Xe hybrid là gì và cách hoạt động của xe hybrid

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 mạnh mẽ.

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

Xe ô tô hybrid đang dần trở nên phổ biến với khách hàng Việt. (Ảnh minh họa: Toyota)

Động cơ 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.

Với động cơ 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.

Cuối cùng là động cơ 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.

Cách hoạt động của xe hybrid

Về cấu tạo của xe hybrid, 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 mô tơ 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 mô tơ điện.

Vậy động cơ xăng và mô tơ điện của xe hybrid kết hợp với nhau như thế nào trong từng giai đoạn chuyển động 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 với những khách hàng lần đầu dùng xe hybrid.

Khi 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 mô tơ 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 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.

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, khi xe 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 mô tơ điện sẽ tự ngắt để bảo toàn nguồn năng lượng.

Chiếc xe hybrid đầu tiên ra mắt vào năm 1899, được chế tạo bởi Pieper, Liège của Bỉ và công ty truyền tải điện Vendovelli và Priestly của Pháp.

Đến năm 1997, hãng Toyota ra mắt mẫu xe sedan hybrid Toyota Prius. Cùng thời gian đó Honda cũng trình làng mẫu xe Honda Civic và Honda Civic hybrid. Đây cũng là dấu mốc đánh dấu cho sự phát triển dòng của dòng xe hybrid chính thức được thương mại hoá trong kỷ nguyên hiện đại.