Tìm hiểu, phân tích cơ sở lý thuyết xe có trang bị động cơ hybrid

MỤC LỤCNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN1NHÂN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN2MỤC LỤC3LỜI NÓI ĐẦU5PHẦN I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU61.1 Lịch sử xe Hybrid61.1.1 Ô tô Hybrid là gì?61.1.2 Lịch sử xe hybrid61.2 Tình hình nghiên cứu động cơ Hybrid trên thế giới81.3 Tình hình nghiên cứu động cơ Hybrid ở Việt Nam91.4 Phương pháp, nội dung, tính cấp thiết của đề tài91.4.1 Phương pháp nghiên cứu91.4.2 Nội dung của đề tài101.4.3 Tính cấp thiết của đề tài10PHẦN II: CẤU TẠO CHUNG XE HYBRID122.1. Phân loại các kiểu Hybrid trên các hãng xe122.1.1 Hệ thống nối tiếp (series hybrid system)122.1.2 Hệ thống song song (hybrid parallel system)132.1.3 Hệ thống kết hợp (seriesparallel hybrid system)142.2. Phân tích cấu tạo chung của xe Hybrid dưới dạng sơ đồ khối162.2.1 Nguyên lý hoạt động của ôtô hybrid.162.2.2 Các quá trình làm việc của xe Hybrid172.3. Các bộ phận chính của xe hybrid:202.3.1 Động cơ:202.3.2 Mô tơ 1 (MG1):202.3.3 Mô tơ 2:212.3.4 Bộ bánh răng hành tinh:212.3.5 Bộ chuyển đổi (converter)232.3.6 Ắcquy:24PHẦN III: PHÂN TÍCH, TÌM HIỂU MỘT LOẠI XE HYBRID CỤ THỂ (TOYOTA PRIUS)253.1. Kích thước và thông số kĩ thuật của xe273.1.1. Kích thước273.1.2. Thông số kỹ thuật283.2. Các bộ phận chính của xe hybrid prius gồm:303.2.1. Động cơ:303.2.2. MG1 và MG2353.2.3. Bộ bánh răng hành tinh:383.2.4. Bộ chuyển đổi (converter)393.2.5. Bình điện HV (Ắc quy)………………………………………………….433.2.6 Hộp số463.2.7 Hệ thống phanh65PHẦN IV: PHÂN TÍCH VÀ LÀM RÕ TÍNH ƯU VIỆT CỦA XE CÓ TRANG BỊ ĐỘNG CƠ HYBRID794.1 Ưu và nhược điểm của ôtô Hybrid794.2 Lượng khí thải và tiêu hao nhiên liệu của xe Hybrid80PHẦN V: ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ845.1 Đánh giá845.2 Kết Luận845.3 Kiến nghị85TÀI LIỆU THAM KHẢO86

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hưng Yên, ngày……tháng……năm 2010

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2

(Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên)

NHÂN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hưng Yên, ngày……tháng……năm 2010 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN (Ký, ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1

NHÂN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2

MỤC LỤC 3

LỜI NÓI ĐẦU 5

PHẦN I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1 Lịch sử xe Hybrid 6

1.1.1 Ô tô Hybrid là gì? 6

1.1.2 Lịch sử xe hybrid 6

1.2 Tình hình nghiên cứu động cơ Hybrid trên thế giới 8

1.3 Tình hình nghiên cứu động cơ Hybrid ở Việt Nam 9

1.4 Phương pháp, nội dung, tính cấp thiết của đề tài 9

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu 9

1.4.2 Nội dung của đề tài 10

1.4.3 Tính cấp thiết của đề tài 10

PHẦN II: CẤU TẠO CHUNG XE HYBRID 12

2.1 Phân loại các kiểu Hybrid trên các hãng xe 12

2.1.1 Hệ thống nối tiếp (series hybrid system) 12

2.1.2 Hệ thống song song (hybrid parallel system) 13

2.1.3 Hệ thống kết hợp (series/parallel hybrid system) 14

2.2 Phân tích cấu tạo chung của xe Hybrid dưới dạng sơ đồ khối 16

2.2.2 Các quá trình làm việc của xe Hybrid 17

2.3 Các bộ phận chính của xe hybrid: 20

2.3.1 Động cơ: 20

2.3.2 Mô tơ 1 (MG1): 20

2.3.3 Mô tơ 2: 21

2.3.4 Bộ bánh răng hành tinh: 21

2.3.5 Bộ chuyển đổi (converter) 23

2.3.6 Ắcquy: 24

PHẦN III: PHÂN TÍCH, TÌM HIỂU MỘT LOẠI XE HYBRID CỤ THỂ (TOYOTA PRIUS) 25

3.1 Kích thước và thông số kĩ thuật của xe 27

3.1.1 Kích thước 27

3.1.2 Thông số kỹ thuật 28

3.2 Các bộ phận chính của xe hybrid prius gồm: 30

3.2.1 Động cơ: 30

3.2.2 MG1 và MG2 35

3.2.3 Bộ bánh răng hành tinh: 38

3.2.4 Bộ chuyển đổi (converter) 39

3.2.5 Bình điện HV (Ắc quy)……….43

3.2.6 Hộp số 46

3.2.7 Hệ thống phanh 65

PHẦN IV: PHÂN TÍCH VÀ LÀM RÕ TÍNH ƯU VIỆT CỦA XE CÓ

TRANG BỊ ĐỘNG CƠ HYBRID 79

4.1 Ưu và nhược điểm của ôtô Hybrid 79

4.2 Lượng khí thải và tiêu hao nhiên liệu của xe Hybrid 80

PHẦN V: ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84

5.1 Đánh giá 84

5.2 Kết Luận 84

5.3 Kiến nghị 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

LỜI NÓI ĐẦU

Trong giai đoạn hiện nay ngành ôtô có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tếquốc dân, ôtô được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế như: vận tải, xây dựng, du lịch

… Cùng với sự phát triển vượt bậc của mình ngành công nghệ ôtô ngày càng khẳngđịnh vai trò quan trọng không thể thiếu trong sự phát triển của một quốc gia

