Chuyên đề công nghệ Hybrid

* Các dòng xe lắp đặt hệ thống Hybrid tham khảo:Ngoài ra: - Honda Insight - chiếc hybrid đầu tiên được bán tại thị trường Mỹ - Honda Civic Hybrid - trông không khác gì so với Civic phiên

CÔNG NGHỆ HYBRID

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

1 Công nghệ Hybrid là gì?

Trong tiếng Anh, chữ “hybrid” có nghĩa là tổ hợp.

Ô tô hybrid là dòng xe sử dụng động cơ tổ hợp Động cơ hybrid là loại động cơ kết hợp giữa động cơ chạy bằng năng lượng thông thường với động cơ điện lấy năng lượng điện từ một ắc quy đặc biệt Nhờ vậy mà động cơ này có thể tiết kiệm được nhiên liệu khi vận hành bằng động cơ điện đồng thời tái sinh được năng lượng điện để dùng khi cần thiết.

Vậy bí mật của công nghệ hybrid là gì?

Tại sao nó đem lại thành công cho nhiều hãng xe ứng dụng công nghệ này?

1 Công nghệ Hybrid là gì?

* Đặc tính của các hệ thống hybrid:

- Tránh thất thoát nhiên liệu một cách vô ích vì có thể tự động dừng động

cơ khi không cần thiết.

- Mô-tơ điện sẽ giúp làm nóng động cơ khi khởi động và trợ lực giúp xe lăn bánh.

- Đạt hiệu quả cao hơn xe chỉ dùng động cơ đốt trong chừng 30% Khi động cơ không hiệu quả (ví dụ như khi dừng xe), nó sẽ bị ngắt đi, trong khi mô-tơ điện vẫn chạy Còn khi động cơ hoạt động mạnh nhất, nó sẽ

1 Công nghệ Hybrid là gì?

* Các dòng xe lắp đặt hệ thống Hybrid (tham khảo):

* Các dòng xe lắp đặt hệ thống Hybrid (tham khảo):

* Các dòng xe lắp đặt hệ thống Hybrid (tham khảo):

Ngoài ra:

- Honda Insight - chiếc hybrid đầu tiên được bán tại thị trường Mỹ

- Honda Civic Hybrid - trông không khác gì so với Civic phiên bản thường

- Audi Q7 hybrid

- Ford Escape hybrid

Thậm chí công nghệ hybrid đã bước vào thế giới xe máy, khởi đầu cho xu

hướng này là Piaggio với chiếc MP3 Hybird với động cơ 125cc so với 250cc ở phiên bản thường Chiếc xe này sẽ có mặt trên thị trường vào năm 2009, nguyên tắc hoạt động cũng giống như động cơ hybrid trên ô tô

2 Phân loại hệ thống Hybrid:

a Hệ thống Hybrid nối tiếp

phát điện để cấp điện cho

động cơ và nạp điện cho

ắc quy chính của xe

2 Phân loại hệ thống Hybrid:

b Hệ thống Hybrid song song

Động cơ chính làm nhiệm vụ

chủ yếu là dẫn động cho các

bánh xe chủ động, đồng thời

truyền chuyển động đến

máy phát để nạp điện cho ắc

quy Mô tõ điện sẽ hỗ trợ

trong trường hợp xe cần

tăng tốc nhờ vậy mà có thể

tiết kiệm được nhiên liệu

2 Phân loại hệ thống Hybrid:

c Hệ thống Hybrid hỗn hợp

Bộ chia công suất trong hệ

thống đảm nhiệm việc phân

phối công suất từ động cơ

chính và mô tơ điện theo

các tỷ lệ khác nhau đến

bánh xe chủ động Các dòng

xe hybrid sử dụng hệ thống

này là Prius, RX400h v v…

3 Các bộ phận hệ thống Hybrid:

a Động cơ

3 Các bộ phận hệ thống Hybrid:

b Hộp số

3 Các bộ phận hệ thống Hybrid:

b Hộp số

Cụm bánh răng hành tinh trong hộp số đóng vai trò như một bộ chia công suất có nhiệm vụ chia công suất từ động cơ chính của xe thành hai thành phần tạm gọi là phần dành cho cơ và phần dành cho điện Các bánh răng hành tinh của nó có thể truyền công suất đến động cơ chính, động

cơ điện – máy phát và các bánh xe chủ động trong hầu hết các điều kiện khác nhau Các bánh răng hành tinh này hoạt động như một cơ cấu truyền động biến đổi liên tục (CVT

3 Các bộ phận:

b Hộp số

Tổ hợp mô tơ điện – máy

phát số 1 (MG1) có nhiệm

vụ nạp điện trở lại cho ắc

quy điện áp cao đồng thời

cấp điện năng để dẫn động

cho MG2 MG1 hoạt động

như một mô tơ để khởi

động động cơ chính của xe

đồng thời điều khiển tỷ số

truyền của bộ truyền bánh

xe chủ động tiến hoặc lùi xe.

