nghiên cứu hệ thống điều khiển trên ô tô hybrid toyota corolla cros

Bên cạnh đó, nhóm chúng em nghiên cứu về hệ thống điều khiển của dòng xe Toyota Corolla Cross Hybrid để mang đến những góc nhìn mới cũng như kiến thức mới về các dòng xe hybrid.. Tiếp

TỔNG QUAN

Lý do chọn đề tài

Ngành công nghiệp ô tô ngày nay được đánh giá là một trong những ngành công nghiệp quan trọng, thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác Vì vậy, sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp ô tô được xem là yếu tố có tác động lớn thúc đẩy các ngành công nghiệp liên quan, tạo tiền đề cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Tuy nhiên, vấn đề môi trường đang thực sự thu hút được rất nhiều sự quan tâm do thế giới đang phải đối mặt với rất nhiều vấn đề nghiêm trọng dẫn đến sự phát triển các ngành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp ô tô nói riêng cũng phải vấp phải sự ảnh hưởng không nhỏ Do những hạn chế về mặt tài nguyên thì các nhà nghiên cứu phải luôn tìm cách giải quyết, tìm hướng đi mới cho nhiên liệu ô tô, giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường trên thế giới Để giải quyết những vấn đề hiện nay, nhiều cuộc cách mạng về nhiên liệu ô tô đang được dần diễn ra, xe điện và xe hybrid là những loại xe tiên phong cho công cuộc thay đổi này Xe điện và xe hybrid đã giải quyết được rất nhiều vấn đề đang xảy ra đặt biệt là vấn đề nhiên liệu và môi trường Vì vậy, hầu hết các hãng xe hiện nay đều cho ra các chiến lược sản xuất các loại xe sử dụng nhiên liệu sạch này

Trên thị trường Việt Nam hiện nay, rất nhiều hãng xe cho ra mắt nhiều dòng xe điện và xe hybrid Nhưng nổi bật nhất vẫn là Toyota của Nhật Bản, là một trong những hãng ô tô chất lượng và có doanh số bán xe hàng đầu thế giới, cũng có những chiến lược để tham gia vào “cuộc cách mạng nhiên liệu” cho ô tô Từ năm 1997, Toyota đã cho ra mắt mẫu xe hybrid đầu tiên mang tên Prius, tiếp bước vào những năm tiếp theo là RAV4, Highlander, Camry, Corolla, Và Toyota đã cho ra mắt vào năm 2020 dòng xe Toyota Corolla Cross Hybrid tại Việt Nam với nhiều cải tiến về mặt công nghệ

Toyota Corolla Cross Hybrid là dòng xe sở hữu nhiều công nghệ mới nói chung và công nghệ hybrid thế hệ mới nói riêng của Toyota Nhóm chúng em đã chọn Toyota Corolla Cross Hybrid để có thể tìm hiểu về hệ thống điều khiển trên dòng xe hybrid cũng như có thể tiếp cận được với những công nghệ mới mà Toyota mang đến cho người dùng cũng như ngành công nghiệp ô tô trên thế giới

Mục tiêu nghiên cứu

Những nội dung nghiên cứu bao gồm:

• Nghiên cứu tổng quan về ô tô hybrid

• Giới thiệu chung về Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các thành phần chính trên Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Nghiên cứu các hệ thống điều khiển trên Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Bảo dưỡng và sửa chữa trên ô tô hybrid – Toyota Corolla Cross.

Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu trên Internet, đọc những tài liệu liên quan đến xe hybrid và các bộ phận của xe hybrid

Tìm tài liệu về Toyota Corolla Cross 1.8HV, tài liệu về thông số xe, các bộ phận trong hệ thống truyền lực, hệ thống điều khiển,

Tìm tài liệu bảo dưỡng và sửa chữa dành cho Toyota Corolla Cross 1.8HV

Tổng hợp tài liệu và viết báo cáo nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: dòng xe Toyota Corolla Cross 1.8HV

Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống điều khiển, cách bảo dưỡng và sửa chữa.

Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Nghiên cứu về cấu tạo và hoạt động của ô tô hybrid

• Ưu nhược điểm của ô tô hybrid

• Giới thiệu tổng quan về ô tô hybrid

• Các chế độ hoạt động của xe

Nội dung 2: Nghiên cứu về Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Giới thiệu tổng quan về Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Nghiên cứu hệ thống hybrid trên Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Hệ thống truyền lực trên Toyota Corolla Cross 1.8HV

Nội dung 3: Phân tích các hệ thống điều khiển của Toyota Corolla Cross 1.8HV

Nội dung 4: Nghiên cứu bảo dưỡng và sửa chữa.

TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ HYBRID

Phân loại

2.3.1 Phân loại theo mức độ lai

Mild – hybrid là cấp độ lai thấp nhất của xe hybrid Hệ thống Mild – hybrid là sự kết hợp giữa động cơ đốt trong, pin và động cơ điện, nhưng pin và động cơ điện nhỏ hơn nhiều Động cơ điện chỉ hỗ trợ động cơ đốt trong nhằm tăng công suất và tiết kiệm nhiên liệu cho xe

Khi so sánh Mild – hybrid (MHEV) với động cơ hybrid truyền thống (HEV hay BHEV), thì HEV hoạt động song song với động cơ đốt trong (ICE) và thậm chí có thể tự cung cấp năng lượng cho xe đi những quãng đường ngắn ở tốc độ thấp Trong khi đó, MHEV không thể tự cung cấp năng lượng cho xe do pin và động cơ điện nhỏ Nói cách khác, vai trò của hệ thống MHEV mang lại ít giá trị quan trọng hơn so với hybrid truyền thống HEV Do đó xe sử dụng hệ thống MHEV có chi phí thấp hơn xe dùng hệ thống HEV Tuy nhiên, khả năng tiết kiệm nhiên liệu của MHEV vẫn lên đến 10 – 15%

Về cấu tạo thì Mild – hybrid sẽ sử dụng động cơ điện thay thế cho mô tơ khởi động và máy phát điện ở kết cấu động cơ đốt trong thông thường, như vậy động cơ điện này sẽ

13 có chức năng tích hợp của cả hai và làm cho kết cấu gọn nhẹ hơn Động cơ điện được nối trực tiếp với động cơ đốt trong và động cơ điện được vận hành bằng pin cao áp (thường là 48V)

Hình 2.6: Hệ thống Mild – hybrid của Audi Q8 [7]

Hãng xe Audi đã cải thiện tính kinh tế của hệ thống Mild – hybrid bằng cách tích hợp hệ thống Adaptive Cruise Control (ACC), khi đến gần các góc cua hoặc chạy giảm tốc độ ACC sẽ can thiệp để điều chỉnh tốc độ phù hợp Điều này giúp giảm nhu cầu sử dụng phanh cơ và hệ thống phanh tái tạo sẽ thu hồi được năng lượng Bên cạnh đó, khả năng tắt động cơ hoàn toàn và để xe chạy tự do khi đạt điều kiện cho phép, trạng thái này lên đến tối đa 40 giây mỗi lần giúp xe giảm tiêu thu nhiên liệu và phát thải ít hơn

Công nghệ Mild – hybrid trên các hãng xe khác như: SHVS (Smart Hybrid Vehicle System) do Suzuki phát triển, IMA (Intergrated Motor Assist) của Honda,

Full – hybrid là một cải tiến so với Mild – hybrid khi MHEV không thể sử dụng hai nguồn động cơ độc lập với nhau, thì FHEV có thể sử dụng động cơ đốt trong và động cơ điện để dẫn động ô tô một cách đồng thời hoặc độc lập

FHEV sử dụng động cơ điện được tích hợp vào hệ thống truyền động nên xe Full – hybrid có khả năng chạy hoàn toàn bằng động cơ điện mà không cần động cơ đốt trong Tuy nhiên, khi chỉ hoạt động bằng động cơ điện xe chỉ có thể di chuyển trên quãng đường ngắn với tốc độ thấp đến trung bình vì năng lượng từ pin có hạn, nhưng động cơ đốt trong

14 sẽ nhanh chống được khởi động để làm đầy pin Động cơ đốt trong vừa đóng vai trò dẫn động để sạc pin, vừa có vai trò truyền lực đến các bánh xe

Công nghệ Full – hybrid của các hãng xe như: HSD (Hybrid Synergy Drive) của Toyota hay còn được gọi là THS – II (Toyota Hybrid System II), Two – Mode hybrid của Honda,

Hình 2.7: Cấu tạo của hệ thống Full – hybrid trên Toyota Prius [8]

Hệ thống Full – hybrid trên Toyota Prius sử dụng 1 bộ bánh răng hành tinh để phân chia công suất giữa động cơ xăng và điện Trong khi đó cấu tạo của hệ thống Two – Mode hybrid sử dụng đến 2 bộ bánh răng hành tinh

Hình 2.8: Sơ đồ cấu tạo hệ thống truyền động của Two – Mode hybrid

Hệ thống Two – Mode hybrid sử dụng 2 bộ bánh răng hành tinh kết hợp với 2 li hợp để phân chia công suất

