Các loại xe hybrid: Nguyên lý vận hành, cấu tạo và ưu nhược điểm cần biết

Xe hybrid có 4 loại chính: song song, nối tiếp, cắm sạc (PHEV) và nhẹ. Mỗi loại có ưu, nhược điểm riêng, phù hợp với nhu cầu khác nhau.

Tóm tắt nhanh:

Xe hybrid có 4 loại chính

Parallel Hybrids: Tiết kiệm nhiên liệu tối ưu trong đô thị, chuyển đổi mượt mà, nhưng hiệu suất giảm ở tốc độ cao.

Series Hybrids: Hiệu quả ở tốc độ ổn định, nhưng cần pin lớn, ít phổ biến trên xe du lịch.

Plug-In Hybrids: Chạy bằng điện trong quãng ngắn, giảm chi phí nhiên liệu, nhưng cần sạc thường xuyên và chi phí ban đầu cao.

Mild Hybrids: Tiết kiệm chi phí, dễ tích hợp, nhưng cải thiện nhiên liệu không đáng kể.

Xe hybrid là xe gì?

Xe hybrid đã trở thành lựa chọn phổ biến cho người mua xe nhờ khả năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải. Toyota Prius, dù không phải là mẫu xe hybrid đầu tiên, đã mở đường cho thành công thương mại của dòng xe này, đồng thời giới thiệu hệ thống hybrid song song (parallel-hybrid) với hai động cơ.

Nhưng các loại xe hybrid khác nhau hoạt động ra sao và có gì nổi bật?

Xe hybrid song song (Parallel Hybrids)

Hệ thống hybrid song song sử dụng cả động cơ xăng và động cơ điện để truyền động tới bánh xe, có thể hoạt động cùng lúc hoặc độc lập. Toyota lần đầu tiên giới thiệu hệ thống này trên Prius tại Nhật Bản năm 1997, với hai động cơ điện đặt giữa động cơ xăng và bánh trước, sử dụng bộ pin dung lượng nhỏ (0,8–1,4 kWh).

Hệ thống này tích hợp tính năng “phân tách công suất”, kết hợp cả hai nguồn lực để tạo ra mô-men xoắn duy nhất tới bánh xe. Ở tốc độ thấp hoặc tải nhẹ, xe có thể chạy hoàn toàn bằng điện, trong khi động cơ xăng sẽ khởi động khi cần thêm sức mạnh.

Hệ thống phanh tái sinh giúp thu hồi tới 30% năng lượng, mang lại mức tiêu hao nhiên liệu ấn tượng: 17–23 km/lít trên Toyota Prius hoặc Corolla Hybrid.

Hiệu quả cao nhất đạt được trong điều kiện giao thông đô thị, nơi xe thường xuyên dừng và chạy. Bộ truyền động hành tinh thay thế hộp số truyền thống, cho phép điều chỉnh tỷ số truyền liên tục, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng điện và giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ.

Xe hybrid nối tiếp (Series Hybrids)

Khác với hybrid song song, hệ thống hybrid nối tiếp đơn giản hơn. Động cơ xăng chỉ dùng để chạy máy phát điện, nạp năng lượng cho bộ pin, trong khi bánh xe được dẫn động hoàn toàn bởi động cơ điện. Cấu hình này tương tự như đầu máy xe lửa diesel-điện, hoạt động hiệu quả nhất ở tốc độ ổn định.

Tuy nhiên, xe hybrid nối tiếp cần bộ pin dung lượng lớn hơn do nhu cầu công suất thay đổi lớn khi di chuyển trên đường. Tại Mỹ, một số mẫu xe như BMW i3 REx, Fisker Karma hay sắp tới là Ram 1500 Ramcharger sử dụng hệ thống này, nhưng số lượng không nhiều.

Xe hybrid cắm sạc (Plug-In Hybrids - PHEVs)

Xe hybrid cắm sạc (PHEV) là phiên bản nâng cấp của hybrid song song, với bộ pin lớn hơn có thể sạc từ lưới điện, cho phép xe chạy hoàn toàn bằng điện trong một khoảng cách nhất định (từ 11 đến 82 km theo EPA 2024). Chevrolet Volt (2011–2018) là mẫu xe tiên phong, giúp nhiều người dùng di chuyển hàng ngày chỉ bằng điện.

PHEV như Toyota Prius Prime, RAV4 Prime hay các mẫu từ Hyundai, Kia, và Jeep 4xe đều được xây dựng từ hệ thống hybrid song song. Tuy nhiên, nếu không được sạc thường xuyên, các mẫu này chỉ hoạt động như hybrid thông thường, nhưng nặng hơn và tốn kém hơn.

Xe hybrid nhẹ (Mild Hybrids)

Xe hybrid nhẹ sử dụng động cơ điện không đủ mạnh để tự dẫn động xe, thường được đặt giữa động cơ và hộp số hoặc tích hợp vào hệ thống khởi động.

Hệ thống này dùng pin nhỏ để lưu trữ năng lượng từ phanh tái sinh hoặc động cơ dư thừa, hỗ trợ tăng tốc và tiết kiệm nhiên liệu, dù hiệu quả thấp hơn so với hybrid đầy đủ.

Hệ thống hybrid nhẹ thường hoạt động ở điện áp 48V, mang lại hiệu suất tốt hơn hệ thống 12V truyền thống nhưng chi phí thấp hơn so với hybrid đầy đủ (280–400V).

ADQuảng cáo

Nguồn: https://baonghean.vn/cac-loai-xe-hybrid-nguyen-ly-van-hanh-cau-tao-va-uu-nhuoc-diem-can-biet-10304494.html