Nhờ sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ôtô đãkhông ngừng tự làm mới mình để đáp ứng được những yêu cầu bức thiết trong vấn đề

sử dụng Ngành ôtô đã có những bước tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới như:Điều khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại…đều được áp dụng trên ôtô Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng mụctiêu chủ yếu về tăng năng suất, vận tốc, tải trọng có ích, tăng tính kinh tế, giảm cường

độ cho người lái, tính tiện nghi sử dụng cho khách hàng, giảm tối ưu lượng nhiên liệu

và giảm lượng khí thải độc hại

Việc giảm tối ưu lượng nhiên liệu và khí thải gây ô nhiễm mà công suất của động

cơ vẫn đảm bảo đang là vấn đề bức thiết và là nhu cầu hàng đầu trong mục đích sửdụng của khách hàng Công nghệ xe lai Hybrid đã ra đời và đáp ứng được mục đích sửdụng đó Xe Hybrid đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng dãi trong ngành ôtô

Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện tại trường em đã được khoa tin tưởng giao

cho đề tài “Tìm hiểu, phân tích cơ sở lý thuyết xe có trang bị động cơ Hybrid”.

Đây là một đề tài còn mới mẻ và có nhiều khó khăn Với sự cố gắng của bản thân và

dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Đồng Minh Tuấn và thầy Khổng Văn Nguyên

cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực, em đã hoàn thành

đề tài với nội dung đáp ứng được yêu cầu đề ra Tuy nhiên trong quá trình làm, với khảnăng và trình độ còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy em rất mong

sự góp ý của các thầy cô trong khoa và các bạn quan tâm tới đề tài này để đề tài đượchoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa, đặc biệt là các thầy giáo

Đồng Minh Tuấn và thầy Khổng văn Nguyên đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em

hoàn thành đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Lịch sử xe Hybrid

1.1.1 Ô tô Hybrid là gì?

Hybrid nghĩa là lai, ôtô hybrid (Hybrid Electric Vehicle-HEVs) là dòng ôtô

sử dụng động cơ tổ hợp Theo Bách Khoa Toàn Thư mở Wikipedia thì HybridVehicle, tạm dịch là Phương Tiện Giao Thông Ghép, là một phương tiện giao thông

mà được động lực bằng hai nguồn năng lượng trở lên Ví dụ như sự kết hợp giữa:

Hệ thống Chứa Năng Lượng Nạp Lại Được (Rechargeable Energy StorageSystem hay RESS, hoặc cụ thể hơn là Pin nạp lại được) và Nguồn Năng LượngNhiên Liệu (xăng, dầu diesel v.v )

Động cơ hybrid là sự kết hợp giữa động cơ đốt trong thông thường với mộtđộng cơ điện dùng năng lượng ắc quy Bộ điều khiển điện tử sẽ quyết định khi nàothì dùng động cơ điện, khi nào thì dùng động cơ đốt trong, khi nào dùng vận hànhđồng bộ và khi nào nạp điện vào ắc quy để sử dụng về sau

Trong thực tế hiện nay, thuật ngữ này (Hybrid Vehicle) thường dùng để nóiđến Phương Tiện Giao Thông Ghép kết hợp năng lượng từ điện và xăng (PetroleumElectric Hybrid Vehicle) hay viết tắt trong tiếng anh là PEHV, và cũng có thể đượcviết tắt là HEV (Hybrid Electric Vehicle) Theo ngôn ngữ phổ thông tiếng Việtthường dùng ta có thể gọi là “Xe điện xăng”, hay tiếng Anh là Hybrid Car

1.1.2 Lịch sử xe hybrid

Hơn một thế kỷ trước một người tên Piper đã đề nghị cấp bằng sáng chế về mộtdạng động cơ kết hợp giữa xăng và điện như các hệ thống hybrid ngày nay Mục đíchcủa Piper lúc đó là làm sao giúp chiếc xe tăng tốc lên 40 km/h trong khoảng chưa đến

10 giây, vào thời buổi mà tốc độ xe ôtô trung bình phải mất hơn nửa phút để đạt tớicon số trên Ý tưởng hết sức độc đáo nhưng Piper đã không gặp thời Sự bùng nổ xegắn máy hai bánh vào đầu thế kỷ trước đã khiến sáng chế của Piper rơi vào quên lãng.Giá nhiên liệu rẻ mạt, không có bất cứ quy định nào về khí thải khiến cho người sửdụng ôtô và xe máy đều không quan tâm tới các hệ thống động cơ lạ lẫm

Tại Pháp, công ty Ôtô điện Paris đã chế tạo một loạt xe điện và Hybrid trongnhững năm cuối thế kỷ 19 và đầu 20 Các nhà sản xuất xe Pháp thực sự là nhữngngười đi tiên phong trong ngành công nghiệp xe hơi Đất nước hình lục lăng này từng

là nơi chế tạo ôtô lớn nhất thế giới cho tới khi bị nước Mỹ chiếm mất vị trí Tiếc là lúc

đó, những hãng xe lớn nhất nước Pháp lại hoàn toàn vắng bóng ở thị trường Bắc Mỹ.Một trong số những xe hybrid của công ty Ôtô điện Paris, mang tên Kreiger, là xe dẫn

Trong buổi bình minh của ngành công nghiệp ôtô, một công ty tại Áo mang tênLohner đã chế tạo một mẫu xe, trong đó động cơ điện được gắn gần bánh xe và truyềnlực thẳng tới các bánh Một người nổi tiếng về sau này trong ngành công nghiệp xehơi, Ferdinand Porsche, lúc đó có mặt trong số các công nhân tham gia hoàn thiện mẫu

xe này Chính ông là người sẽ thực hiện những kỳ công với xe Volkswagen Beetle vàlập ra hiệu xe thể thao nổi tiếng mang tên mình, Porsche Sự tham gia của Porschechắc chắn là rất đáng kể bởi vì những chiếc xe này được gọi là Lohner-Porsche Mẫu

xe rất gần với xe hybrid ngày nay do động cơ xăng được sử dụng để cung cấp nănglượng cho động cơ điện Vì thế, các nhà nghiên cứu đã coi về cơ bản đây là một chiếc

xe hybrid

Hình 1.1.1: Một chiếc Lohner-Porsche trong bảo tàng.

