Động cơ Hybrid là gì? Các loại xe hybrid và ưu nhược điểm

Động cơ Hybrid là động cơ xe ô tô tạo nên từ 2 bộ truyền động, 1 động cơ xăng và 1 mô tơ điện. Loại động cơ Hybrid vừa giúp tiết kiệm nhiên liệu lại còn thân thiện với môi trường. Đặc điểm của loại động cơ này ra sao, nó có thực sự tốt không? Dưới đây là những thông tin về loại động cơ Hybrid.

Ảnh minh họa động cơ Hybrid

Động cơ Hybrid là gì?

Động cơ Hybrid hay xe Hybrid là loại động cơ xe kết hợp giữa động cơ xăng và mô tơ điện. Loại động cơ này ra đời nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn về hạn chế khí thải tại một số quốc gia. Bên cạnh đó, động cơ Hybrid còn có nhiều công dụng giúp tiết kiệm và tối ưu nhiên liệu cho xe ô tô nên ngày càng được sử dụng nhiều. 

Động cơ Hybrid là loại động cơ xe kết hợp giữa động cơ xăng và mô tơ điện

>>> Tham khảo thêm bài viết về: động cơ đốt trong

Cấu tạo của động cơ hybrid

Về cơ bản động cơ hybrid có cấu tạo kết hợp giữa động cơ điện và động cơ đốt trong, vì thế cấu tạo của xe hybrid gồm động cơ đốt trong, bộ điều khiển trung tâm, mô tơ điện, pin hybrid, thường là pin li-on, ngoài ra không thể thiếu máy phát điện và bộ chia công suất.

Trong đó bộ điều khiển trung tâm chịu trách nhiệm cho việc yêu cầu xe sử dụng loại động cơ nào để di chuyển, bộ chiia công suất dùng để phân chia dùng công suất của loại động cơ nào nhiều hơn và các bộ phận khác đảm nhận vai trò như tên của nó.

Cấu tạo của động cơ hybrid

Nguyên lý hoạt động của động cơ hybrid

Hiểu một cách đơn giản, nguyên lý hoạt động của động cơ Hybrid là sử dụng động cơ điện ở những đoạn đường ngắn, chạy chậm và dùng động cơ xăng khi cần tăng tốc, đi xa và chạy nhanh.

Ngoài hai bộ chuyển động chạy bằng xăng và điện, xe Hybrid còn cần một số bộ phận khác như pin, máy phát điện, bộ giảm tốc,... Có thể chia quy trình vận hành của hệ thống động cơ thành bốn giai đoạn như sau:

• Khởi động và di chuyển chậm: Pin sẽ cung cấp năng lượng cho động cơ điện để xe khởi động và bắt đầu di chuyển. Khi bạn nhấn nhẹ chân ga và đi với tốc độ thấp, xe sẽ hiểu bạn mong muốn đi chậm, vì thế chỉ có động cơ điện hoạt động để tạo lực đẩy cho xe.

• Tăng tốc: Khi bạn nhấn mạnh chân ga hoặc tăng tốc, động cơ sẽ hiểu bạn cần di chuyển với tốc độ nhanh, vì thế xe sẽ kích hoạt cả động cơ xăng và điện vận hành cùng lúc, lúc này năng lượng do pin cung cấp cho động cơ điện không đủ để giúp xe chuyển động ở tốc độ cao. Động cơ xăng sẽ hoạt động, làm quay động cơ điện và tạo ra thêm năng lượng để truyền động cho bánh xe.

  Ngoài ra, một số động cơ xăng còn trực tiếp truyền lực cho xe giúp hiệu suất truyền động được tốt hơn. Trong khi đó, xe hybrid sử dụng nguồn năng lượng từ ba nguồn cung cấp được cấu tạo trong xe, bao gồm: động cơ đốt trong, pin hybrid và máy phát điện. Việc sử dụng nhiều nguồn năng lượng ngoài giảm tải cho động cơ đốt trong mà còn mang tính bảo vệ môi trường và tuổi thọ động cơ.

