Câu chuyện xe Hybrid tại Việt Nam gần đây đang được bàn luận rất sôi nổi với nhiều ý kiến tranh luận và so sánh. Những loại hình về hệ truyền động Hybrid được phân tích với vô số luận điểm, và dường như không phải cuộc tranh luận nào cũng cung cấp đầy đủ thông tin về bản chất và công dụng ưu điểm của từng loại. Bài phân tích dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa hai hệ thống truyền động Mild-Hybrid (Hybrid nhẹ) và Full Hybrid (Hybrid hoàn chỉnh), hai công nghệ phổ biến nhất hiện tại ở Việt Nam.
Như các bạn đều biết, bất kỳ một công nghệ mới nào cũng đều đóng vai trò quan trọng trong việc định hình tương lai của ngành công nghiệp ô tô. Tuy nhiên trong lĩnh vực kỹ thuật, cần phải hiểu sáng tạo bao gồm từ cải tiến cho tới phát minh. Và câu chuyện so sánh giữa xe Mild Hybrid (MHEV) và Full Hybrid (FHEV) bắt đầu rõ ràng từ đây!
Hybrid nói chung về thuật ngữ trong xe hơi là sự kết hợp kỹ thuật giữa động cơ đốt trong và động cơ điện, nhằm tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí thải. Cũng như việc giảm trọng lượng xe, thiết kế bề mặt cản gió thấp, thay đổi chi tiết vật liệu buồng đốt,.. cũng nhằm mục đích tương tự. Vì vậy nếu nói về mục tiêu cơ bản trên thì xe MHEV và FHEV đều như nhau. Nhưng nếu nói cụ thể về việc lái xe, trải nghiệm dùng xe và di chuyển thì Mild Hybrid chỉ được coi là một kỹ thuật cải tiến trong xe hơi để hỗ trợ cho động cơ. Mild Hybrid chưa phải là công nghệ cùng tham gia vào hệ truyền động tạo công suất với động cơ trong việc lái xe. Có thể nói Mild Hybrid và Full Hybrid, mỗi loại có những đặc điểm và lợi ích riêng biệt.
Mild Hybrid - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
View attachment 3320940
Mô phỏng động cơ Mild Hybrid trên Suzuki XL7.
Mild Hybrid được thiết kế để hỗ trợ động cơ đốt trong, chứ không thay thế nó. Các thành phần chính của hệ thống này bao gồm:
- Bộ máy phát - khởi động tích hợp (Belt-integrated Starter Generator - BISG hoặc BAS): Đây là một mô-tơ nhỏ riêng biệt, hoạt động ở điện áp 12V hoặc 48V. Nó thay thế cho máy phát điện và bộ khởi động truyền thống vốn vẫn gắn với động cơ xe.
- Pin Lithium-ion nhỏ: Dung lượng pin cũng rất nhỏ, vừa đủ để lưu trữ năng lượng cho các chức năng hỗ trợ (đề nổ, điện điều khiển,...)
Nguyên lý hoạt động của Mild Hybrid tập trung vào việc cải thiện hiệu suất động cơ đốt trong, trong những tình huống cụ thể:
- Hỗ trợ khi khởi động và dừng/tắt máy (Start/Stop): Mô-tơ điện của MHEV sẽ giúp khởi động động cơ đốt trong một cách êm ái, không cần động cơ phải tự “nổ”. Nó cũng giúp tắt và giảm chế độ làm việc của động cơ nhanh khi xe dừng hẳn hoặc giảm tốc độ, thậm chí tắt máy để tiết kiệm nhiên liệu khi không cần thiết.
- Hỗ trợ tăng tốc: Khi người lái đạp ga mạnh, mô-tơ điện cung cấp một lực hỗ trợ rất nhỏ, giúp động cơ đốt trong hoạt động hiệu quả hơn, giảm độ trễ và cải thiện khả năng tăng tốc, hoàn toàn không tác động tới trục truyền động.
- Thu hồi năng lượng phanh tái tạo: Khi xe giảm tốc hoặc phanh, mô-tơ điện sẽ hoạt động như một máy phát điện, thu hồi nguồn động năng dư thừa của xe và chuyển đổi thành điện năng để sạc lại pin cho kỳ sử dụng tiếp theo.
Như vậy có thể thấy Mild Hybrid với cấu tạo mô tơ đơn giản và pin dung lượng nhỏ, nên chi phí sản xuất và giá bán của xe MHEV thấp hơn FHEV. Trọng lượng của xe MHEV cũng không tăng đáng kể như xe FHEV. Người lái không cảm thấy khác biệt so với xe xăng truyền thống, dễ dàng làm quen. Về tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải, Mild Hybrid chỉ giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu (khoảng 10%) và khí thải thấp, đặc biệt xe êm ái hơn khi dừng, đi, di chuyển trong đô thị.
Nhưng Xe Mild Hybrid không có khả năng di chuyển chỉ bằng động cơ điện, trải nghiệm tăng tốc không có gia tăng khác biệt. So với Full Hybrid, khả năng tiết kiệm nhiên liệu cũng kém hơn.
Full Hybrid - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Được trang bị 2 động cơ điện, hệ thống Full Hybrid phức tạp hơn Mild Hybrid - chỉ được trang bị 1 động cơ điện, có thể hoạt động độc lập hoặc kết hợp cùng tạo ra công suất chạy xe. Các thành phần chính bao gồm:
- Động cơ đốt trong (xăng hoặc diesel): Đóng vai trò chính trong việc tạo ra công suất và có thể sạc pin.