Trong giai đoạn nửa đầu của thế kỷ trước, còn có nhiều tên tuổi khác tham giachế tạo xe hybrid như General Electric và Woods Motor Vehicle (đều của Mỹ),Siemens-Schukert (Đức) Woods đã giới thiệu mẫu xe Dual Power vào năm 1917, kếthợp động cơ điện và xăng để đạt vận tốc 56 km/h Nếu chỉ sử dụng động cơ điện chiếc

xe cũng có tốc độ chừng 32 km/h Thậm chí, một công ty tên Walker tại Chicago còncho ra lò cả xe tải hybrid vào đầu những năm 1940

Galt Motor là công ty đầu tiên của Canada trong lĩnh vực này Năm 1914, công

ty xuất xưởng chiếc Galt sử dụng động cơ xăng 2 thì có 2 xi-lanh, công suất 10 mã lực

và một máy phát điện 40V, 90A Theo công ty, người lái chạy được liên tục 112 km

mà chỉ tiêu tốn hơn 3,5 lít nhiên liệu và có thể thêm khoảng 30 km nữa với bình điện.Nhưng tốc độ tối đa 48 km/h của xe không gây ấn tượng với khách hàng, những ngườivào thời điểm đó đã chọn kiểu xe động cơ thông thường để có hiệu năng cao hơn

Cần phải nói thêm rằng hệ thống hybrid còn được ứng dụng nhiều năm cả trongngành xe lửa và tại các công trường xây dựng GM từng có những chiếc máy xúc cỡlớn với một động cơ diesel sản sinh năng lượng cho từng động cơ điện tại mỗi bánh

Mẫu xe Hatchback Toyota Prius đời 2005 có động cơ xăng 78 mã lực và động

cơ điện 67 mã lực Hai động cơ này kết hợp trong hệ thống mà Toyota gọi là "HybridSynergy Drive" Hệ thống cho phép xe sử dụng động cơ điện, động cơ xăng hay cả haitùy thời điểm, biến Prius thành một chiếc hybrid thật sự

Xe Hybrid có một lịch sử lâu đời hơn phần lớn chúng ta biết và có thể nhữngngười đi tiên phong sẽ rất ngạc nhiên nếu họ biết rằng đầu thế kỷ 21 công nghệ mà họtừng ứng dụng này lại nhận được sự chấp thuận rộng rãi

1.2 Tình hình nghiên cứu động cơ Hybrid trên thế giới

Trên thế giới việc nghiên cứu động cơ Hybrid đã diễn ra từ rất lâu cùng với sựxuất hiện và phát triển của các dòng xe Hybrid Việc nghiên cứu thực sự đạt đượcnhiều thành quả với những nghiên cứu mới đây của các nhà nghiên cứu khoa học trênthế giới Các công trình này đã đưa ra những kiến thức tổng quan và chi tiết nhất vềdòng xe Hybrid với những tiện ích và ưu việt của chúng

Các đề tài tiêu biểu như:

*Đề tài: “TOYOTA Hybrid System”

Tác giả: Toyota Motor, Phòng Công Vụ, 4-8 Koraku 1-chome, Bunkyo-ku, Tokyo,

112-8701 Nhật Bản Tháng 05 năm 2003

Thành tựu: Đề tài là một tài liệu cụ thể và chi tiết về các hệ thống, bộ phận của xeHybrid của hãng Toyota Trong đề tài có đầy đủ các hệ thống trên một xe lai HybridXăng- điện của hãng Các tác giả đã đưa ra cấu tạo chi tiết, cách tháo lắp và kiểm tracác bộ phận của xe

Hạn chế: Đề tài chưa đưa ra kiến thức tổng quát về xe, các ưu thế của xe Hybrid

mà chủ yếu đi vào nghiên cứu sâu đặc tính, các thông số kỹ thuật của các bộ phận trênxe

*Đề tài: Xác nhận hiệu quả động lực của hệ thống Hybrid điện khí nén

“Validation of Dynamic Model of Hybrid Pneumatic Power System”

Tác giả: K.David Huang, Hoai Nam- Nguyen National Taipei University of

Technology; Khong Vu Quang -Da-Yeh University; Năm 2002

Thành tựu: Đề tài đã nghiên cứu các ưu thế mà xe Hybrid mang lại đó là: Tiếtkiệm năng lượng, giảm khí thải gây ô nhiễm môi trường

Hạn chế của đề tài là chưa đưa ra được kiến thức tổng quan về một động cơ laiHybrid, cấu tạo các bộ phân chính của xe, các ưu việt khác của dòng động cơ Hybrid

*Đề tài Công nghệ Hybrid

Tác giả: Justin Dittmar, Jenna Santucci, Andy Dobrowski, Nazareth College of

1.3 Tình hình nghiên cứu động cơ Hybrid ở Việt Nam

Đối với nước ta thì xe Hybrid vẫn còn là một loại xe mới, chưa có nhiều ngườibiết đến và sử dụng nó Vì vậy mà ở Việt Nam có rất ít đề tài nghiên cứu về dòng xehiện đại này Với đề tài này em mong muốn đóng góp một phần nhỏ bé vào việc tăngcường hiểu biết của sinh viên nói riêng và của người dân Việt Nam nói chung về mộtcông nghệ tiên tiến như xe Hybrid

Một số đề tài nghiên cứu về Xe Hybrid ở Việt Nam:

*Đề tài “Phân tích hệ thống truyền lực và điều khiển trên xe Hybrid Prius Toyota ”

Đồ án tốt nghiệp –Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh năm 2008

Thành tựu: Đề tài đã đi phân tích hệ thống truyền lực của xe như hộp số, giảmchấn, cụm chuyển đổi điện…Với hệ thống điều khiển, nhóm sinh viên thực hiên đãnêu ra cách bố chí và các bộ phận của hệ thống phanh, hệ thống lái, hệ thống treo, hệthống tăng cường ổn định xe Hybrid Prius Toyota

Hạn chế đề tài chưa nêu hết được các hệ thống trên xe Hybrid Prius Toyota,việc nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở một loại xe chưa mang tính tổng quát

Nghiên cứu hệ thống động cơ lai trên cơ sở hệ thống thử nghiệm tương đương,thực hiện năm 2006