Full – hybrid có các tính năng như là Mild – hybrid như là ngắt động cơ đốt trong và điện khi xe dừng hoặc không di chuyển, chức năng phanh tái sinh khi xe thả trôi hoặc phanh Khi giảm tốc độ hoặc đứng yên, động cơ đốt trong thông thường sẽ ngừng hoạt động và động cơ điện hoạt động để tiết kiệm nhiên liệu Bên cạnh đó, khi tăng tốc thì động cơ đốt trong sẽ hoạt động trở lại để cung cấp cho xe một công suất lớn hơn

Plug – In hybrid là mức độ hoàn chỉnh nhất, cụ thể là hybrid tiệm cận với xe chạy hoàn toàn bằng điện Khác với Mild – hybrid hay Full – hybrid, thì pin của Plug – In hybrid có thể được sạc bằng ổ cắm bên ngoài hoặc sạc từ động cơ đốt trong hoặc thông qua phanh tái tạo

Cấu tạo của Plug-In hybrid khá tương đồng với Full – hybrid khi bố trí động cơ điện vào hệ thống truyền lực, điểm đặc biệt hơn ở công nghệ này đó là ở cụm pin dung lượng lớn và có thể sạc lại bằng nguồn điện bên ngoài

Hình 2.9: Cấu tạo của hệ thống Plug – In hybrid trên xe Mitsubishi Outlander [9]

Mitsubishi sử dụng hai động cơ điện trong hệ thống truyền động của mình và được vận hành bằng bộ pin cở lớn Pin có hai cổng sạc, sạc bằng điện dân dụng (điện AC

100V/200V) và cổng sạc nhanh (sạc bằng điện DC) Theo công bố của Mitsubishi, sạc bằng nguồn AC thì pin sẽ đầy trong vòng 5 giờ còn sử dụng cổng sạc nhanh có thể sạc được 80% dung lượng pin trong 30 phút

Các bộ phận chính của ô tô hybrid

Ô tô hybrid được cấu tạo gần giống với ô tô sử dụng động cơ đốt trong truyền thống Động cơ được kết nối với hệ thống truyền động để dẫn động các bánh xe Tuy nhiên ô tô hybrid được trang bị thêm một mô tơ điện với nhiệm vụ là chia sẻ dẫn động hoặc hỗ trợ cho động cơ đốt trong Để hệ thống có thể hoạt động trơn tru và các cơ cấu được vận hành nhuần nhuyễn thì ô tô hybrid được trang bị bộ phân chia đổi công suất Bộ phân chia công suất (PSD) có nhiệm vụ chuyển đổi nguồn động lực của động cơ thành nhiều phần phục vụ các mục đích sử dụng khác nhau như dẫn động bánh xe và sạc điện cho pin

Hình 2.14: Cấu tạo của một dạng ô tô hybrid kiểu hỗn hợp [12]

2.4.1 Động cơ đốt trong (IC Engine) [13]

Trong ô tô hybrid, động cơ đốt trong là nguồn động lực chính, tùy thuộc vào các nhà sản xuất ô tô thì ô tô hybrid có thể sử dụng động cơ xăng, động cơ Diesel, động cơ khí Hydro, khí hóa lỏng hoặc pin nhiên liệu Để giảm tiêu thụ nhiên liệu, các hãng sản xuất ô tô hybrid đều cố gắng hạn chế tối đa sử dụng động cơ xăng trong suốt quá trình vận hành Điều đó không chỉ tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải mà còn giúp giảm tiêu thụ năng lượng điện Mô tơ điện khởi động lại khi động cơ nhiệt khi lái xe tăng tốc

Hình 2.15: Động cơ nhiệt 2ZR – FXE được sử dụng trong xe Toyota Corolla Cross [13]

22 Động cơ 2ZR-FXE là một trong hai nguồn năng lượng cho các mẫu xe hybrid của Toyota Đây là động cơ 4 xi-lanh thẳng hàng, dung tích 1,8 lít với công nghệ VVT-i (Điều khiển van biến thiên thông minh) và ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện thông minh) Động cơ 2ZR-FXE được thiết kế và tối ưu hóa để đạt được sự cân bằng giữa hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí thải, phù hợp với yêu cầu khắt khe của các xe hybrid

2.4.2 Bộ chia công suất (Power – split Device) [14]

Trong cấu tạo của ô tô hybrid, bộ chia công suất (PSD) là thành phần quan trọng trong việc phân phối công suất giữa các nguồn động lực Tùy thuộc vào từng điều kiện vận hành của ô tô hybrid, bộ phận chia công suất (PSD) sẽ kết hợp hai nguồn động lực một cách tối ưu nhất để tận dụng tối đa nguồn năng lượng để giúp giảm tiêu hao nhiên liệu Nhờ bộ chia công suất mà động cơ nhiệt có thể hoạt động ở vùng hiệu suất chuyển hóa năng lượng cao

Hình 2.16: Sơ đồ cấu tạo bộ phận chia công suất PSD [14]

Trong hệ thống ô tô hybrid, bộ chia công suất sử dụng một bộ bánh răng hành tinh Bánh răng mặt trời được liên kết với tổ hợp mô tơ điện – máy phát số 1 (MG1), bánh răng bao được liên kết với tổ hợp mô tơ điện – máy phát số 2 (MG2) Trục vành răng bao cũng là trục ra của bộ phận chia công suất, truyền mô men qua một hệ bánh răng tới trục bánh xe Trục ra của động cơ đốt trong được nối với giá đỡ của các bánh răng hành tinh Các bánh răng hành tinh vừa quay quanh trục của mình vừa quay quanh bánh răng mặt trời

2.4.3 Tổ hợp mô tơ điện – máy phát điện (MG1 và MG2) [13]

Tổ hợp mô tơ điện – máy phát số 1 (MG1) hoạt động như một bộ phận điều khiển cho bộ bánh răng hành tinh chia công suất MG1 có nhiệm vụ nạp điện trở lại cho bộ acquy điện cao áp (HV Battery), đồng thời cung cấp năng lượng điện để điều khiển mô tơ điện – máy phát số 2 (MG2) Bên cạnh đó, 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 răng hành tinh gần giống như một CVT

Hình 2.17: Mô tơ điện – máy phát số 1 (MG1) trên Toyota Corolla Cross HV

Tổ hợp mô tơ điện – máy phát số 2 (MG2) có được sử dụng để dẫn động cho các bánh xe chủ động tiến hoặc lùi xe Ngoài ra, MG2 có nhiệm vụ làm động lực ở tốc độ thấp và lực bổ sung ở tốc độ cao, MG2 cung cấp trợ lực cho công suất động cơ khi cần thiết và giúp xe đạt được hiệu suất năng động cao Trong suốt quá trình giảm tốc và phanh xe, MG2

24 hoạt động như một máy phát và hấp thu động năng (còn được gọi là quá trình phanh tái sinh năng lượng) chuyển hóa thành điện năng để nạp lại cho acquy điện áp cao (HV Battery)

Hình 2.18: Mô tơ điện – máy phát số 2 (MG2) trên xe Toyota Corolla Cross HV

Trên Toyota dùng một môtơ đồng bộ xoay chiều 3 pha, là một mô tơ không chổi than DC hiệu suất cao với dòng AC Các nam châm vĩnh cửu và một roto được làm bằng các tấm thép điện từ ghép lại thành một mô tơ công suất cao Hơn nữa, bởi sự bố trí các nam châm vĩnh cửu theo một dạng tối ưu, mômen dẫn động được cải thiện và công suất được tăng lên Cả MG1 (Motor Generator 1) và MG2 (Motor Generator 2) đều có kích thước gọn, nhẹ và là loại đồng bộ nam châm vĩnh cửu dòng điện xoay chiều hiệu quả cao

2.4.4 Bộ chuyển đổi điện (Inverter with Converter) [13]

Dòng điện giữa MG1, MG2 và acquy điện áp cao được điều điều khiển bởi bộ chuyển đổi điện Bộ chuyển đổi biến dòng điện một chiều từ acquy điện áp cao (HV Battery) thành dòng xoay chiều làm quay mô tơ điện hoặc biến dòng xoay chiều từ máy phát thành dòng điện một chiều để nạp điện cho acquy

Hình 2.19: Bộ đổi điện (Inverter with Converter) trên xe Toyota Corolla Cross HV

Về cấu tạo, bộ chuyển đổi điện bao gồm một bộ khuếch đại điện năng để tăng điện áp được cung cấp lên đến 600 Volt, đồng thời nó được trang bị một bộ chuyển đổi dòng một chiều để nạp điện cho acquy phụ của xe và một bộ chuyển đổi dòng điện xoay chiều để cấp điện cho máy nén trong hệ thống điều hòa của xe hoạt động

2.4.5 Bộ acquy cao áp (HV Battery) [13]

Acquy HV được bảo vệ trong một vỏ Nicken – Metal Hydride chắc chắn hơn và có mật độ năng lượng cao hơn so với bình thường Thường gồm 120 – 250 cặp cực acquy với điện áp chuẩn là 144 Volt – 350 Volt (1,2 Volt/cặp cực acquy) được nạp điện bởi động cơ chính thông qua tổ hợp MG1 khi chạy xe bình thường và tổ hợp MG2 trong suốt quá trình tái sinh năng lượng

Hình 2.20: Pin cao áp (HV Battery) trên Toyota Corolla Cross HV

Bảng 2.2: Thông số pin cao áp của Toyota từ 2001 đến hiện nay

THS (2001 − 2003 Prius) THS − II (2004 and later Prius)

38 Nickel − Metal Hydride modules 28 Nickel − Metal Hydride modules

Toyota Corolla Cross Hybrid sử dụng pin Nickel-Metal Hydride (NiMH), một công nghệ pin tương tự được sử dụng trong điện thoại di động và máy tính xách tay Hệ thống hybrid của Toyota Corolla Cross được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu bằng cách sử dụng pin với cấu hình và hiệu suất cao

Cụ thể, hệ thống hybrid của Toyota Corolla Cross bao gồm một bộ pin NiMH với

28 modules, mỗi module chứa 6 pin điện riêng biệt, tạo thành tổng cộng 168 pin Hệ thống này có tổng công suất là 201,6V, tương tự như cải tiến đã được áp dụng cho dòng xe Toyota Prius từ năm 2004

Việc sử dụng pin NiMH trong hệ thống hybrid không chỉ giúp Toyota Corolla Cross đạt được hiệu suất vận hành tối ưu mà còn đảm bảo độ bền và độ tin cậy cao, phù hợp với các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt Những cải tiến này giúp Toyota Corolla Cross trở thành một lựa chọn hàng đầu trong phân khúc xe hybrid, mang lại lợi ích về tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí thải.

