từ chính động cơ đốt trong. Động cơ đốt trong vừa đóng vai trò truyền lực cho xe, vừa cung cấp năng lượng giúp pin được sạc đầy.

Đối với xe Full hybrid, động cơ điện sẽ hoạt động riêng lẻ khi xe mới vừa khởi động và đang ở chế độ không tải. Khi xe bắt đầu di chuyển, bộ điều khiển sẽ quyết định cho xe vận hành hoàn toàn bằng điện, bằng xăng/dầu hay cũng có thể kết hợp cả hai.

• Ở vận tốc nhỏ, đạp ga nhẹ nhàng thì xe thường sử dụng động cơ điện.
• Ở vận tốc nhỏ, đạp ga mạnh thì động cơ đốt trong sẽ được kích hoạt để vận tốc xe tăng nhanh.
• Ở vận tốc ổn định từ 50 – 60 km, động cơ đốt trong sẽ tự động ngắt, động cơ điện vẫn tiếp tục hoạt động.

Có thể thấy rằng, đối với loại xe Full hybrid, động cơ điện hoạt động liên tục ngay từ lúc xe bắt đầu khởi hành. Ngược lại, động cơ xăng chỉ tiến hành hỗ trợ khi xe cần lực kéo lớn như tăng tốc hay tham gia giao thông ở tốc độ cao.

Mild hybrid

Xe Mild hybrid (hay còn có tên gọi khác là MHEV – xe lai nhẹ) là loại xe hybrid được trang bị động cơ điện và động cơ đốt trong. Tuy nhiên, động cơ điện ở MHEV chỉ đóng vai trò hỗ trợ cho động cơ đốt trong mà không thể hoạt động một cách riêng lẻ như Full hybrid.

Trong trường hợp xe đang lao dốc, phanh gấp hoặc tạm dừng, động cơ điện sẽ cho phép động cơ đốt trong tắt đi tạm thời và nhanh chóng khởi động lại ngay sau đó. Cùng với đó, động cơ điện cũng giúp tăng lực kéo cho động cơ đốt trong bằng cách tạo ra công suất. Pin của động cơ điện sẽ nhanh chóng được sạc đầy thông qua quá trình phanh xe.

Một chiếc Mild hybrid sẽ có giá thành sản xuất thấp hơn một chiếc Full hybrid vì kết cấu động cơ của MEHV không quá phức tạp như Full hybrid. Tuy nhiên, xe sử dụng hệ thống MEHV vẫn có khả năng tiết kiệm nhiên liệu lên đến 10 – 15%.

Plug-in hybrid

Xe Plug-in hybrid (hay còn có tên gọi khác là PHEV – xe lai sạc điện) là loại xe hybrid được trang bị động cơ điện và động cơ đốt trong. Pin của động cơ điện được sạc đầy bằng cách kết nối với dòng điện bên ngoài thông qua phích cắm.

Nguyên lý hoạt động của Plug-in hybrid tương tự như Full hybrid. Xe có thể hoạt động hoàn toàn bằng điện và chỉ sử dụng động cơ đốt trong để truyền động trong trường hợp xe bị hết pin. Bên cạnh đó, nhờ dung lượng pin lớn, PHEV có thể đi được quãng đường dài hơn so với các dòng xe hybrid khác.

Xe lai sạc điện ghi điểm nhờ khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hạn chế tối đa lượng khí thải ra môi trường. Tuy nhiên, nhiều người không tận dụng được tốt ưu thế này khi sử dụng PHEV như một chiếc xe chạy xăng thông thường. Điều này có thể gây tốn kém hơn cả vì Plug-in hybrid có khối lượng lớn hơn xe hơi thông thường, vì vậy xe cũng sẽ cần tiêu thụ nhiều nhiên liệu để vận hành hơn.

Các chế độ làm việc của xe hybrid

Chế độ bắt đầu khởi hành

Chỉ có động cơ điện hoạt động khi tài xế khởi động xe, động cơ đốt trong vẫn đang ở trạng thái nghỉ. Khi xe bắt đầu di chuyển, tuỳ thuộc vào nhu cầu của tài xế, bộ điều khiển sẽ chỉ định cho động cơ đốt trong hoạt động hay không.

Nếu nhấn nhẹ chân ga, động cơ điện sẽ vẫn hoạt động riêng lẻ nhằm cung cấp lực kéo cho trục dẫn động đẩy xe về phía trước.

Nếu nhấn sâu chân ga, bộ điều khiển sẽ nhận định người điều khiển muốn tăng tốc nhanh. Lúc này, động cơ đốt trong sẽ được kích hoạt và hoạt động kết hợp cùng động cơ điện.

Chế độ tăng tốc

Bất cứ khi nào người điều khiển đạp chân ga thì xe hybrid sẽ lấy thêm điện từ pin để bổ sung cho động cơ điện, động cơ xăng cũng vận hành song song cùng lúc.

Nhằm giúp tăng số vòng mô-men xoắn, xe ô tô truyền thống sẽ sử dụng động cơ đốt trong khi tăng tốc. Vòng tua máy quay nhanh hơn đồng nghĩa với lượng nhiên liệu tiêu thụ cũng tăng lên.

Trong khi đó, xe hybrid tận dụng nguồn năng lượng từ ba nguồn cung cấp khác nhau, bao gồm: động cơ đốt trong, pin hybrid và máy phát điện xoay chiều. Điều này không chỉ giúp giảm tải cho động cơ đốt trong mà còn giúp tiết kiệm lượng nhiên liệu tiêu thụ.

