Xe hybrid: Cấu tạo, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm

Ngày càng nhiều nhà sản xuất ô tô trên thế giới đang hướng tới xu hướng "điện khí hóa" nhằm giảm phát thải ra môi trường. Vậy xe sử dụng động cơ hybrid là gì? Liệu dòng xe hybrid có thực sự là giải pháp tốt nhất trong vấn đề về môi trường & nhiên liệu hay không. Hãy cùng Auto5 tìm câu trả lời trong bài viết dưới đây một cách đầy đủ nhất:

Xe hybrid là gì?

Xe hybrid là loại xe sử dụng nhiều hơn hai động cơ. Một trong số đó có thể là động cơ đốt trong và động cơ điện. Việc kết hợp 2 động cơ trở lên giúp mẫu xe cải thiện được quãng đường di chuyển cho một lần nạp nhiên liệu được tăng lên. Điều này cũng đồng nghĩa với việc mức tiêu hao nhiên liệu sẽ giảm một cách rõ rệt khi sử dụng xe hybrid.

Nguyên lý hoạt động của xe hybrid khá đơn giản. Xe hybrid sẽ dùng động cơ điện khi di chuyển trên các quãng đường ngắn hay cần tốc độ chậm trong các tình huống ùn, tắc giờ cao điểm. Ngược lại, động cơ xăng được dùng ở các quãng đường lớn, tốc độ cao như cao tốc, đường trường.

Thế nào là xe ô tô vừa chạy xăng vừa chạy điện

Xe ô tô vừa chạy xăng vừa chạy điện là dòng xe sử dụng song song hai nguồn động cơ, vừa động cơ đốt trong và cả động cơ điện. Nhiều người thường nhầm lẫn xe hybrid với xe điện, mặc dù cả hai khác nhau hoàn toàn. Xe hybrid là dòng xe có sự hỗ trợ của động cơ điện nhưng chủ yếu vẫn là xe chạy bằng động cơ đốt trong.

Phân loại xe hybrid có trên thị trường hiện nay

Hiện tại xe hybrid được chia làm 4 loại là: Full hybrid, Mild hybrid, Pulg-in hybrid & Range extender hybrid. 

Xe Full hybrid

Đây là dòng xe phổ biến và thông dụng nhất hiện nay. Loại động cơ này thường sử dụng động cơ điện từ 30-70 kW cùng với động cơ xăng. Nhờ sử dụng động cơ điện mạnh hơn cùng mức pin có dung lượng lớn mà chiếc xe có thể hoạt động riêng lẻ từng động cơ.

Ngoài ra, pin của động cơ điện còn có thể tự sách bằng năng lượng cung cấp từ động cơ đốt trong. Những dòng xe full hybrid có thể chạy hoàn toàn bằng điện hoặc kết hợp cả 2.

Thông thường, động cơ điện thường hoạt động riêng lẻ ở dải tốc độ thấp & trung bình. Tuy chỉ di chuyển được quãng đường ngắn nhưng pin có thể tự sạc nhanh bằng động cơ đốt trong. Ở loại xe này, động cơ đốt trong vừa đảm nhận truyền lực cho xe, vừa tạo năng lượng để sạc pin cấp điện cho động cơ.

Một số dòng xe Full hybrid hiện nay có Toyota Pirus, Toyota Corolla Hybrid, Toyota Camry hybrid, Toyota Corolla Cross hybrid, Toyota RAV4 hybrid,...

Xe Mild hybrid (MHEV)

Mild hybrid dòng xe lai điện hạng nhẹ. Ở dòng xe này, động cơ điện chỉ đóng vai trò hỗ trợ cho động cơ đốt trong, không thể vận hành độc lập như dòng xe Full hybrid.

Nhiệm vụ chính của mô tơ điện là cho phép động cơ đốt trong ngừng hoạt động khi xe đang ở trong trạng thái lao dốc, phanh gấp, tạm dừng,... và nhanh chóng khởi động lại sau đó.

So với hệ thống full-hybrid thì mild-hybrid có giá thành thấp hơn do kết cấu đơn giản và chi phí sản xuất ít tốn kém. Trên thực tế, dòng xe mild-hybrid chỉ giúp tiết kiệm 10-15% nhiên liệu và không bằng dòng xe Full-hybrid.

Hệ thống mild-hybrid thường được nhiều hãng xe sang như BMW, Mercedes-Benz, Audi, Volvo,.. sử dụng trên các mẫu xe của mình.

Xe Plug-in hybrid (PHEV)

Plug-in hybrid là dòng xe hybrid cũng sử dụng động cơ điện và động cơ đốt trong nhưng pin của động cơ điện không do động cơ đốt trong nạp đầy mà phải được sạc bằng cách kết nối với nguồn điện bên ngoài thông qua phích cắm.