Phanh tái sinh

2.5.1 Giới thiệu về hệ thống phanh tái sinh

Hệ thống phanh tái sinh (Regenerative Braking Systems) đóng vai trò quan trọng trong các thiết kế xe lai Phanh tái sinh là quá trình chuyển hóa động năng thành điện năng trong quá trình giảm tốc Máy phát sẽ tận dụng năng lượng động năng của xe tạo ra điện và sử dụng nạp thẳng vào acquy Trên ô tô thường những năng lượng khi phanh hoặc xuống dốc là lãng phí, chính vì vậy hệ thống phanh tái sinh giúp tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu, tăng quãng đường xe chạy và sử dụng pin hiệu quả hơn Tuy nhiên ô tô hybrid vẫn được trang bị bộ phanh đĩa như ô tô thông thường trong trường hợp người lái cần hãm khẩn cấp

2.5.2 Nguyên tắc cơ bản của phanh tái sinh [15]

Chuyển đổi động năng: khi xe điện giảm tốc độ hoặc phanh , động cơ điện MG2 hoạt động như một máy phát điện thay vì tiêu thụ năng lượng Động năng của ô tô được chuyển hóa thành năng lượng điện Nói một cách đơn giản, năng lượng quay ở các bánh xe tạo ra điện khi từ trường của động cơ quay qua khung đứng yên Nó giống như cách máy phát điện trong động cơ đốt trong tạo ra năng lượng cho ắc quy 12V

Kích hoạt hệ thống phanh tái tạo: khi người lái đạp phanh hoặc giảm tốc độ ngay khi người lái nhấc chân khỏi bàn đạp ga hệ thống phanh tái tạo sẽ kích hoạt

Lưu trữ năng lượng điện: năng lượng điện được tạo ra trong quá trình phanh tái tạo được gửi đến pin để lưu trữ Nó làm tăng trạng thái sạc của pin và sau này có thể được sử dụng để cấp nguồn cho xe hoặc các hệ thống khác trên xe

2.5.3 Nguyên lí thu hồi năng lượng trên ô tô hybrid

Nguyên lí thu hồi năng lượng trên xe cụ thể được thể hiện qua hai trường hợp sau:

Khi kéo hay tăng tốc: Động cơ điện MG2 dẫn động các bánh xe, MG1 (quay cùng động cơ đốt trong) đóng vai trò như máy phát điện cùng với acquy cao áp cung cấp năng lượng cho MG2

Khi phanh hay xuống dốc: Động cơ điện MG2 sẽ làm việc ở chế độ máy phát, tận dụng động năng khi giảm tốc kéo máy phát để nạp lại điện cho acquy và tạo ra một mômen ngược chiều quay bánh xe giúp hãm tốc độ xe

Hình 2.21: Sơ đồ nguyên lý thu hồi năng lượng phanh [16]

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ COROLLA CROSS 1.8HV

Tổng quan về Corolla Cross HV

Được ra mắt lần đầu tiên vào tháng 08/2020, Toyota Corolla Cross 1.8HV là mẫu xe Crossover/SUV đầu tiên của hãng xe Toyota và cũng là mẫu xe hybrid đầu tiên được phân phối chính hãng tại Việt Nam Toyota Corolla Cross thể hiện sự chuyển mình của hãng xe Nhật Bản theo xu thế của thị trường khi trang bị động cơ hybrid trên một mẫu xe tầm trung để cho bán rộng rãi, tiên phong cho xu hướng xanh, tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường

Toyota Corolla Cross được phát triển trên nền tảng khung gầm toàn cầu TNGA-C của Toyota Corolla Cross có kích thước nằm giữa phân khúc gầm cao cỡ B và C với dài, rộng, cao lần lượt là 4.460 x 1.825 x 1.620 (mm) Chiều dài cơ sở của xe là 2.640 mm, lớn hơn mẫu xe hạng B lớn nhất là Honda HR-V 30 mm nhưng nhỏ hơn mẫu xe hạng C nhỏ nhất là Hyundai Tuson 30 mm Bán kính quay vòng tối thiểu là 5,2 m và dung tích hành lý

440 lít Tuy có kích thước lớn nhưng xe lại có khoảng sáng gầm khiêm tốn chỉ 161 mm, thấp hơn so với cả phân khúc B và C Các đối thủ như Mazda CX-30, Peugeot 2008 đều có khoảng sáng từ 175 mm trở lên

Corolla Cross được phân phối chính hãng tại Việt Nam với 3 phiên bản 1.8G, 1.8V, 1.8HV Trong đó, bản G và V sử dụng động cơ xăng, còn phiên bản HV sử dụng động cơ hybrid

Corolla Cross 1.8HV nếu phân loại theo cấp độ lai thì đây là xe Full-hybrid, còn phân loại theo hệ thống truyền động thì đây là loại ghép kết hợp ( Power-Split hybrid) Công nghệ hybrid trên xe Corolla Cross 1.8HV là Toyota Hybrid System II hay Hybrid Synergy Drive được cải tiến từ THS được trang bị trên dòng Prius đời đầu

Thông số kỹ thuật

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật Toyota Corolla Corss 1.8HV

Mã kiểu xe ZVG10L – DHXEBU

Chiều cao 1620 mm (không chất tải)

Chiều dài cơ sở 2640 mm

Khoảng sáng gầm xe tối thiểu 161 mm

Trọng lượng của toàn bộ xe

Dung tích khoang hàng lý 440 lít

Dung tích bình nhiên liệu 36L

Tốc độ tối đa 170km/h

Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật động cơ và khung gầm của xe

Mã kiểu xe ZVG10L – DHXEBU

Công suất tối đa mô tơ máy phát 53 kW

Kiểu động cơ 2ZR – FXE

Số lượng xy lanh & bố trí 4 xy-lanh, thẳng hàng

Cơ cấu phối khí Hệ thống DOHC với 16 xu páp, dẫn động bằng xích (Với hệ thống VVT-i) Đường kính xy-lanh x hành trình pít-tông 80.5 x 88.3

Dung tích động cơ 1798 cm 3

Hệ thống nhiên liệu SFI

Chỉ số Ốc tan 91 trở lên

Công suất tối đa [EEC] 72 kW tại số vòng quay 5200 vòng/phút

Mô men xoắn tối đa [EEC] 142 Nm tại số vòng quay 3600 vòng/phút Kiểu phanh

Phía trước Đĩa thông gió

Phía sau Đĩa đặc không lỗ thông hơi

Phía trước Giảm sốc kiểu MacPherson

Thanh ổn định Phía trước/

Phía sau Tiêu chuẩn/Tiêu chuẩn

Kiểu cơ cấu lái Thanh răng và trục vít

Tỷ số truyền của thước lái 13.5

Kiểu trợ lực lái EPS

Công nghệ THS – II

Toyota Hybrid System – II hay Hybrid Synergy Drive là công nghệ chủ chốt trên các dòng xe Full-hybrid của Toyota THS – II được giới thiệu đầu tiên tại triễn lãm ô tô New York 2003 với tên gọi mới “Hybrid Synergy Drive” Về cơ bản THS – II mới dựa trên THS, THS – II được cải tiến mạnh mẽ mang lại hiệu suất cao và tiết kiệm nhiên liệu vượt trội so với phiên bản trước đó Ngoài Corolla Cross HV thì các mẫu xe như Camry hybrid, Yaris hybrid cũng được trang bị công nghệ này

Thông thường hiệu quả sử dụng nhiên liệu và công suất có mối quan hệ đánh đổi Bằng cách sử dụng THS, đã có thể thoát khỏi mối quan hệ tất yếu này THS – II được phát triển nhắm đến việc cải thiện công suất và hiệu suất truyền lực động cơ, nâng cao khả năng tương thích giữa hiệu suất năng lượng và công suất cho toàn bộ xe Do đó, THS – II đã được phát triển, giúp tăng đáng kể hiệu suất năng lượng, cải thiện hiệu suất tăng tốc, đồng thời đạt được hiệu suất môi trường cao