• Giảm tốc và phanh xe: Lúc này máy phát điện sẽ quay nhờ vào động năng của xe, tạo ra điện và truyền lại vào pin giúp sạc đầy pin, đây được gọi là hồi quang phản chiếu đồng thời hạn chế phác thải khói từ động cơ xăng.

• Xe dừng lại: Khi chưa tắt máy thì xe vẫn sử dụng 1 trong ba nguồn năng lượng kể trên, thường là pin, ngoài ra khi bạn dừng và tắt máy, xe không hoạt động động cơ nào nữa.

Nguyên lý hoạt động của động cơ hybrid có 4 giai đoạn

>>> Tham khảo thêm bài viết về: động cơ diesel

Phân loại động cơ Hybrid

Động cơ Hybrid được chia thành ba loại chính là nối tiếp, song song và kết hợp. Ưu và nhược điểm của ba loại này như sau:

Hybrid nối tiếp

Kiểu động cơ này sẽ truyền động lực trực tiếp từ động cơ điện đến hệ thống dẫn động. Động cơ đốt trong sẽ đóng vai trò cung cấp điện, năng lượng cho ắc quy và động cơ điện.

• Ưu điểm: Tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải ra môi trường.

• Nhược điểm: Loại động cơ này có ắc quy lớn khiến cho động cơ xăng phải làm việc nhiều, dễ bị quá tải.

Hybrid song song

Động cơ điện và động cơ đốt trong sẽ cùng lúc truyền động lực tới hệ thống dẫn động. Loại này có thiết kế phức tạp, có bộ điều khiển trung tâm tự điều chỉnh khi nào cả hai động cơ cùng hoạt động hoặc làm việc độc lập.

• Ưu điểm: Hiệu suất hoạt động tốt hơn, ắc quy được thiết kế nhỏ, không gây nhiều áp lực lên động cơ xăng.

• Nhược điểm: Chi phí sản xuất cao dẫn đến giá thành cao.

Hybrid kết hợp

Là sự kết hợp của cả hai loại trên, động cơ hybrid kết hợp sở hữu hiệu suất cao, thân thiện với môi trường và không gây áp lực lên động cơ xăng. Hiện nay đây là loại được sử dụng nhiều để sản xuất xe hybrid.  

Động cơ Hybrid có ba loại là nối tiếp, song song và kết hợp

Các dòng xe Hybrid trên thị trường hiện nay

Xe hybrid trên thị trường hiện đang được chia thành 4 dòng dựa vào vai trò của động cơ điện và xăng trong hệ thống, bao gồm:

Full hybrid

Full hybrid còn có tên gọi khác là parallel hybrid, dòng xe này có động cơ điện và xăng có thể hoạt động riêng lẻ hoặc phối hợp với nhau. Động cơ điện sẽ truyền động cho xe khi chạy ở tốc độ thấp hoặc đoạn đường ngắn. Động cơ xăng sẽ vừa đảm nhận vai trò truyền động cho xe, vừa tạo năng lượng để sạc pin cho động cơ điện.

Đối với xe ô tô Full hybrid, động cơ điện sẽ hoạt động độc lập với động cơ đốt trong khi xe mới vừa khởi động và không di chuyển. Khi xe  bắt đầu di chuyển, bộ điều khiển trung tâm sẽ quyết định cho xe vận hành với động cơ điện hoặc bằng động cơ đốt trong, và cũng có thể kết hợp cả hai.

• Với vận tốc thấp, thường dưới 35 km/h, di chuyển chậm và ga nhẹ thì xe thường sử dụng động cơ điện.
• Vận hành ở vận tốc nhỏ, đạp ga mạnh, khi đó động cơ đốt trong sẽ được kích hoạt song song cùng động cơ điện để tăng tốc xe ô tô
• Di chuyển ổn định từ 50 - 60 km trở lên, động cơ đốt trong sẽ được ngừng kích hoạt, động cơ điện vẫn tiếp tục hoạt động, lúc này máy phát điện sẽ phát điện để nạp và dùng cho động cơ điện.
• Di chuyển trên cao tốc và với dải vận tốc cao từ 70 km trở lên, lúc này động cơ đốt trong sẽ hoạt động song song cùng động cơ khác để giúp xe di chuyển nhanh hơn.