Chế độ di chuyển trên đường bằng ở vận tốc ổn định

Khi xe hybrid di chuyển trên đường ở vận tốc thấp và ổn định thì chỉ có động cơ điện hoạt động. Tuy nhiên, khi tăng tốc, động cơ đốt trong cũng sẽ được khởi động.

Ngoài công dụng truyền lực cho xe, động cơ đốt trong còn cung cấp năng lượng cho máy phát điện và động cơ xoay chiều. Động cơ xoay chiều sẽ hỗ trợ động cơ đốt trong trong việc cung cấp năng lượng và sạc đầy pin cho xe, giúp hạn chế sự thất thoát nhiên liệu.

Chế độ giảm tốc

Quán tính sinh ra trong suốt quá trình giảm tốc sẽ làm quay máy phát điện, từ đó giúp tích trữ điện cho pin hybrid. Điều này sẽ giúp ích cho quá trình tăng tốc và khởi động, giúp xe không bị lãng phí điện năng và nhiên liệu.

Những ưu điểm và nhược điểm của xe Hybrid

1. Ưu điểm của xe sử dụng công nghệ Hybird

Tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải

Xe sử dụng song song 2 động cơ đốt trong và động cơ điện nên sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn rất nhiều. Thông qua các thử nghiệm có thể thấy rằng phiên bản hybrid có mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn từ 30 – 50% so với phiên bản động cơ truyền thống.

Chính sự kết hợp giữa 2 loại động cơ này nên xe hybrid có thể giảm thiểu 1,5 – 2 lần mức khí thải so với xe sử dụng động cơ đốt trong.

Vận hành mượt mà, êm ái

Xe hybrid nói chung còn được đánh giá vận hành, tăng tốc mượt mà, liền mạch hơn do có sự phối hợp giữa động cơ điện và động cơ đốt trong. Xe full hybrid  chạy êm ái vì phấn lớn gian thường là động cơ điện hoạt động, nhất là khi chạy ở dải tốc thấp trong đô thị.

2. Nhược điểm của xe Hybrid

Giá cao hơn

Sử dụng song song 2 loại động cơ nên sẽ có thêm nhiều bộ phận hỗ trợ. Chính vì vậy giá thành của xe sẽ cao hơn so với xe chạy 1 động cơ.

Nặng hơn, công suất hạn chế hơn

Mang trong mình 2 nguồn động cơ nên trọng lượng xe chắc chắn sẽ nặng hơn. Công suất của xe cũng sẽ hạn chế vì dòng xe này hướng đến việc tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện với môi trường nên trong nhiều tình huống vận hành ưu tiên sử dụng điện hơn dẫn đến hiệu suất hạn chế.

Tốn nhiên liệu hơn nếu hết pin

Nếu xe hết pin thì sẽ hoạt động với động cơ xăng và lúc này nhiên liệu xăng tiêu thụ sẽ cao hơn những dòng xe thường.

Vấn đề bảo dưỡng 

Xe sử dụng 2 động cơ nên việc bảo dưỡng sẽ phức tạp hợp và tất nhiên chi phí cũng cao hơn.

Trong trường hợp xe gặp các vấn đề về pin hoặc hư pin thì giá pin rất cao. Giá pin xe hybrid thấp nhất cũng trên dưới 100 triệu đồng. Tuy nhiên hiện nay nhiều hãng xe cho biết nếu bảo dưỡng và sử dụng pin đúng cách thì tuổi thọ pin cũng tương đương với tuổi thọ xe.

Có nên mua xe Hybird không?

Trải nghiệm 1 dòng xe 2 động cơ thân thiện với môi trường, tiết kiệm nhiên liệu thực sự là điều vô cùng tuyệt vời. Tuy nhiên, hiện nay dòng xe này có giá cao hơn so với xe xăng hoặc xe thuần điện nhưng các tiện nghi chưa thực sự nổi bật.

Và hơn nữa, tại thị trường Việt Nam dòng xe này chưa thực sự phổ biến do vậy việc bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế còn gặp nhiều khó khăn.

Vậy nên tùy vào nhu cầu, tài chính mà bạn có thể chọn mua hoặc không. Nếu bạn có tài chính tốt và muốn trải nghiệm thì có thể mua. Tuy nhiên, mức tài chính hạn chế và nhu cầu sử dụng nhiều, thường xuyên thì bạn nên cân nhắc nhé.

Những lưu ý khi sử dụng xe hybrid

Khi sử dụng xe ô tô hybrid, lái xe cần chú ý 6 điều sau để giúp xe luôn ở trạng thái tốt nhất:

• Luôn ưu tiên sử dụng chế độ chạy bằng điện (EV Mode)
• Đạp chân ga một cách nhẹ nhàng và dứt khoát giúp kéo dài thời gian hoạt động của động cơ điện
• Đạp chân phanh sớm và nhẹ nhàng giúp giảm thời gian phục hồi của pin
• Không nên đưa cần số về N khi dừng đèn đỏ. Nếu thời gian dừng lâu, hãy đưa cần về P
• Nên sử dụng hệ thống Cruise Control khi lái xe đường trường
• Nên chọn chế độ lấy gió trong khi bật điều hòa.