THS – II là hệ thống truyền động Power – split hybrid, có chứa một thiết bị phân chia công suất giúp chia công suất thành hai đường Một đường truyền trực tiếp sức mạnh từ động cơ nhiệt tới các bánh xe Ở đường dẫn còn lại (đường dẫn điện), năng lượng từ động cơ được máy phát điện MG1 chuyển hóa thành điện năng để chạy động cơ điện hoặc để sạc acquy Cấu hình độc đáo này đạt được chức năng dừng không tải, dừng động cơ nhiệt khi xe đang chạy, cho xe chạy hoàn toàn bằng động cơ điện (như Full – hybrid) ở mô – men xoắn và công suất lớn ở dãy tốc độ thấp, hỗ trợ động cơ ở bất kỳ tốc độ nào và tái tạo năng lượng hiệu quả cao mà không cần sử dụng ly hợp hoặc hộp số So với THS, THS – II làm gia tăng đáng kể khả năng sử dụng động cơ điện trong các điều kiện mà động cơ nhiệt hoạt động kém

THS – II có công suất cao hơn 1,5 lần so với phiên bản cũ nhờ vòng tua máy cao hơn của động đốt nhiệt, động cơ điện có công suất cao và khả năng phát điện cao hơn Đồng thời, sử dụng mạch điện cao áp và acquy cao áp hiệu suất cao hơn để tăng nguồn điện Kết quả là, cả hai động cơ điện và động cơ nhiệt cùng nhau mang lại hiệu suất vận hành mạnh mẽ hơn nhưng mượt mà hơn

Cụ thể, một số cải tiến THS – II so với THS như sau:

Hệ thống cấp nguồn cao áp: mạch nguồn cao áp là một công nghệ mới hỗ trợ hệ

32 thống THS – II Bằng cách cung cấp một mạch điện cao áp bên trong bộ điều khiển công suất, điện áp của động cơ điện và máy phát điện đã được tăng lên từ 274V trong THS lên tối đa 500V trong THS – II Kết quả là năng lượng điện được cung cấp cho mô tơ điện bằng dòng điện nhỏ hơn được tăng cao góp phần tăng hiệu suất cho xe

Hình 3.1: So sánh hệ thống cấp nguồn cao áp của THS với THS – II [18] Động cơ điện (MG2) được phát triển dựa trên những công nghệ mà Toyota đã phát triển khi nghiên cứu xe điện THS – II sử dụng động cơ loại đồng bộ AC, là động cơ không chổi than DC hiệu suất cao với dòng điện xoay chiều Nam châm vĩnh cửu và rôto làm từ các tấm thép điện từ xếp chồng lên nhau tạo thành động cơ hiệu suất cao Hơn nữa, bằng cách sắp xếp các nam châm vĩnh cửu theo hình chữ V, mô-men truyền động và công suất được cải thiện Điều này, kết hợp với nguồn điện lớn hơn đạt được từ tăng nguồn cao áp đã tăng công suất đầu ra khoảng 1,5 lần so với THS từ 33 kW lên 50 kW

Hình 3.2: So sánh công suất của máy phát thế hệ THS và THS – II [18]

Giống như động cơ, máy phát điện (MG1) cũng là loại đồng bộ xoay chiều Để cung cấp đủ năng lượng cho động cơ công suất cao nên máy phát điện được quay ở tốc độ cao THS – II đã tăng cường độ bền của roto dẫn đến số vòng tua máy tối đa mà máy phát có thể chịu được tăng từ 6500 vòng phút (ở phiên bản THS) đến 10000 vòng/phút Điều đó dẫn đến công suất đầu ra của máy phát tăng đáng kể, cải thiện hiệu suất tăng tốc Kết quả là đạt được sự kết hợp tối ưu giữa động cơ đốt trong và máy phát

Pin cao áp: Trong THS – II pin niken kim loại hydrua đã giảm đi điện trở bằng cách cải thiện vật liệu điện cực và bằng cách sử dụng cấu trúc kết nối hoàn toàn mới giữa các tấm cell, tỉ trọng giữa input/output của loại pin mới tăng hơn 35% so với pin được sử dụng ở THS Đạt được tỉ trọng output (đơn vị output trên một đơn vị khối lượng) cao nhất thế giới

Hình 3.3: Tỉ trọng OUTPUT của pin THS – II so với THS [18]

Như vậy, với những cải tiến mà THS – II mang lại thì khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất của xe được tăng lên vượt trội.

CẤU TRÚC HYBRID TRÊN COROLLA CROSS 1.8HV

Khái quát hệ thống THS – II trên xe COROLLA CROSS 1.8HV

Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống THS – II [13]

Ký hiệu Tên bộ phận Ký hiệu Tên bộ phận

*1 Động cơ *2 Cụm hộp số xe hybrid

*3 Mô tơ máy phát điện MG1 *4 Mô tơ máy phát MG2

Bộ truyền hành tinh chia công suất (Bộ truyền bánh răng phức hợp)

*6 Bộ truyền giảm tốc mô tơ (Bộ truyền bánh răng phức hợp)

*7 Bộ đổi điện biến tần *8 Acquy HV

*9 Vi sai - - Đường dẫn điện một chiều

(DC) Đường dẫn điện xoay chiều

(AC) Đường truyền lực động cơ - -

Hệ thống điều khiển được sử dụng cho xe là THS – II (Toyota Hybrid System – II) dưới góc nhìn thiết kế “Hybrid Synergy Drive” là một bước tiến lớn trong công nghệ ô tô hiện đại Xe sử dụng kết hợp hai loại nguồn công suất là động cơ đốt trong và acquy HV

Hệ thống này tận dụng ưu điểm của mỗi nguồn năng lượng giúp cho xe hoạt động đạt hiệu suất cao nhất có thể

Một số ưu điểm của hệ thống này bao gồm:

Hệ thống hybrid cho phép tận dụng hiệu suất cao của động cơ điện trong các điều kiện đô thị và tốc độ thấp và sử dụng động cơ đốt trong khi cần năng lượng cao hơn như khi tăng tốc đột ngột hoặc trong điều kiện tải nặng

Hệ thống này tự động sạc lại acquy HV thông qua quá trình hồi phục năng lượng từ hệ thống phanh tái tạo và từ động cơ đốt trong trong quá trình vận hành thông thường

 Khả năng tiết kiệm nhiên liệu và khí thải:

Khi có hoạt động của động cơ điện, xe giảm tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí thải, giúp giảm ảnh hưởng đến môi trường

 Khả năng linh hoạt và tiện dụng:

Người lái không cần lo lắng về việc sạc năng lượng bên ngoài như các xe điện nên không yêu cầu cơ sở hạ tầng đặc biệt để có thể sử dụng xe hybrid, do đó việc vận hành xe hybrid dễ dàng và thuận tiện hơn

• Phát triển của công nghệ:

Trên cơ sở các nguồn năng lượng như pin nhiên liệu và động cơ đốt trong đang hết sức phát triển, hệ thống hybrid có khả năng linh hoạt để tích hợp các công nghệ mới và cải tiến trong tương lai

Dưới dây là thông số kỹ thuật của mô tơ điện MG2 và máy phát MG1, bộ đổi điện kiểu biến tần và hệ thống làm mát cho bộ đổi điện được trang bị trên xe:

Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật mô tơ điện MG1 và MG2

Hạng mục Thông số kỹ thuật

Loại Mô tơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu

Mô tơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu

Chức năng Phát điện, máy khởi động động cơ

Phát điện, dẫn động các bánh xe Điện áp tối đa của hệ thống DC 600 V DC 600 V

Công suất tối đa - 53 (71) kW (HP)

Mô men tối đa - 163 (120) N*m (ft.*lbf)

Hệ thống làm mát Làm mát bằng nước Làm mát bằng nước

Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật bộ đổi điện

Hạng mục Thông số kỹ thuật

Bộ đổi điện Điện áp định mức (phía biến tần) DC 600 V Điện áp định mức (phía acquy HV) DC 201.6 V

DC - DC Điện áp định mức Dòng một chiều 11.0 – 15.0 V

Dòng điện ra tối đa 100 A

Bảng 4.4: Thông số kỹ thuật nước làm mát cho bộ đổi điện

Hạng mục Thông số kỹ thuật

Cụm bơm nước Kiểu mô tơ Không chổi than

Dung lượng xả Từ 10 lít/phút trở lên

Loại Nước làm mát siêu bền của

Các lần tiếp theo Mỗi 80000 km

Hệ thống điều khiển THS – II có các đặc điểm sau đây:

• Idle stop (tắt máy tạm thời): động cơ chạy không tải sẽ tự động dừng để giảm thất thoát năng lượng

• Chế độ chạy điện EV (kiểm soát dẫn động hiệu quả): chức năng này cho xe chuyển động chỉ sử dụng động cơ điện khi hiệu quả động cơ thấp và điện được phát ra khi hiệu quả động cơ cao Các hiệu chỉnh từ hệ thống điều khiển giúp tối ưu hoá hiệu suất tổng thể của xe

• Chế độ lái EV: Nếu người lái bật công tắc và đáp ứng các điều kiện vận hành, xe chỉ có thể chạy bằng động cơ điện Ở chế độ EV, xe chỉ lấy năng lượng từ acquy HV Chế độ này khả năng lái xe rất hiệu quả nhưng với việc xe không có nhiều năng lượng như các xe thuần điện Vì vậy chế độ EV thường chỉ hoạt động trong phạm vi tối đa một dặm và chỉ đáp ứng được trong một số điều kiện nhất định ở tốc độ lái xe rất thấp