Mô phỏng động cơ Hybrid trên xe điện loại nhỏ, thực hiện năm 2008…

Nói chung các đề tài về xe có trang bị động cơ lai Hybrid tại Việt Nam con rất

ít và tồn tại nhiều hạn chế

1.4 Phương pháp, nội dung, tính cấp thiết của đề tài

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu

Vì điều kiện thời gian có hạn, cơ sở vật chất thiếu thốn vì vậy đề tài không thểthực hiện được các phương pháp khác

Phương pháp nghiên cứu là: Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

1.4.2 Nội dung của đề tài

Với mong muốn đưa ra một tài liệu tham khảo mang tính tổng quan về động cơHybrid vì vậy nội dung đề tài nghiên cứu các phần sau:

Phần I: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

1.1 Lịch sử xe Hybrid

1.2 Tình hình nghiên cứu xe Hybrid trên Việt Nam

1.3 Tình hình nghiên cứu xe Hybrid ở thế giới

1.4 Phương pháp, nội dung, tính cấp thiết của đề tài

Phần II: Cấu tạo chung xe Hybrid

2.1 Phân loại các kiểu Hybrid trên các hãng xe

2.2 Phân tích cấu tạo chung động cơ Hybrid dưới dạng sơ đồ khối.2.3 Các bộ phận chính của xe Hybrid

Phần III: Phân tích, tìm hiểu một loại xe Hybrid cụ thể (Toyota Prius)

3.1 Kích thước và thông số kỹ thuật của xe

3.2 Các bộ phận chính của xe

Phần IV: Phân tích và làm rõ tính ưu việt của xe có trang bị động cơ Hybrid

4.1 Ưu và nhược điểm của xe Hybrid

4.2 Lượng khí thải và tiêu hao nhiên liệu của xe Hybrid

Phần IV: Đánh giá, kết luận và kiến nghị

5.1 Đánh giá

5.2 Kết luận

5.3 Kiến nghị

1.4.3 Tính cấp thiết của đề tài

Trong vài năm gần đây cùng với sự xuất hiện và không ngừng gia tăng của cácdòng xe Hybrid trên thị trường thế giới và Việt Nam, việc nghiên cứu, tìm hiểu, tăngcường hiểu biết về dòng xe Hybrid được đặt ra đối với người dân Việt Nam và đặc biệt

là những người trong ngành ôtô

Chính vì vậy đã có một số đề tài nghiên cứu, đồ án tốt nghiệp về động cơHybrid của các kỹ sư, giảng viên và các sinh viên Tuy nhiên số lượng đó còn rất ítchưa đáp ứng được nhu cầu của xã hội Để nâng cao sự hiểu biết của mọi người về mộtcộng nghệ sạch, tiên tiến mà trên thế giới đang diễn ra rất mạnh mẽ, hơn lúc nào hếtviệc nghiên cứu, tìm hiểu công nghệ này là rất cần thiết

Đối với trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên việc nghiên cứu tìm hiểu

công nghệ xanh- công nghệ ôtô Hybrid là rất ít (mới chỉ có một đề tài nghiên cứu khoahọc), còn lại hầu hết giáo viên và sinh viên của trường đều chưa biết nhiều tới nó.Dòng xe Hybrid đang phát triển mạnh mẽ và đã có tới hàng triệu chiếc xe Hybrid đượcđưa vào sử dụng khắp nơi trên thế giới Vì vậy đề tài mang tính cấp thiết và thực tiễncao, khi hoàn thành đề tài có thể cung cấp tài liệu tham khảo có tính tổng quan về xeHybrid giúp cho sinh viên có thể tìm hiểu, nghiên cứu được các ưu việt mà nó đem lạicho cuộc sống con người

PHẦN II: CẤU TẠO CHUNG XE HYBRID 2.1 Phân loại các kiểu Hybrid trên các hãng xe

2.1.1 Hệ thống nối tiếp (series hybrid system)

Khi động cơ (engine) hoạt động, nó truyền năng lượng cho một máy phát điện.Dòng điện sinh ra chia làm hai phần, một để sạc bình ắc-quy và một sẽ chạy một mô-

tơ điện (motor), bộ phận sẽ truyền năng lượng tới các trục xe Đó được gọi là hệ thốngnối tiếp vì năng lượng truyền theo một quá trình liên tục (hay nói cách khác, hoạt độngcủa động cơ và của mô-tơ điện tiến hành lần lượt) Một hệ thống hybrid nối tiếp gồm

có hai mô-tơ, một chính là mô-tơ điện và một là máy phát điện có cấu trúc tương tự

Trong sơ đồ nối tiếp, động cơ đốt trong (động cơ xăng, động cơ diesel hoặc pinnhiên liệu) kéo máy phát cung cấp điện cho ắc quy và động cơ điện, ở đây không có sựliên hệ cơ khí nào giữa nguồn động lực và bánh xe Năng lượng được chuyển đổi từhoá năng của nhiên liệu thành cơ năng làm quay rô-to của máy phát tạo ra điện năng

và từ điện năng lại chuyển sang cơ năng làm quay bánh xe

Hình 2.1.1: Hệ thống Hybrid nối tiếp

1 Lực dẫn động 2 Năng lượng điện

Ưu điểm của sơ đồ này là: Động cơ đốt trong sẽ không khi nào hoạt động ở chế

độ không tải nên giảm được ô nhiễm môi trường Động cơ đốt trong có thể chọn ở chế

độ hoạt động tối ưu, phù hợp với các loại ôtô Đối với loại này có thể không cần hộpsố

Tuy nhiên, hệ thống ghép nối tiếp còn tồn tại những nhược điểm như: Kíchthước và dung tích ắc quy lớn hơn so với hệ thống ghép song song; động cơ đốt trongluôn làm việc ở chế độ tải nặng để cung cấp nguồn điện cho ắc-quy nên dễ bị quá tải

2.1.2 Hệ thống song song (hybrid parallel system)

Trong hệ thống song song, cả động cơ và mô-tơ điện cùng truyền lực tới cáctrục bánh xe, mức độ tùy theo các điều kiện khác nhau Đó được gọi là hệ thống songsong vì dòng năng lượng tới các bánh đi song song Hệ thống này chỉ có một mô-tơđiện, do vậy không thể cùng lúc vừa vận hành các bánh xe, vừa nạp điện vào bình ắc-quy Khi nào mô-tơ làm nhiệm vụ của một máy phát điện, dòng điện từ ắc-quy sẽ thaythế vai trò của mô-tơ điện

