Nếu đặt lên bàn cân và yêu cầu phải so sánh, bạn nghĩ một chiếc Toyota Prius sẽ có điểm chung nào so với các mẫu xe như Cadillac Escalade, Chevrolet Malibu, Honda Insight hay Porsche Cayenne...??? Câu trả lời là chúng đều có thể được trang bị hệ thống truyền năng lượng dạng lai, hay còn gọi là Hybrid hệ thống được nhiều người biết đến nhờ công lao của chiếc Toyota Prius. Ở thời điểm hiện tại, các loại xe Hybrid đã trở nên phổ biến hơn bao giờ hết, ban đầu chỉ có những loại xe cỡ nhỏ, giờ thì mô hình này đã lan rộng sang cả những loại xe cỡ trung, cỡ lớn, và cả những chiếc SUV to lớn, hầm hố.v.v... Trong thời đại mà quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hóa đang diễn ra ở mọi nơi trên toàn cầu như ngày nay, nhu cầu về năng lượng là vô cùng to lớn. Chính vì thế, việc tiết kiệm nhiên liệu và năng lượng luôn là yêu cầu hàng đầu được đặt ra cho mỗi quốc gia và mỗi ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành công nghiệp ô tô vốn luôn yêu cầu phải thay đổi từng ngày. Giải pháp được đưa ra chính là kết hợp một cách linh hoạt giữa động cơ xăng, động cơ điện và các cơ cấu giúp bảo tồn và chuyển đổi năng lượng một cách hiệu quả.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
ĐỖ THANH HOÀI MSSV: 10105039
Tp HCM, tháng 08 năm 2014
Trang 2NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Cán bộ hướng dẫn : TS NGUYỄN VĂN TRẠNG
1 Họ và tên sinh viên 1: LÊ NGUYỄN DUY ANH
3 Nội dung thực hiện:
i Chương I : Giới thiệu tổng quan
ii Chương II : Hệ thống truyền động trên xe Hybrid
iii Chương III : Tính toán động học-động lực học bộ phân phối công suất
iv Chương IV: Kết luận và đề nghị
4 Sản phẩm đề tài: 01 tập thuyết minh và 02 đĩa CD nội dung đề tài
5 Ngày giao đề tài: 28/03/2014
Ngày nộp đề tài: 26/07/2014
TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Trang 3Hệ thống truyền động trên xe Hybrid
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TP HCM, ngày tháng năm 2014 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Trang 4NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
TP HCM, ngày tháng năm 2014 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Trang 5Hệ thống truyền động trên xe Hybrid
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, chúng em đã được học hỏi và lĩnh hội nhiều kiến thức quý báu từ quý Thầy Cô, để làm nền tảng cho việc nghiên cứu và tiếp cận thêm nhiều tài liệu mới một cách có hiệu quả
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng em xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em theo học lớp Đại học chính quy, chuyên ngành Cơ khí động lực
Quý Thầy Cô tham gia giảng dạy lớp Đại học chính quy về đại cương và chuyên ngành Cơ khí động lực niên khóa 2010-2014 đã trang bị cho chúng em kiến thức giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp
Thầy hướng dẫn Nguyễn Văn Trạng đã chia sẻ những kiến thức,
các thông tin rất bổ ích, hướng dẫn tận tình và đặc biệt những lời khuyên quý báu của Thầy cho chúng em trong thời gian chúng em làm
đồ án tốt nghiệp
Các Thầy phản biện đóng góp những ý kiến quý báu giúp chúng
em hoàn thiện nội dung đồ án tốt nghiệp
TP HCM, ngày tháng năm 2014
SINH VIÊN THỰC HIỆN
ĐỖ THANH HOÀI -LÊ NGUYỄN DUY ANH
Trang 6là cháy không hoàn toàn, tạo ra các sản phẩm cháy: CO, CO2, HC, NOx, SOx gây
ô nhiễm môi trường Nhiên liệu sử dụng tạo ra khí thải, nhưng các khí thải không tạo ra lại nhiên liệu, nên nhiên liệu truyền thống còn gọi là nhiên liệu không tái tạo được Trước đây chúng ta rất dễ dàng khi chọn xăng hay dầu, nhưng với vấn đề môi trường đang ngày càng cấp thiết, vấn đề đặt ra là phải tìm kiếm các loại nhiên liệu thay thế Các nguồn nhiên liệu tiếp theo là gì, và khi sử dụng nó như thế nào? Trong tình hình trữ lượng dầu trong lòng đất có thể không còn được như trước và giá cả liên tục tăng lên