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.

Xe Full hybrid có động cơ điện và xăng có thể hoạt động riêng lẻ hoặc phối hợp

Mild hybrid

Động cơ xăng của dòng xe này sẽ đảm nhận vai trò truyền động cho xe. Động cơ điện chỉ hỗ trợ để động cơ xăng được tắt đi khi xe đổ dốc, phanh gấp rồi nhanh chóng khởi động lại. Đồng thời, động cơ điện cũng giúp tăng lực kéo cho động cơ xăng và sẽ được sạc pin thông qua hệ thống phanh xe.

Một chiếc ô tô Mild hybrid sẽ có giá thành sản xuất thấp hơn một chiếc Full hybrid vì cấu tạo của động cơ MEHV không quá phức tạp như Full hybrid. Dù vậy, xe sử dụng hệ thống Mild hybrid vẫn có duy trì khả năng tiết kiệm nhiên liệu không kém cạnh full hybrid, ổn định từ 10 - 15% 

Plug in hybrid

Dòng xe này có động cơ điện, xăng hoạt động gần giống như dòng Full hybrid nhưng việc sạc pin cần phải dùng phích cắm nối với nguồn điện bên ngoài. Thời gian xe chỉ chạy bằng điện cũng sẽ dài hơn do pin có dung lượng lớn. Khi xe hết pin, việc truyền động sẽ được chuyển sang cho động cơ xăng.

Nguyên lý hoạt động của dòng xe Plug-in hybrid tương tự như Full hybrid. Xe có thể hoạt động độc lập hai hệ thống là hoàn toàn bằng điện và chỉ sử dụng động cơ đốt trong để truyền động và sạc pin nhờ máy phát điện khi xe bị hết pin. Đồng thời, nhờ dung lượng pin lớn, PHEV có thể di chuyển được quãng đường khá dài hơn so với các dòng xe hybrid khác.

Xe Plug in hybrid cần phải sạc pin riêng bên ngoài

Range extender hybrid

Động cơ điện của dòng xe này có vai trò truyền động giúp xe di chuyển. Còn động cơ xăng chỉ có một nhiệm vụ là sạc pin cho động cơ điện. Tuy nhiên, đặc điểm này lại khiến cho xe nặng hơn, hệ thống động cơ bị giảm hiệu suất và phải tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn.

Trên thị trường hiện nay không ghi nhận có các mẫu xe sử dụng hệ thống REX kể trên. Tuy nhiên trước đây từng có một số mẫu xe REX được phân phối như BMW i3 REX, Chevrolet Volt…, hiện nay đều đã khi tử.

Công nghệ Micro hybrid

Có thể nói MH là công nghệ ít được biết đến nhất do một số lý do: trong khi các công nghệ hybrid sau này có mức tiết kiệm nhiên liệu từ 30% trở lên thì MH chỉ có mức tiết kiệm 5 -10% khá hạn chế nên ít được các doanh nghiệm sử dụng, ngoài ra tính lỗi thời và một số lý do khác dẫn đến công nghệ này ngày càng ít thu hút trong mắt người tiêu dùng.

Ưu điểm khi sử dụng công nghệ hybrid

Ưu điểm nổi bật nhất khi nói đến các dòng xe hybrid là khả năng tiết kiệm xăng. Khi di chuyển trong thành phố, trên những đoạn đường đông đúc hay thậm chí kẹt xe thì người dùng cũng không cần lo tốn nhiên liệu vì khi đó xe chạy bằng điện. 

Điểm đáng nói thứ hai là vì hạn chế sử dụng xăng, dầu nên những chiếc xe hybrid gần như không xả khí thải ra môi trường. Đây là điều được cả thế giới đánh giá cao khiến xe hybrid được ưa chuộng. 