Đối với loại hệ thống này, cả hai nguồn động lực (điện và xăng) đều được kếtnối trực tiếp vào bánh xe và có thể truyền động lực một cách độc lập hoặc đồng thời.Nói một cách đơn giản là bánh xe có thể được dẫn động một cách riêng biệt bằng động

cơ điện hoặc động cơ xăng, hoặc cả hai Động cơ điện có hai chức năng chính Chứcnăng thứ nhất là chuyển hóa điện năng được cung cấp từ ắc quy thành cơ năng Chứcnăng thứ hai là chuyển hóa ngược lại từ cơ năng thành điện năng để nạp lại cho ắc quy.Hầu hết các hãng sản xuất ôtô Hybrid hiện nay đều thiết kế theo cách này vì có thể tậndụng cả hai nguồn năng lượng một cách hiệu quả nhất

Trong sơ đồ này, ngoài sự liên hệ cơ khí trực tiếp giữa động cơ đốt trong vàbánh xe như ôtô thông thường còn có thêm động cơ điện truyền động đến bánh xe Khiôtô chạy trên xa lộ, nguồn dẫn động chủ yếu sẽ là động cơ đốt trong, động cơ điện sẽdùng khi gia tốc ôtô còn, khi chạy trong thành phố nguồn dẫn động chủ yếu là động cơđiện

Sơ đồ này có ưu điểm là: Công suất của ôtô sẽ mạnh hơn do sử dụng cả hai

nguồn năng lượng, không cần dùng máy phát riêng do động cơ điện có tính năng giaohoán, lưỡng dụng sẽ làm nhiệm vụ nạp điện cho ắc quy trong các chế độ hoạt độngbình thường, ít tổn thất cho các cơ cấu truyền động trung gian Động cơ điện được sửdụng ở đây là loại đặc biệt có tính năng lưỡng dụng, nó có thể khởi động động cơ đốttrong và dùng như một máy phát điện để nạp điện cho ắc quy, cung cấp năng lượngtrong trường hợp xe cần gia tốc hoặc lên dốc

Hình 2.1.2: Hệ thống Hybrid song song

1 Lực dẫn động 2 Năng lượng điện

3 Ắc quy 4 Máy phát điện

5 Bộ chia công suất 6 Động cơ

7 Bộ chuyển đổi 8 Động cơ điện

9 Bánh chủ động 10 Hộp giảm tốc

2.1.3 Hệ thống kết hợp (series/parallel hybrid system)

Hệ thống này kết hợp cả hai hệ thống nối tiếp và song song nhằm tận dụng tối

đa năng lượng có ích được sinh ra Nó có hai mô-tơ, và tùy từng điều kiện khác nhau

mà xe lắp hệ thống kết hợp sẽ sử dụng đồng thời cả mô-tơ điện và động cơ hay chỉ sửdụng năng lượng nguồn điện để thu được hiệu quả cao nhất Thậm chí, khi cần thiết,

hệ thống này vừa vận hành các trục bánh xe trong khi vẫn có thể nạp điện vào máyphát Hệ thống kết hợp hiện chiếm ưu thế trong chế tạo xe hybrid

Hệ thống này tận dụng được ưu điểm của 2 hệ thống kể trên, nhưng có nhiều bộphận hơn và chế tạo lắp đặt khó khăn hơn

Hình 2.1.3: Hệ thống Hybrid hỗn hợp

5 Bộ chia công suất 6 Động cơ chính

* Tỷ lệ sử dụng động cơ và mô-tơ điện trong mỗi hệ thống:

Vì hệ thống nối tiếp sử dụng động cơ để sinh ra điện năng cung cấp cho mô-tơvận hành bánh xe, chúng có cùng lượng công việc như nhau

Hệ thống song song dùng động cơ như nguồn năng lượng chính, còn mô-tơ điệnchỉ để trợ giúp, nên động cơ được sử dụng nhiều hơn

Với hệ thống kết hợp, có một bộ phận liên tục thay đổi tỷ lệ công suất từ động

cơ tới các trục lái Vì mô-tơ điện có thể vừa vận hành xe, vừa làm nhiệm vụ tạo radòng điện nạp nên so với động cơ, nó được sử dụng nhiều hơn đôi chút

Hình 2.1.4: Tỷ lệ sử dụng motor điện2.2 Phân tích cấu tạo chung của xe Hybrid dưới dạng sơ đồ khối

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của ôtô hybrid.

Hình 2.2.1: Sơ đồ khối hệ thống Hybrid Ôtô hybrid hoạt động theo nguyên tắc:

Động cơ điện được sử dụng để khởi động xe, trong đó trong quá trình chạybình thường sẽ vận hành đồng bộ Động cơ điện còn có công dụng tăng cường cungcấp năng lượng để xe gia tốc hoặc leo dốc Khi phanh xe hoặc xuống dốc, động cơđiện được sử dụng như một máy phát để nạp điện cho ắc quy Không giống như cácphương tiện sử dụng động cơ điện khác, động cơ Hybrid không cần nguồn điện bênngoài, động cơ đốt trong sẽ cung cấp năng lượng cho ắc quy Với sự phối hợp giữađộng cơ đốt trong và động cơ điện, động cơ Hybrid được mở rộng giới hạn làm việc,

giảm tiêu thụ nhiên liệu cho động cơ đốt trong hiệu suất tổ hợp động cơ cao, mômentlớn ở số vòng quay nhỏ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Hình 2.2.2: Sơ đồ truyền động động cơ Hybrid2.2.2 Các quá trình làm việc của xe Hybrid

*Quá trình tăng tốc nhẹ:

Xe sẽ di chuyển với tốc độ thấp MG2 cung cấp lực dẫn động chính Khi tốc độlên tới 15 20 vòng/phút thì động cơ khởi động Động cơ có hiệu suất thấp khi hoạtđộng ở chế độ nhỏ

Hình2.2.3: Quá trình tăng tốc nhẹ

*Quá trình chạy ổn định:

Công suất đầu ra của động cơ được phân chia thành hai phần Một phần dẫnđộng bánh xe, phần còn lại dẫn động MG1 để tạo ra điện

Điện được tạo ra dùng để dẫn động MG2 và MG2 thì dẫn động bánh xe

Tỉ lệ phân phối công suất đầu ra thì được kiểm soát bởi HV ECU để đạt hiệusuất sử dụng cao nhất

Hình 2.2.4 Quá trình chạy ổn định

*Quá trình tăng tốc cực đại:

Công suất tạo ra bởi động cơ và MG1 được bổ sung thêm năng lượng từ bình HV.Moment của động cơ và moment của MG2 phụ thuộc và yêu cầu tăng tốc của xe

Bánh xe dẫn động MG2, MG2 làm việc như là máy phát dể sử dụng công suất hãmđiện động.