• Động cơ nhiệt hỗ trợ động cơ điện khi tăng tốc

Hình 4.2: Minh họa vị trí lắp đặt hệ thống THS – II [13]

Ký hiệu Tên bộ phận Ký hiệu Tên bộ phận

Bộ đổi điện (bộ biến tần, bộ kích điện, bộ đổi điện DC – DC)

*3 Chốt sửa chữa an toàn *4 Acquy HV

*5 Cáp điện (dây điện phía dưới sàn xe) *6

Mô tơ máy phát MG1

*7 Acquy phụ *8 Cáp điện (dây điện điều hoà không khí HV)

Hệ thống này thực hiện tối ưu điều khiển kết hợp giữa động cơ 2ZR – FXE, máy phát MG1 và mô tơ điện MG2 bên trong hộp số PA10 được trang bị trên xe, tạo ra tính năng truyền động vượt trội Hệ thống có 2 acquy, mỗi acquy được sử dụng với mục đích riêng Một acquy là acquy HV (điện áp định mức DC 201.6 V) lưu công suất điện để dẫn động xe, và acquy còn lại là acquy phụ (điện áp định mức DC 12V) để phục vụ cho việc cấp điện cho các trang thiết bị điện trên xe

Bên cạnh đó, hệ thống này sử dụng hệ thống chuyển đổi điện áp, gồm có acquy cao áp, bộ kích điện làm tăng điện áp hoạt động của MG1 và MG2 lên mức điện áp tối đa DC

600 V và một bộ đổi biến tần sẽ chuyển dòng điện một chiều thành điện xoay chiều

Xe hybrid thì không có máy phát điện như các xe thông thường, vậy nên bằng bộ chuyển đổi DC – DC điện áp cao từ acquy HV sẽ được hạ xuống đến mức xấp xỉ DC 14V để nạp điện cho acquy phụ Ngoài ra, acquy HV nạp và phóng điện khi xe di chuyển nên không cần phải sạc điện từ bên ngoài

4.2 Các thành phần chính tham gia vào hệ thống điều khiển trên Corolla Cross 1.8HV 4.2.1 ECU điều khiển ô tô hybrid

Hình 4.3: Sơ đồ hệ thống của ECU điều khiển ô tô hybrid [13]

Hình 4.4: Sơ đồ hệ thống của ECU điều khiển ô tô hybrid [13]

ECU điều khiển ô tô hybrid thu nhận tín hiệu từ:

– ECU cổng trung tâm: liên kết liên lạc bộ khuếch đại điều hòa không khí, cụm đồng hồ táp lô với ECU điều khiển ô tô hybrid

– Máy bơm nước làm mát biến tần

– Acquy phụ (acquy 12V cung cấp năng lượng cho hệ thống điện của xe tương tự như xe thông thường)

– Cụm công tắc kết hợp:công tắc chế độ lái, công tắc lái EV

– Công tắc khóa liên động (của nắp đậy cho bộ biến tần và nắp đậy acquy HV), dùng để đóng ngắt dòng điện

– Cảm biến vị trí cấp số

– Cảm biến bàn đạp ga

– ECM điều khiển động cơ 2ZR – FXE

– ECU điều khiển trượt và bộ điều chỉnh áp suất phanh (nơi xử lý kiểm soát phanh thông thường, ABS với điều khiển EBD, VSC nâng cao, điều khiển phối hợp phanh tái sinh) – Hộp số hybrid cung cấp các tín hiệu:

• Cảm biến nhiệt độ cho MG1

• Cảm biến nhiệt độ cho MG2

• Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số ATF

• MG ECU: cảm biến xoay kiểu Resolver của MG1 và MG2 từ hộp số

• Bộ chuyển đổi dòng một chiều DC-DC

• Bộ chuyển đổi tăng áp (Boost Converter)

– Cụm mô tơ máy nén điều hòa

• Bộ điều khiển acquy HV

• Cảm biến dòng điện và hệ thống rờ le chính SMR (System Main Relay - dùng để kết nối và ngắt nguồn điện của acquy cao áp)

• Cảm biến nhiệt độ acquy HV

• Cảm biến nhiệt độ khí vào acquy HV

• Bộ quạt làm mát acquy HV

4.2.2 Bộ chuyển đổi điện (Inverter with Converter)

Hình 4.5: Bộ chuyển đổi điện [13]

Ký hiệu Chú thích Ký hiệu Chú thích

*1 Inverter/Boost converter *2 Converter/DC – DC Đầu ra nước làm mát Đầu vào nước làm mát

Xe được trang bị một bộ biến đổi điện cấu tạo bao gồm: MG ECU, bộ biến tần, bộ chuyển đổi tăng áp, bộ đổi điện DC – DC Bộ chuyển đổi điện được đảm bảo sự tản nhiệt thông qua việc sử dụng hệ thống làm mát tách rời với hệ thống làm mát động cơ để an toàn khi sử dụng điện áp cao Ngoài ra để đảm bảo an toàn do sử dụng điện áp cao, các công tắc khóa liên động được trang bị để khi nắp của bộ đổi điện được tháo ra hoặc bị hở thì hệ thống rờ le chính của hệ thống sẽ tắt, ngắt kết nối với nguồn điện

Bộ biến tần và bộ chuyển đổi tăng áp chủ yếu bao gồm các mô – đun nguồn thông minh (IPM), một cuộn kháng và tụ điện IPM là một mô-đun nguồn tích hợp bao gồm: bộ xử lý tín hiệu, bộ xử lý có chức năng bảo vệ và transistors công suất để đảo mạch điều khiển (IGBT)

Hình 4.6: Sơ đồ điều khiển của bộ đổi điện [13]

Theo các tín hiệu nhận được từ ECU điều khiển xe hybrid, MG ECU điều khiển bộ đổi điện và bộ kích điện để dẫn động máy phát điện MG1 hoặc mô tơ điện MG2 MG ECU truyền các thông tin cần thiết để điều khiển xe, ví dụ như áp suất khí quyển, nhiệt độ của bộ đổi điện và bất kì thông tin lỗi nào đến ECU điều khiển xe hybrid MG ECU cũng có chức năng cung cấp những thông tin mà ECU điều khiển xe hybrid yêu cầu như lực điện động, nhiệt độ mô tơ điện, … các thông tin này được sử dụng để điều khiển mô tô điện MG1 và MG2

Các thành phần chính của hệ thống truyền lực của Corolla Cross 1.8HV

Toyota Corolla Cross 1.8HV trang bị hộp số ngang PA10 được tích hợp với tổ hợp mô tơ điện số 2 (MG2) dẫn động cho xe và máy phát điện số 1 (MG1) tạo ra năng lượng điện Hộp số PA10 là hộp số vô cấp CVT (Continously Variable Transmission) cho khả năng thay đổi tỉ số truyền liên tục mà không phân chia theo từng cấp số, cùng với bộ bánh răng phức hợp giúp vận hành được êm ái và ít gây tiếng ồn Hộp số PA10 bao gồm các thành phần chính như máy phát điện (MG1), mô tơ điện (MG2), bộ bánh răng hành tinh chia công suất, bộ bánh răng trung gian, bộ truyền lực cuối, bộ bánh răng vi sai và bơm dầu

Hộp số PA10 có kích thước khá nhỏ gọn so với các hộp số hybrid khác do chiều dài tổng thể của hộp số đã được rút ngắn đáng kể khi sử dụng cơ cấu nhiều trục cho máy phát điện (MG1) và mô tơ điện (MG2) Ngoài ra, các bề mặt bánh răng được gia công chính xác cũng như vòng bi có ma sát thấp và cơ cấu bôi trơn kiểu vung té dầu đã giúp cho mức tổn hao năng lượng truyền động đã được giảm thiểu, giúp cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu và tiếng ồn

Hình 4.21: Cụm hộp số ngang PA10 [13]

Ký hiệu Tên bộ phận Ký hiệu Tên bộ phận

*1 Máy phát điện số 1 (MG1) *2 Bơm dầu

*3 Mô tơ điện (MG2) *4 Bánh răng bị động của bộ truyền động cuối

*5 Bánh răng giảm tốc MG2 *6 Bánh răng chủ động của bộ truyền động cuối

*7 Bánh răng bị động trung gian *8 Bánh răng bao của bộ bánh răng hành tinh

*9 Bộ bánh răng hành tinh chia công suất *10 Bánh răng chủ động trung gian

*11 Bánh răng của cơ cấu khóa phanh đỗ - -

*e Bộ bánh răng vi sai *f Bánh răng phức hợp

Hộp số PA10 có cấu trúc 4 trục:

• Bộ bánh răng hành tinh chia công suất, bơm dầu và máy phát điện số 1 (MG1) được bố trí trên trục chính

• Bộ bánh răng giảm tốc MG2 và mô tơ điện số 2 (MG2) được bố trí trên trục thứ 2

• Bộ bánh răng bị động trung gian và bộ bánh răng chủ động của bộ truyền động cuối được bố trí trên trục thứ 3

• Bộ bánh răng bị động của bộ truyền động cuối và bộ bánh răng vi sai được bố trí trên trục thứ 4