Xe hybrid thân thiện với môi trường, giúp giảm bớt nhiên liệu tiêu thụ

Một ưu điểm nữa là việc điều khiển xe rất dễ dàng do đa số xe hybrid đều được trang bị hộp số tự động. Hoặc nếu không thì một số mẫu xe sẽ trang bị hộp số vô cấp nên người dùng sẽ không cần lo gặp vấn đề trong việc điều khiển.

Nhược điểm cần biết khi sử dụng động cơ hybrid

Động cơ hybrid thật sự có thể tiết kiệm được nhiên liệu và làm giảm lượng khí thải ra môi trường. Tuy nhiên, vẫn còn có những yếu tố khác khiến các mẫu xe hybrid không phải là lựa chọn tối ưu nhất cho người dùng. Các yếu tố đó bao gồm:

• Mức giá cao: Những mẫu xe hybrid có giá cao hơn so với những loại xe thường. Hơn nữa, nếu chủ sở hữu có bán lại thì xe cũng bị mất giá khá nhanh.

• Giá xăng giảm: Giá xăng giảm khiến cho chi phí nhiên liệu của xe thường cũng được giảm đáng kể. Từ đó, ưu thế về khả năng tiết kiệm nhiên liệu của xe hybrid không còn quá lớn.

• Chi phí bảo trì cao: Do có thiết kế đặc thù nên chi phí bảo trì, đặc biệt là tiền thay pin của xe hybrid khá cao. Mỗi bộ pin khi thay có thể tốn đến gần 100 triệu. 

Xe hybrid có một số hạn chế

Mặc dù vẫn có những mẫu xe hybrid có thể đáp ứng yêu cầu tiết kiệm chi phí nhưng đây chỉ là con số nhỏ. Do đó, người dùng cần phải cân nhắc trước khi lựa chọn sử dụng loại xe này.

Lưu ý cần biết khi dùng xe có động cơ hybrid

• Xe hybrid uôn ưu tiên chạy chế độ dùng điện.

• Chỉ nên đạp chân ga nhẹ vì nếu đạp mạnh thì động cơ xăng sẽ hoạt động.

• Đạp chân phanh thật sớm và nhẹ nhàng để giúp pin được sạc nhiều hơn.

• Chỉ nên đưa cần số về P, khi nào đến nơi và dừng xe hẳn thì mới đưa về N.

• Nếu chạy đường dài thì hãy dùng hệ thống Cruise Control.

• Khi mở máy lạnh trong xe thì chỉ nên mở chế độ lấy gió trong.

Lưu ý cần biết khi lái xe hybrid

Top các dòng xe trang bị động cơ hybrid

Xe Toyota Corolla Cross 1.8 HV bản hybrid

Dòng xe Toyota Corolla Cross là mẫu xe đầu tiên của Toyota có phiên bản full hybrid đầu tiên trong phân khúc bình dân được bán tại Việt Nam. Đây là một chiếc xe 5 chỗ gầm cao hạng B và được nhiều người Việt Nam tin dùng.

Dòng xe Corolla Cross hybrid 1.8HV được cung cấp trên động cơ xăng 1.8L công suất  cho ra cực đại 138 mã lực kết hợp cùng một mô tơ điện công suất 53 mã lực. Bởi thế xe này có tính tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường.

Xe Toyota Corolla Cross 1.8 HV bản hybrid

Toyota Camry 2.5 HV bản hybrid

Trái ngược hoàn toàn với Toyota Corolla Cross, dòng xe Camry của nhà Toyota là dòng xe  "chủ tịch" ở phân khúc tầm trung và được trang bị động cơ hybrid theo xe gần đây, sự kết hợp giữa động cơ 2.5l cùng động cơ điện cho ra công suất cực đại đạt 176 mã lực và mô men xoắn tối đa 221Nm, phối hợp hộp số tự động vô cấp E-CVT, cho cảm giác "đạp là dính".