Hình 2.2.6: Quá trình giảm tốc

Năng lượng tái chế này được lưu trữ trong bình ắcquy HV

*Quá trình nạp điện cho bình ắcquy

Ắcquy HV sẽ được nạp điện nếu bình hết điện và động cơ khởi động hay dichuyển thậm chí là không làm việc

Ắcquy sẽ không được nạp nếu tay số ở N và động cơ không hoạt động

Hình 2.2.7: Quá trình nạp điện

Hoạt động như là một thiết bị điều khiển sự đóng mở công suất của cụm bánhrăng hành tinh Nó nạp điện cho ắcquy và cũng cung cấp năng lượng điện cho MG2.MG1 điều khiển có hiệu quả hộp số vô cấp và hoạt động như một máy khởi động.

Hình 2.3.2: Mô tơ 12.3.3 Mô tơ 2:

Dùng để dẫn động ở tốc độ thấp và bổ sung thêm lực ở tốc độ cao Nó cung cấpcông suất đầu ra cho động cơ khi cần thiết và giúp động cơ đạt được hiệu suất cao Nó

có chức năng như là một máy phát trong quá trình hãm điện động

Hình 2.3.3: Mô tơ 2

Hình 2.3.4: Bộ truyền bánh răng hành tinh

1 Bánh răng mặt trời 2 Bánh răng hành tinh

3 Cần dẫn 4 Bánh răng bao

Một bộ truyền hành tinh bao giờ cũng có 4 bộ phận nhưng để tạo ra một tay số(hay 1 cấp số) thì chỉ có ba bộ phận tham gia (1, 3, 4) Nguyên tắc tạo ra 1 số truyềnphải cố định (phanh) một trong ba phần tử hoặc 1 hoặc 3 hoặc 4

Vậy thì phải dùng một bộ phanh với vỏ hộp số sau đó phải truyền mô men và tốc

độ quay cho một trong hai phần tử hoặc cả hai phần tử còn lại

Ví dụ:

Hình 2.3.5: Các ví dụ Hình a: Bánh răng bao cố định, cần dẫn là phần tử chủ động, bánh răng mặt trời

là phần tử bị động làm tăng tốc độ xe và có chiều quay cùng chiều cùng chiều quay vớibánh răng chủ động

Hình b: Bánh răng mặt trời cố định, bánh răng bao chủ động, cần dẫn là phần tử

bị động làm giảm tốc độ xe và có chiều quay cùng chiều với bánh răng chủ động

Hình c: Cần dẫn cố định, bánh răng mặt trời là phần tử chủ động, bánh răng bao

là phần tử bị động làm đảo chiều quay với bánh răng chủ động

Như vậy một bộ truyền hành tinh có thể tạo ra 7 số truyền khác nhau tuy nhiêntrong 7 số này không dùng được hết mà chỉ dùng được một vài số, cho nên một hộp số

tự động để có được tay số hợp lý ba hoặc bốn số thì cần ghép nối 2 hoặc 3 bộ truyềnhành tinh khác nhau

Cố định Phần tử dẫn

động

Phần tử bị dẫn động Tốc độ quay Chiều quay

Bánh răng bao

Bánh răng mặt

với bánh răngchủ động

Cần dẫn

Bánh răng mặt

với bánh răngchủ độngBánh răng bao Bánh răng mặt

Cùng hướngvới bánh răngchủ độngVới động cơ Hybrid thì bộ bánh răng hành tinh là thiết bị phân tách công suấtđộng cơ MG1 nối với bánh răng mặt trời, MG2 nối với bánh răng bao, và trục ra củađộng cơ nối với cần dẫn

Hình 2.3.6: Bộ Bánh răng hành tinh

2.3.5 Bộ chuyển đổi (converter)

Dòng điện giữa MG1, MG2 và Ắcquy được điều khiển bởi bộ chuyển đổi Nóchuyển dòng điện xoay chiều thành 1 chiều Đồng thời chỉnh lưu dòng xoay chiều từMG1 và MG2 để nạp lại cho ắcquy

Hình 2.3.7: Bộ chuyển đổi

Prius trong tiếng Latinh có nghĩa là “to go before“ Toyota chọn tên này bởi vì

xe Prius là những chiếc xe tiên phong trong việc bảo vệ môi trường Sự gia tăng dân sốcùng với sự phát triển kinh tế trong những thập kỉ gần đây đã làm tăng sự tiêu thụnhiên liệu hoá thạch trên toàn thế giới Đối mặt với thử thách này, Toyota đã tạo ra xeHybrid tổ hợp thân thiện với môi trường

Hệ thống Hybrid là sự phát triển trong tương lai và có nhiều lí do để sử dụng

nó Những người sử dụng xe Prius hay là những xe chạy bằng xăng- điện có thể tiếtkiệm được một khoản tiền lớn do xe hybrid tiết kiệm nhiên liệu hơn so với xe chạybằng xăng thông thường, hơn nữa xe hybrid không gây ô nhiễm môi trường như xe sửdụng xăng

Hình 3.1.1: Bề ngoài của xe Prius

Dù có kích thước không lớn: Dài x rộng x cao 4445x1723x1476 (mm), nhưngkhoang xe có không gian thật thoải mái bởi cabin dành cho gia đình 4 người rất hợp lý.Đương nhiên, dung tích khoang hành lý cũng đủ rộng để chứa nhiều đồ dùng chonhững cuộc vui cuối tuần