Việc bôi trơn và làm mát máy phát điện MG1 và mô tơ điện MG2 được thực hiện bằng việc sử dụng loại bơm dầu kiểu bánh răng Trochoid của trục chính Các bánh răng của bộ bánh răng hành tinh chia công suất, bánh răng giảm tốc MG2, bộ bánh răng giảm tốc và bộ bánh răng vi sai được bôi trơn bởi bơm dầu dẫn động đầu ra Bơm dầu dẫn động đầu ra được bôi trơn thông qua cơ chế vung té dầu trong đó các bánh răng sẽ làm vung té

57 dầu bôi trơn, điều này giúp tối ưu dòng dầu giảm tổn thất truyền động bơm dầu, đạt được hiệu suất truyền tải điện lớn hơn Ngoài ra, bộ làm mát dầu bằng nước giúp tối ưu hóa dòng dầu hộp số được sử dụng đạt hiệu suất làm mát cao, mang lại hiệu suất cao và hiệu quả truyền lực cao

Bảng 4.15: Thông số kỹ thuật của hộp số PA10

Bộ bánh răng hành tinh chia công suất

Số răng của bánh răng mặt trời 30

Số răng của bánh răng hành tinh 23

Số răng của bánh răng bao 78 Bánh răng giảm tốc MG2

Số răng của bánh răng chủ động 17

Số răng của bánh răng bị động 53 Bánh răng trung gian

Số răng của bánh răng chủ động 65

Số răng của bánh răng bị động 53

Số răng của bánh răng chủ động 19

Số răng của bánh răng bị động 75

Tổng tỉ lệ giảm tốc 3.218

Loại dầu Dầu hộp số điện tử TE

Dung tích dầu Liters (US, qts, Imp, qts) 3.0 (3.2, 2.6)

Về cấu tạo, nhà sản xuất sử dụng mô tơ điện đồng bộ nam châm vĩnh cữu cho máy phát điện MG1 và mô tơ điện MG2 Máy phát điện MG1 sạc acquy HV và cung cấp năng lượng điện để điều khiển động cơ điện MG2 Ngoài ra, việc điều chỉnh lượng điện năng

58 được tạo ra (do đó thay đổi điện trở trong và tốc độ quay của máy phát) làm cho máy phát MG1 điều khiển hiệu quả khả năng truyền biến thiên liên tục của hộp số vô cấp CVT

Mô tơ điện MG2 hoạt động hỗ trợ công suất cho động cơ như một nguồn năng lượng bổ sung hoặc hoạt động riêng biệt tùy theo tình huống Sự kết hợp giữa mô tơ điện MG2 và động cơ giúp động cơ sinh ra công suất làm việc hiệu quả, giảm sự mất mát công suất trong những trường hợp vô ích, qua đó giảm được phát thải ra môi trường Ngoài những lợi ích về hiệu suất động cơ, sự kết hợp này còn mang lại khả năng tăng tốc êm ái và cảm giác lái tốt cho người lái

ECU của mô tơ máy phát (MG ECU) nhận tín hiệu từ ECU điều khiển xe hybrid và dựa vào các tín hiệu này chuyển mạch IGBT trong mô đun nguồn thông minh (IPM) điều khiển máy phát điện MG1 và mô tơ điện MG2

Hình 4.22: Hình ảnh minh họa cho nguyên lý hoạt động của MG1 và MG2 [13]

Khi dòng điện xoay chiều ba pha được đưa vào cuộn dây ba pha của cuộn dây stator, tạo từ trường quay trong mô tơ điện Chuyển động quay của từ trường được điều khiển dựa trên vị trí và tốc độ quay của rotor để kéo nam châm vĩnh cữu nằm trong rotor về phía từ trường, từ đó tạo ra mô men xoắn Mô men xoắn này tỷ lệ thuận với dòng điện và tốc độ và được điều khiển dựa trên tần số của dòng điện xoay chiều Ngoài ra, chuyển động quay của từ trường và góc của nam châm rotor được điều khiển chính xác để tạo ra mô men xoắn cao một cách hiệu quả ngay khi ở tốc độ cao

59 Đối với máy phát điện MG1 và mô tơ điện MG2, nam châm vĩnh cữu trong rotor được đặt ở vị trí tối ưu để sử dụng mô men xoắn một cách hiệu quả, do mô men xoắn được tạo ra do sự thay đổi từ trở trong khe hở giữa stator và rotor Điều này khuếch đại lực quay của rotor, giúp tăng cường lực truyền động Khi phát điện, chuyển động quay của rotor sẽ tạo ra từ trường, tạo ra dòng điện chạy trong cuộn dây stator

Bên cạnh đó, chuyển động quay của từ trường sinh ra trong cuộn dây được điều khiển dựa trên vị trí và tốc độ quay của rotor để kéo nam châm vĩnh cữu nằm trong rotor về phía từ trường, và việc nhận biết được vị trí của rotor được đảm nhận bởi cảm biến xoay kiểu Resolver

Cảm biến xoay kiểu Resolver là loại cảm biến nhỏ gọn, có thể phát hiện chính xác các vị trí của nam châm, cần thiết để điều khiển hiệu quả máy phát điện MG1 và mô tơ điện MG2 Stator của cảm biến quay sử dụng ba cuộn dây A, S và C Cuộn dây đầu ra S và cuộn dây đầu ra C được bố trí lệch với nhau một góc 90 độ

Hình 4.23: Cảm biến xoay kiểu Resolver [13]

Ký hiệu Chú thích Ký hiệu Chú thích

*a Cuộn dây kích thích A *b Cuộn dây tín hiệu đầu ra S

*c Cuộn dây tín hiệu đầu ra C - -

Cảm biến này cung cấp một lượng điện xoay chiều nhất định cho cuộn dây kích thích A sao cho một tần số nhất định được áp dụng liên tục vào cuộn dây đầu ra S và cuộn dây đầu ra C bất kể tốc độ quay của rotor là như thế nào Vì rotor có hình bầu dục nên kích thước của khe hở giữa stator và rotor thay đổi khi rotor quay Kết quả là giá trị lớn nhất của dạng sóng đầu ra của cuộn đầu ra S và cuộn đầu ra C dao động theo vị trí của rotor

Hình 4.24: Dạng sóng lý thuyết phát ra từ cảm biến xoay khi rotor quay 180 độ theo chiều dương (+) [13]

ECU mô tơ máy phát điện (MG ECU) phát hiện các giá trị đỉnh của cuộn dây đầu ra Sau đó, ECU mô tơ máy phát điện kết nối với các giá trị đó để tạo ra dạng sóng lý thuyết Vị trí tuyệt đối của rotor được tính toán dựa trên sự chênh lệch giữa giá trị của cuộn dây đầu ra S và cuộn dây đầu ra C, hướng quay được xác định dựa trên độ lệch pha của dạng sóng lý thuyết của cuộn dây đầu ra S và cuộn dây đầu ra C, bên cạnh đó thì tốc độ quay được ước tính dựa trên sự thay đổi góc của rotor trong một khoảng thời gian nhất định Bên cạnh cảm biến xoay kiểu Resolver, xe còn được trang bị cảm biến nhiệt độ được cung cấp cho cả máy phát điện MG1 và mô tơ điện MG2 để đo được nhiệt độ của stator ECU điều khiển hybrid thực hiện điều khiển hệ thống hybrid dựa trên tín hiệu từ các cảm biến nhiệt độ này

4.3.3 Bộ bánh răng hành tinh chia công suất

Bộ bánh răng hành tinh nhận công suất từ động cơ nhiệt chia thành lực phát động truyền tới các bánh xe dẫn động và lực phát động tới máy phát điện MG1 để tạo ra điện

Sự kết nối của bộ bánh răng hành tinh chia công suất như sau:

• Bánh răng mặt trời được nối với máy phát điện MG1

• Bánh răng bao được nối với bánh răng truyền động trung gian

• Giá đỡ được nối với động cơ

CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HYBRID - COROLLA CROSS

HV

• Nghiên cứu các hệ thống điều khiển trên Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Bảo dưỡng và sửa chữa trên ô tô hybrid – Toyota Corolla Cross

Tìm hiểu trên Internet, đọc những tài liệu liên quan đến xe hybrid và các bộ phận của xe hybrid

Tìm tài liệu về Toyota Corolla Cross 1.8HV, tài liệu về thông số xe, các bộ phận trong hệ thống truyền lực, hệ thống điều khiển,

Tìm tài liệu bảo dưỡng và sửa chữa dành cho Toyota Corolla Cross 1.8HV

Tổng hợp tài liệu và viết báo cáo nghiên cứu

1.4 Đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: dòng xe Toyota Corolla Cross 1.8HV

Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu về hệ thống truyền lực, hệ thống điều khiển, cách bảo dưỡng và sửa chữa

Nội dung 1: Nghiên cứu về cấu tạo và hoạt động của ô tô hybrid

• Ưu nhược điểm của ô tô hybrid

• Giới thiệu tổng quan về ô tô hybrid

• Các chế độ hoạt động của xe

Nội dung 2: Nghiên cứu về Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Giới thiệu tổng quan về Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Nghiên cứu hệ thống hybrid trên Toyota Corolla Cross 1.8HV