Trong suốt quá trình giảm

tốc và phanh xe, MG2 hoạt

động như một máy phát và

hấp thu động năng (còn gọi

là quá trình hãm tái sinh

năng lượng) chuyển hóa

thành điện năng để nạp lại

3 Các bộ phận hệ thống Hybrid:

c Bộ chuyển đổi (hay bộ điều khiển công suất)

3 Các bộ phận hệ thống Hybrid:

c Bộ chuyển đổi (hay bộ điều khiển công suất)

Bộ chuyển đổi biến dòng điện một chiều từ

ắc quy điện áp cao thành dòng xoay chiềulàm quay mô tơ điện hoặc biến dòng xoaychiều từ máy phát thành dòng điện mộtchiều để nạp điện cho ắc quy Về cấu tạo,

nó gồm một bộ khuếch đại điện năng đểtăng điện áp được cung cấp lên đến 500Vđồng thời nó được trang bị một bộ chuyểnđổi dòng một chiều để nạp điện cho ắc quyphụ của xe và một bộ chuyển đổi dòng xoaychiều để cấp điện cho máy nén trong hệ

3 Các bộ phận hệ thống Hybrid:

d Ắc quy điện áp cao

Ắc quy chính của xe được bảo vệtrong một vỏ niken-kim loại hyđruachắc chắn hơn và có mật độ nănglượng cao hơn so với bình thường Nógồm 168 cặp cực ắc quy với điện ápchuẩn là 200V (1,2V x 168 cặp cực ắcquy) được nạp điện bởi động cơ chínhthông qua tổ hợp MG1 khi xe chạybình thường và tổ hợp MG2 trong suốtquá trình hãm tái sinh năng lượng

3 Các bộ phận hệ thống Hybrid:

e Cáp nguồn

Cáp nguồn hay cáp công suất trong xe hybrid dùng để truyền dòng điện có cường

độ và điện áp cao giữa các thiết bị như ắc quy điện cao áp, bộ chuyển đổi, các tổhợp MG1, MG2 và máy nén trong hệ thống điều hòa Đường dây cáo áp và các giắc

3 Các bộ phận hệ thống Hybrid:

f. Ắc quy phụ

Loại ắc quy DC12V này được bố trí cố định phía sau xe, duy trì và cung cấp dòng

4 Các chế độ hoạt động của hệ thống Hybrid:

a Chế độ sẵn sàng khởi hành

Ở chế độ này, đèn “READY” sáng lên để thông báo với người lái xe rằng xe đã sẵnsàng chuyển bánh

4 Các chế độ hoạt động của hệ thống Hybrid:

4 Các chế độ hoạt động của hệ thống Hybrid:

a Chế độ sẵn sàng khởi hành

Khi chuyển cần số sang vị trí “D” và nhả bàn đạp phanh, xe bắt đầu di chuyển Lúcnày, chỉ có mô tơ điện dẫn động các bánh xe chủ động quay ở dải tốc độ thấp Cuốiquá trình này, động cơ chính của xe mới bắt đầu tham gia dẫn động cho xe tăng tốc

4 Các chế độ hoạt động của hệ thống Hybrid:

b Chế độ chạy xe bình thường

Khi xe đã đạt đến tốc độ ổn định, cả động cơ và mô tơ điện đều tham gia dẫn độngcho bánh xe chủ động Công suất từ động cơ chính được chia thành hai phần: một

4 Các chế độ hoạt động của hệ thống Hybrid:

b Chế độ chạy xe bình thường

Dòng điện được sinh ra từ máy phát qua bộ chuyển đổi đến làm quay mô tơ điện

Sự phân bố công suất động cơ như vậy nhằm tối ưu hóa trong tiết kiệm nhiên liệu.Khi cần thiết, công suất dư thừa sinh ra từ động cơ sẽ được máy phát tiếp nhận để

4 Các chế độ hoạt động của hệ thống Hybrid:

c Chế độ tăng tốc tối đa

Khi muốn tăng tốc tối đa, ắc quy cao áp sẽ cung cấp thêm năng lượng vào mô tơ

4 Các chế độ hoạt động của hệ thống Hybrid:

d Chế độ giảm tốc và dừng xe

Trong quá trình giảm tốc, mô tơ điện hoạt động như một máy phát điện được dẫnđộng nhờ động năng từ các bánh xe chủ động Người ra gọi chế độ này là “chế độhãm tái sinh năng lượng” khi mà động năng được chuyển hóa thành điện năng qua