Sự tiện dụng từ ngay việc khởi động xe, xe Prirus có trang bị hệ thống khóaSmart Key System Chỉ cần nhấn nhẹ vào nút khởi động (Start engine), không có tiếngđộng ở bộ phận đề, cũng không nghe tiếng máy nổ, bởi Prius khởi động bằng ắc quykết hợp với mô tơ điện Ngồi trong khoang xe, phải nhìn vào hệ thống thông tin trên xemới biết rằng xe đã sẵn sàng lên đường Nhẹ nhàng nhả phanh, Prius từ từ lăn bánh,mãi đến khi tăng ga đến vận tốc khoảng 40 km/h thì động cơ xăng bắt đầu hoạt động.Việc điều khiển Prius cũng không khó khăn gì vì xe sử dụng hộp số tự động vô cấp(CVT), các chế độ cài số có chút khác biệt là vị trí P (chế độ dùng khi đỗ xe) là mộtphím bấm nằm tách biệt ngay trên cần cài các chế độ còn lại: D, R, N

Hình 3.1.2: Cần sang số

Tiện nghi của xe không hề thua kém các loại xe khác: Từ hệ thống âm thanhgồm đầu đọc CD 6 đĩa với 9 loa hiệu JBL tạo hiệu ứng âm thanh, tự động khóa cửa,cửa kính điện, hệ thống điều khiển hành trình, vành 15 inch, vô lăng điều chỉnh được.Trên vô lăng tích hợp tất cả các chức năng tiện dụng nhất cho việc kiểm soát các thôngsố: âm lượng loa, nhiệt độ, điện thoại…

Bạn sẽ khỏi phải lo lắng vì bận rộn công việc mà quên mất việc thay dầu, lọcdầu, dầu phanh hay dầu hộp số cho xe Chỉ cần 3 lần truy cập vào menu, để thực hiệnviệc ghi ngày tháng thay dầu, lọc dầu thao tác ghi lịch này tương đương như việc đặtlịch nhắc nhở công việc trong chiếc mobi của bạn Còn khi bạn muốn theo dõi quátrình hoạt động của động cơ, lượng tiêu thụ nhiên liệu thì chỉ việc truy cập vào menuInfo/Energy, chu trình làm việc sẽ thể hiện ngay lên màn hình và kiểm tra ngay lượngtiêu thụ nhiên liệu mà bạn đã đi sau một hành trình

Hình 3.1.3: Bảng điểu khiển3.1 Kích thước và thông số kĩ thuật của xe

3.1.1 Kích thước

Hình 3.1.4: Kích thước của xe Prius3.1.2 Thông số kỹ thuật

Loại động cơ 1NZ-FXE

Mômen xoắn cực đại (Nm) 82(lb-ft)/4200 vòng/ phút

Thiết bị tiện nghi

 Nội thất

Điều hoà nhiệt độ

Hệ thống điều khiển chạy tự động

Vô lăng lái chỉnh được độ cao

Gạt mưa phía sau

Thiết bị an toàn an ninh

Khoá cửa điện

Túi khí treo phía trên hai hàng ghế phía trước và sau

 Phanh điều khiển

Hệ thống phanh ASR

 Khoá chống trộm

Chốt cửa an toànKhoá cửa tự độngKhoá cửa điện điều khiển từ xaCảnh báo chống trộm

3.2 Các bộ phận chính của xe Hybrid Prius gồm:

3.2.1 Động cơ:

Là loại động cơ 1.5 lít 1NZ-FXE có bộ thay đổi góc phân phối khí VVT-i

Hình 3.2.1: Động cơ

*Công nghệ VVT-i (Variable Valve Timing Intelligent) sử dụng áp suất thủy lực

để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí

Hình 3.2.2: Động cơ sử dụng hệ thống VVT-i

Điều này có thể làm tăng công suất, cải thiện tính tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí xả

ô nhiễm

Hình 3.2.3: Sơ đồ hệ thống VVT-i

Như trong hình minh họa, hệ thống này được thiết kế để điều khiển thời điểmphối khí bằng cách xoay trục cam trong một phạm vi 400 so với góc quay của trụckhuỷu để đạt được thời điểm phối khí tối ưu cho các điều kiện hoạt động của động cơdựa trên tín hiệu từ các cảm biến

Hình 3.2.4: Thời điểm phối khí với động cơ VVT-i

Khi nhiệt độ thấp, khi tốc độ thấp ở tải nhẹ, hay khi tải nhẹ Thời điểm phối khícủa trục cam nạp được làm trễ lại và độ trùng lặp xupáp giảm đi để giảm khí xả chạyngược lại phía nạp Điều này làm ổn định chế độ không tải và cải thiện tính tiết kiệmnhiên liệu và tính khởi động

Khi tải trung bình, hay khi tốc độ thấp và trung bình ở tải nặng hoặc khi tốc độcao và tải nặng Thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ trùng lặp xupáp tăng lên

để tăng EGR (tuần hoàn khí thải) nội bộ và giảm mất mát do bơm Điều này cải thiện ônhiễm khí xả và tính tiết kiệm nhiên liệu Ngoài ra, cùng lúc đó thời điểm đóng xupápnạp được đẩy sớm lên để giảm hiện tượng quay ngược khí nạp lại đường nạp và cảithiện hiệu quả nạp

Ngoài ra, điều khiển phản hồi được sử dụng để giữ thời điểm phối khí xupápnạp thực tế ở đúng thời điểm tính toán bằng cảm biến vị trí trục cam

Bộ chấp hành của hệ thống VVT-i bao gồm bộ điều khiển VVT-i dùng để xoaytrục cam nạp, áp suất dầu dùng làm lực xoay cho bộ điều khiển VVT-i và van điềukhiển dầu phối phí trục cam để điều khiển đường đi của dầu

Bộ điều khiển VVT-i

Hình 3.2.5: Cấu tạo bộ điều khiển VVT-i

Bộ điều khiển bao gồm một vỏ được dẫn động bởi xích cam và các cánh gạtđược cố định trên trục cam nạp

Áp suất dầu gửi từ phía làm sớm hay làm muộn trục cam nạp sẽ xoay các cánhgạt của bộ điều khiển VVT-i theo hướng chu vi để thay đổi liên lục thời điểm phối khícủa trục cam nạp

Khi động cơ ngừng, trục cam nạp chuyển động đến trạng thái muộn nhất để duytrì khả năng khởi động Khi áp suất dầu không đến bộ điều khiển VVT-i ngay lập tứcsau khi động cơ khởi động, chốt hãm sẽ hãm các cơ cấu hoạt động của bộ điều khiểnVVT-i để tránh tiếng gõ