• Hệ thống truyền lực trên Toyota Corolla Cross 1.8HV

Nội dung 3: Phân tích các hệ thống điều khiển của Toyota Corolla Cross 1.8HV

Nội dung 4: Nghiên cứu bảo dưỡng và sửa chữa.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ HYBRID 2.1 Giới thiệu chung và nguyên nhân ra đời xe hybrid

Xe hybrid (thường được gọi là xe lai hay xe lai điện) là loại xe thân thiện với môi trường khi sử dụng kết hợp hai nguồn động lực giữa động cơ đốt trong (xăng, diesel, khí hóa lỏng, ) và động cơ điện lấy năng lượng điện từ một acquy cao áp Tùy thuộc vào hệ thống, xe hybrid sẽ sử dụng hai nguồn năng lượng theo các cách khác nhau để tạo nên sự vận hành mạnh mẽ mà vẫn đạt hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu tối ưu

Mục đích chính đầu tiên của ô tô hybrid không phải để giảm phát thải ô nhiễm và tăng hiệu quả kinh tế mà sử dụng động cơ điện hỗ trợ cho động cơ đốt trong để ô tô có thể đạt được tính năng có thể chấp nhận được Đến bây giờ mục đích chính của ô tô hybrid là để tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường Không giống ô tô truyền thống, hệ thống động cơ xe hybrid bao gồm: động cơ đốt trong, một hay nhiều động cơ điện xoay chiều, acquy hybrid (HV), máy phát điện, bộ chuyển đổi điện, bộ phân chia công suất và bộ điều khiển (ECU)

Tóm lại, xe hybrid sử dụng hai loại động cơ kết hợp trong khi đó các xe thông thường sử dụng chủ yếu vẫn là động cơ đốt trong Với mục đích tiết kiệm nhiên liệu, giảm phát thải ra môi trường và đạt hiệu suất cao thì mô hình xe hybrid sử dụng động cơ điện để hỗ trợ cho động cơ đốt trong việc vận hành được diễn ra tốt hơn và hiệu quả hơn, không mất công suất vô ích và bảo vệ môi trường

2.1.2 Lịch sử phát triển xe hybrid [1] Ô tô hybrid đầu tiên được giới thiệu tại hội chợ triển lãm Paris năm 1899 do hãng Pieper Liège của Bỉ và hãng Vendovelli Priestli của Pháp chế tạo Ô tô Pieper là ô tô hybrid song song với một động cơ xăng nhỏ làm mát bằng không khí được hỗ trợ bởi một động cơ điện chạy bằng acquy chì Acquy được nạp điện nhờ động cơ nhiệt khi xe xuống dốc hay khi phanh Khi công suất yêu cầu cao hơn công suất động cơ nhiệt thì động cơ điện hoạt động để cung cấp năng lượng bổ sung Ngoài việc là một trong hai chiếc hybrid đầu tiên, xe Pieper còn là chiếc xe đầu tiên được khởi động bằng điện

Hình 2.1 Xe hybrid kiểu song song đầu tiên năm 1899 [2]

Những chiếc xe hybrid khác được giới thiệu cùng năm 1899 tại Triển lãm Paris là kiểu xe hybrid điện nối tiếp của hãng Vendovelli và Priestli của Pháp Đây là kiểu xe ba bánh, với hai bánh xe phía sau được dẫn động bởi các động cơ điện độc lập Xe được trang bị thêm động cơ xăng kéo máy phát điện công suất 1,1 kW đặt trên rơ-móc được kéo phía sau xe để nạp điện cho acquy Trong kiểu thiết kế này, các kĩ thuật hybrid đã được áp dụng để mở rộng phạm vi hoạt động của xe chứ không có mục đích để tăng thêm công suất cho động cơ của xe

Các xe hybrid khác, cả song song hoặc nối tiếp, được chế tạo trong khoảng thời gian từ 1899 đến 1914 Mặc dù có phanh điện đã được sử dụng trong các thiết kế ban đầu nhưng chưa ai đề cập đến phanh tái tạo Thậm chí tất cả các kiểu xe trên đều sử dụng phanh điện động bằng cách ngắn mạch hoặc lắp đặt điện trở trên phần ứng của mô tơ kéo Điển hình cho phương án phanh điện động chính là chiếc Lohner – Porsche được sản xuất và ra mắt vào năm 1903 Bên cạnh đó, việc sử dụng phổ biến ly hợp điện từ và khớp điện tử cũng cần nhắc đến

Các khái niệm ô tô hybrid điện đã thu hút được sự quan tâm rất lớn trong những năm của thập niên 90 khi người ta nhận ra rằng các giới hạn của ô tô điện thuần túy và sự có hạn của các nhiên liệu và khoáng sản Hãng Ford Motor đã khởi xướng chương trình

“Thách thức của Ford Hybrid Electric Vehicle” và đã thu hút được đông đảo sự tham gia của các trường đại học để đạt mục tiêu là phát triển cùng với đó là thương mại hóa các phiên bản ô tô hybrid Ô tô hybrid đã có được những bước tiến đáng kể sau nhiều nghiên cứu Tại Mỹ, Dodge đưa ra thị trường các dòng xe ESX Intrepid 1, 2, và 3 Các ESX – 1 là ô tô hybrid nối tiếp, trang bị một động cơ diesel ba xi lanh có turbo tăng áp cỡ nhỏ và hai động cơ điện

100 HP kéo bánh xe sau Chính phủ Mỹ đưa ra chương trình phối hợp nghiên cứu ô tô thế hệ mới (PNGV) Xe Ford Prodigy và GM Precepy là kết quả từ nỗ lực này Đó là những xe hybrid song song sử dụng động cơ diesel tăng áp cỡ nhỏ với li hợp điều khiển bằng tay

Cả hai kiểu xe này đã đạt được mục tiêu đề ra những đã không được đưa vào sản xuất

Hình 2.3: Dodge ESX Intrepid 1 [4] Ở Châu Âu, hãng Renault đã đưa ra mẫu ô tô hybrid song song Renault Next sử dụng động cơ đánh lửa cưỡng bức 750 cc và hai động cơ điện Mẫu xe thử nghiệm này đã đạt được các tính năng tương đương với ô tô truyền thống Volkswagen cũng đã đưa ra mẫu thử nghiệm Chico Nền tản là một xe điện nhỏ, với acquy nikel-metal và động cơ điện cảm ứng 3 pha Xe được trang bị thêm một động cơ xăng cỡ nhỏ, hai xi lanh, để nạp điện cho acquy và cung cấp thêm công suất cho xe khi cần thiết

Nhật Bản đã là nơi thực hiện các nỗ lực quan trọng trong việc phát triển và thương mại hóa các loại xe hybrid Năm 1997, Toyota đã bắt đầu dự án Toyota Eco – car với quyết tâm sản xuất một kiểu xe mới vừa tiết kiệm nhiên liệu, vừa giảm phát thải ô nhiễm môi trường Vào tháng ba cùng năm, Toyota đã công bố một hệ thống truyền động mới là hệ

6 thống Hybrid Toyota (Toyota Hybrid System – THS) cho ô tô du lịch THS lần đầu tiên được áp dụng cho kiểu xe Prius và được giới thiệu tại thị trường Nhật Bản với tư cách là loại sản phẩm ô tô hybrid du lịch đầu tiên trên thế giới Từ đó, Prius đã trở thành biểu tượng của một loại ô tô có tính sáng tạo cao

2.1.3 Xu hướng phát triển xe hybrid

Một số quốc gia đang đi quá nhanh trong tiến trình phát triển xe “thuần” điện (BEV) khiến thị trường chưa thể thích ứng kịp thời Khi nguồn cung gặp khó khăn do những rào cản của chiến tranh thương mại, đó là lúc các “ông lớn” bắt đầu nhìn nhận lại về tiềm năng và giá trị của các dòng xe điện khác, trong đó có xe hybrid Việt Nam hiện đã có một số mẫu hybrid xuất hiện và nhận được sự quan tâm của người tiêu dùng trong bối cảnh bùng nổ các loại xe điện

Tại Trụ sở Chính phủ vào chiều ngày 13/1/2022, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính cho biết Việt Nam là một trong 6 nước trên thế giới ảnh hưởng lớn nhất do biến đổi khí hậu Tại COP26, Việt Nam cam kết giảm phát thải ròng về 0 vào năm 2050, giảm 30% lượng phát thải khí metan gây hiệu ứng nhà kính vào năm 2030 Để góp phần thực hiện cam kết của Việt Nam tại COP26, Thủ tướng đã nêu ra tám gợi mở, trong đó nổi bật có các nội dung cần tập trung thực hiện gồm: chuyển đổi năng lượng xanh, năng lượng sạch; kế hoạch giảm phát thải khí metan; giảm phát thải gây hiệu ứng nhà kính; giảm phương tiện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, khuyến khích phương tiện giao thông sử dụng điện… Nhằm khuyến khích người dân chuyển đổi sang sử dụng các loại phương tiện thân thiện với môi trường, Chính phủ cũng đã có động thái ưu đãi về thuế, phí, lệ phí Bước đi này thể hiện rõ quyết tâm của Chính phủ trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, phù hợp với xu thế phát triển chung của khu vực và trên toàn thế giới [5]