Mặc dù có khối động cơ khá mạnh mẽ nhưng khi vận hành thực tế, nhiều tờ báo lớn như Dân Chơi Ô Tô, Vietnamnet đều cho rằng đây là dòng xe vận hành êm ái và tiết kiệm nhiên liệu.

Toyota Camry 2.5 HV bản hybrid

Toyota Corolla Altis 1.8 HEV

Đây gần như là mẫu xe sedan hạng C đầu tiên tại Việt Nam được trang bị động cơ Hybrid, Phiên bản xe Toyota Corolla Altis hybird bản 1.8 HEV là sự kết hợp giữa động cơ xăng 1.8L cho công suất 97 mã lực, mô men xoắn tối đa 142Nm và với động cơ điện công suất 53 mã lực, mô men xoắn 163Nm. Tổng công suất đầu ra trên dòng xe này là150 mã lực, mô men xoắn cực đại  lên tới 305Nm. 

Khá đáng tiếc cho dòng xe này khi chỉ được trang bị hộp số tự động vô cấp CVT, tuy nhiên mức tiêu thụ nhiên liệu trong đô thị của xe chỉ chỉ 4,3 lít/100km, khá tiết kiệm so với các động cơ xăng truyền thống khác.

Toyota Corolla Altis 1.8 HEV

Xe Toyota Innova Cross HEV

Đây là phiên bản đắt nhất trong các dòng Inova của Toyota khi bạn phải chi trả gần 1 tỷ đồng chưa tính thuế và phí để sở hữu, Innova Cross là mẫu xe đa dụng cỡ trung, là dòng xe 7 chỗ được trang bị động cơ tiết kiệm nhiên liệu, do đó khả năng vận hành mạnh mẽ với khung gầm được cải tiết trên nền tảng thiết kế toàn cầu TNGA duy trì sự ổn định và tiết kiệm cho xe

Sức mạnh của Toyota Innova Cross hybrid dựa trên động cơ xăng có công suất 150 mã lực kết hợp mô tơ điện 111 mã lực, kết hợp với hộp số tự động vô cấp CVT, hơn thế nữa, với phiên bản này còn được trang bị dòng pin tiên tiến nhất, nhẹ nhàng, nhỏ gọn và vẫn mang lại động lực mạnh mẽ để vận hành xe.

Xe Toyota Innova Cross HEV

Honda CR-V e:HEV bản RS 

Thay vì cấu hình 5 + 2 như các phiên bản CRV trước, phiên bản mới nhất của chiếc xe đến từ Honda này lại chỉ được trang bị 5 chỗ ngồi và thuộc phân khúc SUV/CUV hạng C, do được trang bị khối động cơ hybrid nên dòng xe này được mệnh danh là  "xe tiền tỷ" với mức giá bán ra khá cao, lên tới 1 tỉ 299 triệu đồng lúc mới ra mắt.

Công suất đầu ra của Honda CR-V HEV 2024 phụ thuộc và 2 động cơ là động cơ xăng, hút khí tự nhiên, có dung tích 2.0L, kết hợp với 2 mô-tơ điện đặt ở cầu trước, tạo ra tổng công suất 204 mã lực và mô-men xoắn cực đại lên tới335 Nm.

Honda CR-V e:HEV bản RS 

Xe Lexus RX450h Hybrid

Xe Lexus RX450h hybrid là một mẫu xehạng sang 5 chỗ gầm cao và cỡ trung. Đây là dòng xe full hybrid nhập khẩu nguyên chiếc từ nước ngoài và phân phối chính hãng tại Việt Nam, Xe sử dụng động cơ V6 dung tích 3.5L kết hợp với 2 – 3 mô tơ điện (tuỳ theo phiên bản) cho công suất vận hành cực kỳ ấn tượng.

Sử dụng hệ thống treo thích ứng, được trang bị hộp số vô cấp CVT cùng hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian, cho công suất tối đa lên tới 308 mã lực và mô men xoắn cực đại đạt 335 Nm, cho cảm giác lái vô cùng "đã" khi lái xe.