Về nguyên lý hoạt động, xe plug-in hybrid tương tự như xe full hybrid nhưng quãng đường di chuyển khi tự vận hành của động cơ điện sẽ kéo dài hơn nhờ dung lượng pin lớn. Trong trường hợp hết pin, động cơ đốt trong vẫn truyền động bình thường.

So với các dòng xe hybrid khác thì PHEV có khả năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải một cách tốt hơn. Tuy nhiên nhược điểm của dòng xe này chính là hệ thống sạc chưa thực sự tối ưu, nhiều người sử dụng chỉ dùng xe PHEV như một chiếc xe hơi thông thường.

Một số mẫu xe thương mại áp dụng hệ thống plug-in hybrid có Mitsubishi Outlander, Audi Q7 E-tron,...

Xe Range extender hybrid (REX)

Đi ngược với 3 dòng xe hybrid trên, REX là loại xe hybrid sử dụng động cơ đốt trong chỉ để sạc pin cho động cơ điện. Ưu điểm của dòng xe này là có thể chạy liên tục mà không lo hết điện.

Tuy nhiên, nhược điểm của dòng xe này là hiệu suất xe kém do trọng lượng lớn khi bổ sung thêm động cơ đốt trong. Đồng thời, hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu cũng không quá ấn tượng.

Hiện nay, trên thị trường không còn sử dụng các mẫu xe sử dụng REX. Một số mẫy xe trước đây từng sử dụng động cơ này có BMW i3 REX, Chevrolet Volt,...

Nguyên lý hoạt động của xe hybrid

Hiện nay, dòng xe full-hybrid được ứng dụng nhiều hơn cả bởi những ưu việt mà dòng xe mang lại. Nguyên lý hoạt động của xe full hybrid khá đơn giản. Trong từng giai đoạn xe lăn bánh, động cơ xăng và động cơ điện đều có vai trò & nhiệm vụ khác nhau.

Cụ thể như sau:

Giai đoạn 1: Khởi động

Ở giai đoạn này, thông thường chỉ có động cơ điện hoạt động, máy xăng chưa khởi động. Vì vậy, tài xế sẽ không thấy tiếng nổ của động cơ xăng khi đề máy.

Giai đoạn 2: Nhấn ga di chuyển tốc độ thấp

Nếu tài xế chỉ nhấn nhẹ nhàng chân ga thì vẫn chỉ có mô tơ điện làm việc, cung cấp lực kéo cho trục dẫn động, đẩy xe về phía trước một cách nhẹ nhàng.

Giai đoạn 3: Tăng tốc

Khi tài xá đạp sâu chân ga, ngay lập tức động cơ xăng được kích hoạt để hỗ trợ động cơ điện. Bất cứ khi nào tài xế đạp thốc ga, dù ở vị trí đứng yên hay đang chạy đều ở dải tốc độ thấp, xe đều lấy thêm điện từ ắc quy để bổ sung cho động cơ điện, đồng thời động cơ xăng hoạt động hỗ trợ.

Giai đoạn 4: Ổn định tốc độ

Khi xe đã đạt đến tốc độ ổn định, duy trì ổn định ở tốc độ trong khoảng 60 km/h cũng sẽ chỉ có động cơ điện hoạt động nếu pin còn đủ năng lượng. Đặc biệt, động cơ xăng vẫn luôn sẵn sàng can thiệp bởi ở dải tốc độ này, xe luôn cần lực kéo nhiều hơn. Chỉ cần tài xế nhích thêm ga, động cơ xăng khởi động, đồng thời chạy máy phát điện để cung cấp năng lượng cho mô tơ điện.

Giai đoạn 5: Giảm tốc

Khi tài xế buông chân ga hoặc phanh để giảm tốc, động cơ lại đóng vai trò máy phát, sử dụng động năng lãng phí của xe khi phanh để nạp lại điện cho hệ thống pin hybrid. 

Giai đoạn 6: Dừng xe

Khi xe dừng lại hẳn trong trường hợp chờ đèn đỏ, đỗ tạm thời,... thì cả động cơ xăng và mô tơ điện sẽ tự ngắt để bảo toàn nguồn năng lượng.

Đánh giá ưu - nhược điểm của động cơ hybrid

Đánh giá sơ bộ thì xe sử dụng động cơ hybrid đang có lợi thế hơn so với những dòng xe sử dụng động cơ đốt trong. Tuy nhiên, động cơ hybrid đều có ưu-nhược điểm mà chưa hẳn ai cũng biết.

Ưu điểm của xe hybrid

• Tiết kiệm nhiên liệu

Thử nghiệm thực tế cho thấy, phiên bản hybrid tiết kiệm gần một nửa so với bản xăng nếu cùng điều kiện vận hành. Từ đó giúp người dùng tiết kiệm một khoản kha khá cho vấn đề nhiên liệu.