Các nước trong khu vực cũng có nhiều bước tiến trong việc ưu tiên phát triển các loại hình xe thân thiện với môi trường Điển hình như Thái Lan ban hành hàng loạt chính sách thuế ưu đãi cho nhà sản xuất và lắp ráp xe điện, với tham vọng vươn lên dẫn đầu Đông Nam Á trong sản xuất xe xanh Trong khi đó, Singapore cũng dự kiến giành 30 triệu đô la để khuyến khích người dân mua các loại “xe xanh”, với lãi suất chỉ định chưa đến 2%/năm Bên cạnh đó, Indonesia cũng thực hiện miễn thuế doanh nghiệp để sản xuất xe thân thiện với môi trường [5]

Hệ thống điều khiển SMR

ECU điều khiển ô tô hybrid điều khiển các rờ le chính của hệ thống (System Main Relay – SMR) để kết nối và ngắt điện từ acquy điện áp cao SMR hoạt động như một chìa khóa, điều khiển nguồn cung cấp điện chính của xe

Khi bật khóa điện ON, điện từ acquy phụ sẽ cấp nguồn cho ECU điều khiển xe hybrid sau đó ECU điều khiển sẽ truyền tín hiệu điều khiển cấp điện cho mạch rờ le chính để kết nối acquy HV

SMR được thiết kế để bảo vệ hệ thống điện của xe trước các điều kiện không mong muốn và sẽ được tắt bởi ECU điều khiển xe hybrid theo các điều kiện dưới đây:

• Hệ thống túi khí hoạt động

• Nắp biến tần hoặc nắp acquy HV được tháo (công tắc khóa liên động được mở)

• Chốt sửa chữa an toàn được tháo

• Sự cố xảy ra với acquy HV như quá dòng hoặc quá nhiệt

Hình 5.5: Sơ đồ hệ thống điều khiển SMR [13]

Hệ thống SMR gồm có: cảm biến dòng điện acquy, ba rờ le mở mạch và một điện trở nạp trước

Rờ le thứ nhất (SMRB) được nối với điện cực dương của nguồn điện một chiều (B – Battery) Rờ le thứ hai SMRP và rờ le thứ ba SMRG được nối với điện cực còn lại của nguồn điện một chiều (G – Ground), SMRP và điện trở nạp trước (Rp) nối tiếp và được kết nối song song với rờ le thứ ba (SMRG) Và ba rờ le này được cung cấp để đảm bảo hệ thống được vận hành bình thường và ổn định

–Khi hệ thống hybrid chuyển sang trạng thái ON (READY):

Hình 5.6: Sơ đồ mạch điện của hệ thống điều khiển SMR khi ở trạng thái ON [13]

ECU điều khiển ô tô hybrid lần lượt bật SMRB và SMRP, và cung cấp dòng điện qua điện trở nạp trước để giảm dòng Điều này cho thấy dòng điện ban đầu được cho đi qua điện trở nạp trước để tiếp điểm trong mạch được bảo vệ khỏi hư hỏng do dòng điện khởi động gây ra Sau đó, ECU điều khiển bật SMRG và cung cấp dòng điện qua SMRG, và tiếp đó thì ECU điều khiển ô tô hybrid tắt SMRP bỏ qua điện trở nạp trước cho phép dòng điện chạy tự do trong mạch

– Khi hệ thống hybrid chuyển sang trạng thái OFF:

Hình 5.7: Sơ đồ mạch điện của hệ thống điều khiển SMR khi ở trạng thái OFF [13]

Từ trạng thái ON sang OFF, ECU điều khiển ô tô hybrid sẽ tắt SMRG trước tiên để xác định xem SMRG có hoạt động bình thường hay không Tiếp theo, ECU sẽ tắt SMRB Sau đó, ECU sẽ bật SMRP rồi tắt ngay sau đó để xác định xem SMRB có hoạt động bình thường hay không Nếu SMRB hoạt động không bình thường thì nguồn điện vẫn chưa được tắt Kết quả là ECU điều khiển ô tô hybrid xác minh rằng các rờ le tương ứng đã được tắt đúng cách

5.5 Hệ thống điều khiển biến đổi điện áp một chiều tăng áp

Bộ biến đổi điện áp một chiều tăng áp (Boost Converter) tăng cường giá trị điện áp định mức của dòng điện một chiều của acquy HV từ 201,6V lên điện áp tối đa 600V và theo chiều ngược lại biến đổi giảm điện áp một chiều (600V xuống 201,6V) nhận từ bộ

97 biến tần, khi bộ biến tần chuyển đổi dòng điện xoay chiều tạo ra từ tổ hợp MG1 và MG2 thành dòng một chiều

Bộ biến đổi điện áp một chiều tăng áp nhận lệnh từ ECU điều khiển hybrid thông qua MG ECU để điều khiển dòng điện

Bộ biến đổi điện áp một chiều tăng áp bao gồm:

• IPM tăng áp được tích hợp 2 IGBT với mục đích điều khiển chuyển mạch IGBT đóng ngắt dòng điện với tốc độ cao, dùng quán tính dòng điện sinh ra biến thiên từ thông làm nâng dòng điện lên

• Cuộn kháng (còn gọi là bộ phản ứng) là linh kiện lưu trữ điện năng và tạo lực điện, một đầu nối với nguồn điện và một đầu nối với IPM tăng áp

• Tụ điện với ưu điểm phản ứng nhanh (sạc và xả điện nhanh) có công dụng giữ điện áp sạc và thực hiện chu trình sạc và xả điện áp cao Đồng thời tụ tạo hiệu ứng (shock absorber) làm cho điện áp đầu ra mượt hơn khi đóng ngắt các transitor công suất (IGBT)

• Điện trở mắc song song tụ điện có công dụng khi quá trình tụ ngắt đột ngột nó sẽ được trơn tru hơn

Hình 5.8: Sơ đồ mạch điện của hệ thống điều khiển bộ biến đổi điện áp một chiều tăng áp [13]

Quá trình bộ biến đổi điện áp một chiều tăng áp hoạt động: o Bước 1: IGBT2 bật, điện áp của acquy HV (điện áp định mức dòng điện một chiều

201,6V) sạc vào cuộn kháng Khi đó, cuộn kháng sẽ tích trữ điện năng bên trong

Hình 5.9: Sơ đồ mạch điện của quá trình tích trữ điện năng trong cuộn kháng [13] o Bước 2: ECU điều khiển hệ thống hybrid điều khiển IGBT2 tắt, cuộn kháng sẽ tạo ra lực điện (dòng điện tiếp tục chạy từ cuộn kháng) Lực điện này sẽ làm cho điện áp tăng đến mức tối đa của điện áp một chiều là 600V Do được tạo ra bởi lực điện động từ cuộn kháng tạo ra, dòng điện từ cuộn kháng sẽ đi qua bộ biến tần và tụ điện

Hình 5.10: Sơ đồ mạch điện của quá trình tăng điện áp [13] o Bước 3: IGBT2 được bật trở lại tiếp tục nhiệm vụ sạc cho cuộn kháng Trong khi quá trình sạc cho cuộn kháng được diễn ra, việc xả điện năng vẫn được tiếp tục vì điện áp

(điện áp một chiều 600V) được lưu trữ trong tụ điện, điện năng liên tục được cấp cho bộ biến tần

Hình 5.11: Sơ đồ mạch điện của quá trình sạc cho cuộn kháng và xả của tụ điện [13]

Dòng điện xoay chiều được tạo ra từ tổ hợp mô tơ – máy phát điện MG1 MG2 được chuyển đổi thành dòng điện một chiều (điện áp một chiều tối đa là 600V) bởi bộ biến tần với mục đích sạc cho acquy HV Sau đó, bộ biến đổi điện áp một chiều tăng áp được sử dụng để giảm điện áp một chiều xuống khoảng 201,6V Quá trình giảm điện áp một chiều cũng có nguyên tắc tương tự quá trình tăng điện áp nhưng quá trình giảm điện áp được thực hiện bởi IGBT1 IGBT1 bật và tắt để kiểm soát chu kỳ, điện từ bộ biến tần qua IPM làm giảm điện áp về cuộn kháng và sạc lại acquy HV

Hình 5.12: Sơ đồ mạch điện của quá trình sạc cho acquy điện áp cao [13]

5.6 Hệ thống điều khiển biến tần

Bộ biến tần chuyển đổi dòng điện một chiều từ acquy HV thành dòng điện xoay chiều cho tổ hợp mô tơ – máy phát MG1, MG2 hoặc ngược lại Ngoài ra, bộ biến tần còn biến đổi nguồn năng lượng điện được tạo ra từ MG1 để cung cấp cho MG2 Tuy nhiên, dòng điện xoay chiều được tạo ra từ MG1 không được sử dụng trực tiếp cho MG2 mà phải chuyển đổi thành dòng điện một chiều bên trong bộ biến tần trước khi được bộ biến tần chuyển đổi ngược lại thành dòng điện xoay chiều để cho MG2 tiêu thụ Việc này là cần thiết bởi vì tần số dòng điện xoay chiều ở trục thứ cấp của MG1 không phù hợp để có thể điều khiển MG2

Hình 5.13: Sơ đồ hệ thống điều khiển bộ biến tần [13]

MG ECU điều khiển các mô đun nguồn thông minh (IPM), IPM điều khiển đóng ngắt 6 IGBT bên trong, để chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều ba pha cho tổ hợp MG1 và MG2 theo các tín hiệu nhận được từ ECU điều khiển hệ thống hybrid