Xe Lexus RX450h Hybrid

Xe Kia Sorento mới

Xuất hiện lần đầu vào năm 2022, đến nay Kia vẫn duy trì Sorento với các phiên bản, trong đó có Sorento hybrid, được trang bị công nghệ hybrid PHEV vì thế giá bán ra lúc trình làng ô tô của xe đạt đến 1,5 tỷ đồng.

Sức mạnh của Sorento bản HEV được vận hành bởi động cơ xăng SmartStream mới nhất của Kia có dung tích 1.6L tubor tăng áp có công suất tối đa 178 mã lực và mô-men xoắn cực đại đạt 265 Nm. Ngoài ra xe còn được đi kèm động cơ điện có công suất 44.2 kW (tương đương 60 mã lực). Đi kèm theo đó là bộ pin công nghệ Polymer mới từ nhà Li-on có dung lượng lên tới 1,49 kWh.

Xe Kia Sorento mới

Xe Suzuki Ertiga Hybrid 

Xe Suzuki Ertiga Hybrid được bán ra lần đầu tại Việt Nam vào tháng 9/2022. So với các mẫu xe 7 chỗ, dòng xe nhà Suzuki có khả năng vận hành vô cùng tiết kiệm. Đồng thời mẫu xe này là nhập khẩu nguyên chiếc từ Indonesia và nổi tiếng suốt 2 năm qua vì khả năng "giữ giá" tốt của mình.

Được trang bị động cơ xăng có dung tích 1.5L kết hợp cùng mô tô điện cho tổng công suất 105 mã lực và mô-men xoắn cực đại đạt 138 Nm. Khối động cơ này đi kèm hộp số tự động 4 cấp hoặc số sàn 5 cấp, hứa hẹn đây là mẫu xe lai điện có khả năng tiết kiệm nhất.

Theo công bố của Suzuki, xe Ertiga Hybrid bản số tự động cao cấp có mức tiêu thụ nhiên liệu chỉ 5,38 lít/ 100 km đường hỗn hợp, và ở trong điều kiện đô thị và đường ngoài đô thị lần lượt là  6 lít/ 100km và 5,05 lít/100km.

Xe Suzuki Ertiga Hybrid 

Động cơ hybrid có thật sự tiết kiệm nhiên liệu?

Theo kinh nghiệm lái xe của các bác tài, động cơ hybrid thật sự có thể tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả. Để làm được điều này, những chiếc xe hybrid đã được nhà sản xuất chế tạo với các cơ chế đặc biệt, cụ thể là:

• Chu trình Atkinson: Hiệu quả đốt cháy nhiên liệu tốt hơn so với chu trình Otto mà xe thường được trang bị. 

• Chế độ thông minh: Xe có chế độ thông minh giúp hạn chế để động cơ xăng hoạt động, tránh việc tiêu thụ nhiều nhiên liệu. 

• Kết hợp nhiều nguồn năng lượng: Xe hybrid có ba nguồn năng lượng là động cơ xăng, động cơ điện và ắc quy. Không những vậy, năng lượng giảm tốc khi phanh còn được dùng để sạc cho pin. 

Động cơ hybrid có các cơ chế đặc biệt giúp tiết kiệm nhiên liệu rất tốt

Động cơ hybrid có tốt và bền không?

Động cơ hybrid đã được nghiên cứu và ứng dụng hơn 20 năm trước ở nhiều nước phát triển trên thế giới. Đến nay, các nhà sản xuất đã tìm ra được những giải pháp giúp nâng cao hiệu suất cũng như độ bền của động cơ. Ngoài ra, những mẫu xe hybrid cũng có chế độ bảo hành như xe thường. Do đó có thể kết luận là những chiếc xe hybrid tốt và bền.

Động cơ hybrid tốt và bền

Trên đây là giải đáp về động cơ hybrid là gì? và đánh giá động cơ hybrid có tốt không. Nếu đang muốn tìm hiểu thêm về các mẫu xe hybrid, bạn hãy liên hệ với nuoixe.vn để được tư vấn qua Hotline: (+084) 813055191