• Giảm thiểu lượng khí thải ra môi trường

Do kết hợp giữa điện năng & nhiệt năng nên lượng khí thải xả ra ít hơn so với dòng ô tô truyền thống. Theo số liệu được cung cấp, trong một khoảng thời gian nhất định, xe hybrid có thể giảm thiểu từ 1.5 đến 2 lần mức khí thải so với xe sử dụng động cơ đốt trong.

• Vận hành êm ái, hạn chế tiếng ồn động cơ

Ở dải tốc độ thấp, hầu hết chỉ có động cơ điện hoạt động nên người sử dụng sẽ không thể nghe thấy tiếng ồn động cơ. Do vậy, khi tăng tốc xe vẫn rất êm ái mà không hề có tiếng gầm như ở những dòng xe chạy nhiên liệu đốt trong khác.

Nhược điểm của xe hybrid

• Giá thành bán cao hơn

Xe hybrid còn khá mới mẻ nên các chi phí về động cơ điện và một số bộ phận hỗ trợ có phần đắt đỏ. Vì vậy, với những mẫu xe có song song phiên bản hybrid và bản thường thì giá xe phiên bản hybrid luôn cao hơn.

• Xe nặng hơn nên công suất có phần hạn chế hơn

Việc có thêm một động cơ điện và một bộ pin nên trọng lượng xe hybrid sẽ nặng hơn ô tô truyền thống. Bên cạnh đó, dòng xe hướng đến việc tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường nên không đặt nhiều chú trọng về mặt hiệu suất

• Chi phí bảo dưỡng và thay pin tốn kém

Tuổi thọ và chi phí của oun hybrid luôn là vẫn đề lớn khiến người dùng cảm thấy trở ngại. Việc bảo dưỡng xe hybrid chỉ thêm một khâu vệ sinh lọc gió của bộ pin so với xe thông thường. Tuy nhiên, sau một thời gian dài sử dụng, pin sẽ bị hư hại và cần phải thay pin. Chi phí thay pin khoảng 90 triệu đồng.

Các dòng xe hybrid ở Việt Nam

Công nghệ hybrid cho phép sử dụng kết hợp động cơ xăng, điện mà không cần cắm sạc điện như trên xe plug-in hybrid hay xe điện thuần tùy nên phù hợp với những thị trường có hạ tầng trạm sạc điện chưa phát triển như Việt Nam.

1. Các dòng xe hybrid của Toyota 

Toyota Corolla Altis 1.8 HEV

Toyota Corolla Altis 1.8 HEV là sự kết hợp của động cơ xăng 1.8L kết hợp với động cơ điện, cho tổng công suất đạt được là 150 mã lực cùng momen xoắn 305 Nm cùng hộp số tự động vô cấp CVT.

Theo đánh giá, Toyota Corolla Altis 1.8 HEV sở hữu khả năng tăng tốc tốt, vận hành êm ái và tiết kiệm nhiên liệu. Mức tiêu thụ nhiên liệu của chiếc xe này.

Xem chi tiết: Toyota Corolla Altis: Giá bán, thống số & đánh giá

Toyota Camry 2.5HV

Toyota Camry 2.5HV là chiếc sedan đầu tiên trong phân khúc hạng D có phiên bản lai hybrid. Mẫu xe là sự kết hợp của khối động cơ xăng 2.5L cùng một mô tơ điện, cho ra tổng công suất cực đại 176 mã lực cùng momen xoắn tối đa 221 Nm. Đồng hành cùng khối động cơ là hộp số tự động vô cấp E-CVT.

Điểm đặc biệt của Toyota Camry 2.5HV là khi chạy trong phố hoàn toàn vận hành từ sức mạnh của động cơ điện. Chỉ khi tăng tốc hay duy trì ở tốc độ cao thì động cơ xăng mới tham gia.

Cầm lái hay ngồi trong Toyota Camry 2.5HV, khách hàng đều nhanh chóng bị chinh phục bởi không gian yên tĩnh, chuẩn trải nghiệm của một mẫu sedan tiệm cận hạng sang. Mức tiêu thụ nhiên liệu trong đô thị của mẫu xe này dao động 4.9L/ 100km.

Xem chi tiết: Toyota Camry: Giá bán, thông số & đánh giá

Toyota Corolla Cross 1.8 HV

Kể từ khi ra mắt, Toyota Corolla Cross đã tạo ấn tượng không nhỏ tại thị trường Việt Nam khi liên tiếp lọt trong danh sánh 10 mẫu xe bán chạy nhất tháng. Đây là một chiếc xe 5 chỗ gầm cao nằm giữa phân khúc B & C.

Toyota Corolla Cross 1.8HV là sự kết hợp của động cơ xăng 1.8L cùng một mô tơ điện. So với các phiên bản dùng động cơ truyền thống, Corolla Cross hybrid có mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn gần một nửa.