- Mô-tơ điện lớn: Có công suất cao tương đương như một động cơ điện, có thể hoạt động độc lập để dẫn động xe.
- Pin dung lượng lớn: Có khả năng lưu trữ nhiều năng lượng hơn để cung cấp cho mô-tơ điện vận hành xe độc lập mà không cần tiếp thêm nguồn.
- Bộ điều khiển trung tâm (PCU): Quản lý sự phối hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện để tối ưu hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.
- Hộp số hybrid (Power Split Device): Một cụm chi tiết cơ điện tử có chức năng phân chia hoặc kết hợp công suất từ cả hai nguồn động cơ tới trục bánh xe.
Nguyên lý hoạt động của Full Hybrid linh hoạt hơn ngoài chức năng khởi động xe:
- Vận hành thuần điện (EV): Ở tốc độ thấp và trung bình, đi đều ga hoặc khi khởi hành di chuyển chậm, xe chạy hoàn toàn bằng động cơ điện, không gây tiếng ồn và không phát thải.
- Kết hợp động cơ: Khi cần tăng tốc nhanh hoặc di chuyển ở tốc độ cao, cả động cơ đốt trong và động cơ điện sẽ cùng hoạt động để cung cấp công suất tối đa cho xe.
- Sạc pin: Pin được sạc thông qua phanh tái tạo và một phần từ động cơ đốt trong khi xe đang vận hành.
- Tắt động cơ khi dừng: Tương tự Mild Hybrid, động cơ đốt trong cũng sẽ tự động tắt khi xe dừng để tiết kiệm nhiên liệu.
View attachment 3320946
Innova Cross Hybrid - mẫu xe xăng lai điện bán chạy nhất thị trường Việt Nam.
Như vậy có thể thấy so với Mild Hybrid thì hệ thống Full Hybrid tiết kiệm nhiên liệu vượt trội hơn hẳn. Vì xe có thể chạy thuần điện tối ưu kỳ dừng nghỉ của động cơ, Full Hybrid mang lại mức tiết kiệm nhiên liệu rất cao, thậm chí tiết kiệm hơn một nửa so với phiên bản xe xăng cùng loại. Bạn có thể thấy như xe Toyota Camry Hybrid thế hệ mới có mức tiêu thụ xăng dưới 4L/100km. Xe Innova Cross Hybrid cũng chỉ tiêu thụ khoảng trên dưới 5L/100km.
Khả năng chạy thuần điện cũng giúp giảm nhiều hơn lượng khí thải ra môi trường. Khởi động và di chuyển ở tốc độ thấp bằng động cơ điện sẽ mang lại trải nghiệm lái êm và không tiếng ồn. Về hiệu suất chạy xe, Full Hybrid với sự kết hợp của hai động cơ giúp xe có khả năng tăng tốc cực mạnh và linh hoạt. Xe FHEV gần như là một mẫu xe khác so với phiên bản xe truyền thống cùng dòng.
Tuy nhiên xe Full Hybrid cũng có những hạn chế như giá xe cao hơn vì cấu trúc phức tạp, pin và mô-tơ điện lớn hơn làm tăng chi phí sản xuất. Ngoài ra, pin và thêm nhiều thành phần khác cũng làm tăng trọng lượng xe. Tuy nhiên, bảo dưỡng xe Full Hybrid không có khác biệt nhiều so với xe xăng truyền thống, nên việc “nuôi xe” cũng trở nên dễ dàng hơn.
Nhìn chung, để lựa chọn giữa Mild Hybrid và Full Hybrid, phải phụ thuộc vào ưu tiên nào trong nhu cầu di chuyển và mong muốn trải nghiệm lái xe của người dùng. Nếu bạn cần xe có chi phí đầu tư ban đầu rẻ, có giảm hao nhiên liệu hơn xe xăng truyền thống, khởi động êm, động cơ nhàn thì Mild Hybrid là một lựa chọn tốt. Đây thường là bước đệm để người dùng làm quen với công nghệ hybrid.
Nếu bạn thích xe tiết kiệm nhiên liệu khác biệt ở mức rất thấp, giảm khí thải, bảo vệ môi trường, khởi động yên tĩnh, di chuyển và tăng tốc mạnh mẽ như xe điện hoặc xe thể thao, không cần lo sạc pin, thì những chiếc xe Full Hybrid như Corolla Cross Hybrid, Corolla Altis Hybrid, Innova Cross Hybrid... là sự lựa chọn phù hợp.
Nhưng hãy lưu ý rằng, khoản tiền phải trả nhiều hơn khi mua xe Full Hybrid, sẽ dần dần được bù lại vì tiền mua nhiên liệu chỉ còn khoảng 1 nửa so với loại xe khác. Nhiều hãng xe còn có chính sách bảo hành dài hạn, đơn cử như Toyota, hãng bảo hành ắc quy hybrid đến 7 năm hoặc 150.000km. Thực tế đã cho thấy, những mẫu xe hybrid có tuổi thọ không thua kém xe xăng truyền thống, thành công của Toyota Prius Hybrid trên thị trường toàn cầu là minh chứng rõ nét cho điều đó.