Van điều khiển dầu phối khí trục cam

Hình 3.2.6: Van điều khiển

Van điều khiển dầu phối khí trục cam hoạt động theo sự điều khiển (Tỷ lệ hiệudụng) từ ECU động cơ để điều khiển vị trí của van ống và phân phối áp suất dầu cấpđến bộ điều khiển VVT-i đế phía làm sớm hay làm muộn Khi động cơ ngừng hoạtđộng, thời điểm phối khí xupáp nạp được giữ ở góc muộn tối đa

Van điều khiển dầu phối khí trục cam chọn đường dầu đến bộ điều khiển VVT-itương ứng với độ lớn dòng điện từ ECU động cơ Bộ điều khiển VVT-i quay trục cam

nạp tương ứng với vị trí nơi mà đặp áp suất dầu vào, để làm sớm, làm muộn hoặc duytrì thời điểm phối khí

ECU động cơ tính toán thời điểm đóng mở xupáp tối ưu dưới các điều kiện hoạtđộng khác nhau theo tốc độ động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độnước làm mát để điều khiển van điều khiển dầu phối khí trục cam Hơn nữa, ECUdùng các tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu để tính toánthời điểm phối khí thực tế và thực hiện điều khiển phản hồi để đạt được thời điểm phốikhí chuẩn

Hình 3.2.7: Trạng thái làm thời điểm phối khí sớm

Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam được đặt ở vị trí như trên hình vẽ bằng ECUđộng cơ, áp suất dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm sớm thời điểm phối khí đểquay trục cam nạp về chiều làm sớm thời điểm phối khí

Hình 3.2.8: Trạng thái làm thời điểm phối khí muộn

Khi ECU đặt van điều khiển thời điểm phối khí trục cam ở vị trí như chỉ ra tronghình vẽ, áp suất dầu tác dụng lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí

để làm quay trục cam nạp theo chiều quay làm muộn thời điểm phối khí

Hình 3.2.9: Trạng thái giữ

ECU động cơ tính toán góc phối khí chuẩn theo tình trạng vận hành Sau khi đặtthời điểm phối khí chuẩn, van điều khiển dầu phối khí trục cam duy trì đường dầuđóng như được chỉ ra trên hình vẽ, để giữ thời điểm phối khí hiện tại

3.2.2 MG1 và MG2

Cả 2 MG1 (Motor Generator 1) MG2 (Motor Generator 2) được thiết kế nhỏ gọn,

có hiệu suất cao, là loại nam châm vĩnh cửu đồng bộ

Nó hoạt động như một nguồn cung cấp điện cho động cơ khi cần thiết, motor điện sẽgiúp cho xe đạt được sự tối ưu về hiệu suất động lực học Khi hãm điện động thì MG2biến đổi năng lượng động lực thành năng lượng điện và được lưu trữ lại vào bình HV

Hình 3.2.10: MG1 và MG2

MG1 sẽ nạp lại cho bình và cung cấp điện để dẫn động MG2, ngoài ra nó còn

khiển chức năng truyền lực của hộp số Ngoài ra MG1 còn có chức năng khởi động đểkhởi động động cơ.

Một hệ thống làm mát cho MG1, MG2 bằng hệ thống bơm nước đã được thêm vào:

Th n th ông số kỹ thuật của MG1 g số kỹ thuật của MG1 số kỹ thuật của MG1 kỹ thuật của MG1 uật của MG1 ủa MG1 t c a MG1

Th n th ông số kỹ thuật của MG1 g số kỹ thuật của MG1 số kỹ thuật của MG1 kỹ thuật của MG1 uật của MG1 ủa MG1 t c a MG 2

Toyota prius

Sơ đồ đấu dây:

Hình 3.2.11: Sơ đồ đấu dây Motor nam châm vĩnh cửu (Permament magnet motor)

Khi dòng điện 3 pha đi qua đi qua những cuộn dây của Stator thì nó sẽ sinh ra 1trường điện từ và điện được tạo ra Từ trường liên tục được tạo ra trong motor điện,nam châm vĩnh cửu sẽ hút trường điện từ được tạo ra kết quả là tạo ra moment.

Moment đựơc tạo ra phục vụ mục đích có ích nó tương đương với sự điều khiểndòng điện và tốc độ quay bởi tần số của dòng chuyển đổi

: Từ máy đổi điện

X : Liên kết với các bộ phận bên trong của motor

Hình 3.2.12: Motor nam châm vĩnh cữu

Trên xe Prius 2004 cấu trúc của nam châm vĩnh cửu bên trong rotor đã đượcthiết kế với với cấu trúc hình V nó cải thiện công suất đầu ra và moment xoắn củarotor Công suất đầu ra đã được cải thiện hơn khoảng 50% so với đời xe 2003

Hình 3.2.13: Nam châm kiểu V

Đây là 1 thiết bị đáng tin cậy, nó dò tìm chính xác cực từ, các cực từ đó không thểthiếu trong việc điều khiển MG1và MG2.

Cảm biến gồm có 3 cuộn dây được minh họa ở hình dưới Tín hiệu điện đưa ra ởchân B và C được bố trí cách nhau 900 Khoảng cách khe hở giữa stator và rotor thayđổi theo chiều quay của rotor

Bằng cách gửi 1 dòng điện qua cuận dây A, tương ứng với nó là tín hiệu ra của vịtrí rotor được tạo ra bởi cuộn dây B và C Vị trí tuyệt đối có thể được xác định bởi sựkhác biệt giữa những tín hiệu đầu ra

Ngoài ra HV ECU sẽ đếm lượng vòng quay của rotor trong một đơn vị thời gian

Vì vậy cảm biến này được sử dụng như là một cảm biến tốc tộ rpm (revolution perminute)

Hình 3.2.14: Cảm biến tốc độ

3.2.3 Bộ bánh răng hành tinh:

Bộ bánh răng hành tinh trên xe Toyota Prius có nguyên lý hoạt động như trongphần 2.3.4 trong đó MG1 nối với bánh răng mặt trời, MG2 nối với bánh răng bao, vàtrục ra của động cơ nối với cần dẫn