Xem chi tiết: Toyota Corolla Cross: Giá bán, thông số & đánh giá

2. Các dòng xe hybrid của Honda

Honda Accord Hybrid

Honda Accord hybrid trang bị động cơ 4 xylanh 2.0L & 2 động cơ điện. Accord hybrid được đánh giá là chieescu xe có hiệu suất tiết kiệm nhiên liệu đáng ngạc nhiên khi mức tiêu thụ trong thành phố và trên cao tốc đều là 4.9L/ 100 km.

Trong phân khúc sedan cỡ vừa, Accord Hybrid được trang bị cabin khá hiện đại. Cùng với đó là hàng ghế ngồi rộng rãi & thoải mái, cùng không gian khoang hành lý lớn và hệ thóng thông tin giải trí tiện dụng.

Khám phá thêm: Honda Accord: Giá bán, thông số & đánh giá

Honda CR-V hybrid

Honda CR-V gây ấn tượng với khoang cabin rộng rãi với sức chứa hàng hóa lớn cùng giá thành cạnh tranh và sở hữu nhiều tính năng an toàn tin cậy.

Hệ thống hybrid của Honda CR-V khá đặc biệt khi hầu hết lực đẩy của chiếc xe được xử lý bởi động cơ điện. Nguyên lý này khiến CR-V có cách hoạt động không khác gì một chiếc EV và tiết kiệm đáng kể nhiên liệu xăng.

Hiện tại, cả 2 dòng xe hybrid của Honda là Accord hybrid & CR-V hybrid vẫn chưa được phân phối chính thức tại thị trường Việt Nam. Người mua thông qua một số cửa hàng nhận đặt xe với mức giá có phần chênh lệch để sở hữu chiếc xe này.

Khám phá thêm: Honda CR-V: Giá bán, thông số & đánh giá

3. Các dòng xe hybrid sắp về Việt Nam

Kia Sorento PHEV

Kia Sorento PHEV sẽ là mẫu xe hybrid đầu tiên của thương hiệu đến từ Hàn Quốc được bán chính thức tại thị trường Việt Nam. Sorento PHEV trang bị cấu hình gồm động cơ xăng 1.6L & một động cơ điện cho tổng công suất lên tới 265 mã lực. Tuy nhiên, mẫu xe này sẽ sử dụng điện cắm sạc như ô tô điện, chứ không phải là xe hybrid tự sạc.

Tại thị trường nước ngoài, Sorento PHEV đã được thử nghiệm thực tế về độ tiêu hao nhiên liệu chỉ có 3L/100 km. Đây là thành tích khá ấn tượng của Kia Sorento trên thị trường xe lai điện.

Suzuki Ertiga hybrid

Suzuki Ertiga hybrid dự kiến ra mắt tháng 9/2022. Bên cạnh những nâng nấp đáng giá, phiên bản hybrid đang được cư dân quan tâm hơn cả. Được biết, phiên bản này được trang bị một động cơ xăng 1.5L & mô tơ điện. Tổng công suất tạo ra đạt 102 mã lực.

Kết hợp với khối động cơ là hộp số tự động 6 cấp cùng hệ dẫn động cầu trước. Mức tiêu hao nhiêu liệu của phiên bản này được công bố 4.93L/100 Km.

Nissan Kicks e-Power

Nissan Kicks là dòng xe mới hoàn toàn đến từ thương hiệu Nissan chuẩn bị ra mắt thị trường Việt Nam. Những thông tin về dòng xe này, cũng như phiên bản hybrid được các đại lý hé lộ ít nhiều trong thời gian qua.

Nissan Kicks e-Power trang bị động cơ xăng 1.2L cùng mô tơ điện EM57 và cục pin 1.57 kWh cho tổng công suất 210 mã lực. Động cơ xăng trên xe có tác dụng vận hành để tạo ra nguồn điện cung cấp cho mô tơ điện và nuôi pin.

Có nên mua xe hybrid không?

Trên thực tế, mẫu xe hybrid vẫn còn những ưu nhược điểm riêng nên việc lựa chọn mua xe còn tùy thuộc vào sở thích của mỗi người. 

Những dòng xe hybrid phù hợp cho những đối tượng có nhu cầu di chuyển hàng ngày, không yêu cầu tốc độ cao và đi những đoạn đường dài. Việc lựa chọn một chiếc xe sử dụng động cơ hybrid thì người dùng cần cân nhắc đến một số yếu tố sau:

• Mục đích sử dụng
• Chi phí phù hợp
• Chọn xe chính hãng

Dựa theo các yêu cầu sẽ giúp bạn lựa chọn được mẫu xe ưng ý và phù hợp nhất để sử dụng trong cuộc sống.