Bên cạnh đó xu hướng làm giảm ô nhiễm môi trường trong giao thông vận tải hay xu hướng ô tô xạch cũng đang được đề ra Trước tình hình dân số thế giới ngày càng tăng và nhu cầu muốn sở hữu xe hơi ngày càng nhiều đã làm cho tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng tăng, gây ra hiện tượng hiệu ứng nhà kính và
sự leo thang của giá nhiên liệu như đã đề cập phía trên Để giải quyết những vấn đề
và yêu cầu bức thiết trên thì việc cho ra đời những loại xe hơi sạch, vừa với túi tiền của người tiêu dùng trong thời kỳ khó khăn kinh tế là nhiệm vụ và cũng là thách thức lớn nhất của ngành công nghệ xe hơi thế giới Khu vực sản xuất xe hơi của thế giới đang trong thời kỳ chuyển tiếp: từ bỏ dần những loại xe chạy tốn xăng, dầu và thải nhiều khí CO2 làm hâm nóng trái đất, để hướng đến những kiểu xe sạch để góp phần bảo vệ môi trường
Trong bối cảnh kinh tế khó khăn chung hiện nay, tất cả các tập đoàn trên thế giới đều thi nhau cho ra đời những sáng chế mới những kiểu xe mới, những kỹ thuật
Trang 7Hệ thống truyền động trên xe Hybrid
mới, để tồn tại và nhất là để chinh phục những vị khách hàng ngày càng khó tính Người tiêu dùng thì ngày càng có những đòi hỏi cao, muốn sắm những chiếc xe vừa
an toàn hơn, vừa đẹp hơn, vừa tôn trọng các tiêu chuẩn về khí thải CO2 mà lại
không quá đắt
Theo kết quả một cuộc thăm dò dư luận được công bố hồi đầu tháng 9/2008
do tập đoàn sản xuất xe hơi của Ý Fiat và viện BVA thực hiện, 54% người Pháp được hỏi cảm thấy có trách nhiệm với môi trường khi chọn kiểu xe và có đến 47% coi lượng thải khí CO2 và khối lượng xăng tiêu thụ là 2 chỉ số quan trọng nhất khi mua xe Xe ít gây ô nhiễm - ít hao xăng Trước những số liệu qua thăm dò cho thấy người dùng ôtô ngoài việc quan tâm đến các thông số kỹ thuật, tính kinh tế của xe khi vận hành thì lượng khí thải phát ra cũng là một yếu tố được quan tâm nhiều khi lựa chọn mua xe Từ đó đã có rất nhiều ý tưởng và khái niệm mới nhằm đáp ứng các yêu cầu trên Ta biết rằng xe hơi sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong quá trình dẫn động đóng góp lớn nhất trong việc gây ô nhiễm môi trường, đồng thời cũng là nguồn tiêu thụ nhiên liệu khá nhiều Chính vì thế ô tô sạch không gây ô nhiễm môi trường là mục tiêu hướng tới của các kỹ sư cũng như các công ty sản xuất ô tô trên thế giới Gần đây có nhiều giải pháp đã được công bố đó là sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ô tô như khí hóa lỏng LPG, khí thiên nhiên, điện, pin nhiên liệu, năng lượng mặt trời, ô tô lai (hybrid) Xe sử dụng năng lượng sạch, chạy
cả bằng điện lẫn xăng được coi là tương lai của ngành công nghiệp sản xuất xe hơi
Vì thế, đề tài “Hệ thống truyền động xe Hybrid” được thực hiện nhằm phần nào bổ sung thêm nguồn tài liệu tham khảo, giúp sinh viên thấy được bức tranh tổng quát về cấu tạo, nguyên
lý hoạt động,… khả năng vượt trội của xe Hybrid so với các dòng xe truyền thống Cũng như tương lai phát triển của dòng xe Hybrid
Trang 8ii Mục tiêu của đề tài
- Hiểu khái quát về hệ thống truyền động trên xe Hybrid cũng như cấu tạo cách bố trí và phân loại cấu hình truyền động, đường truyền công suất trên xe Hybrid (nối tiếp, song song, hỗn hợp…)
- Xây dựng được công thức quan hệ về tỉ số truyền, moment, công suất của bộ phân phối công suất trên xe Hybrid
iii Nhiệm vụ đề tài
- Tìm hiểu tổng quan về xe Hybrid (lịch sử, phân loại, các bộ phận của xe
Hybrid…)
- Tìm hiểu cách bố trí và phân loại cấu hình truyền động cũng như đường truyền công suất trên xe Hybrid (nối tiếp, song song, hỗn hợp…)
- Nghiên cứu, phân tích, xây dựng công thức quan hệ về tỉ số truyền, moment của bộ
phân phối công suất trên xe Hybrid
iv Phương pháp nghiên cứu
Người nghiên cứu sử dụng các phương pháp sau:
1 Tham khảo tài liệu: dựa vào những tài liệu trên internet, tài liệu chuyên nghành ôtô trên thư viện
và nhiều nguồn tài liệu khác để có hướng nghiên cứu thích hợp
2 Phương pháp tham khảo ý kiến
3 Dịch tài liệu: chủ yếu dịch tiếng Anh từ tài liệu hướng dẫn và các tài liệu nước ngoài
v Các nội dung chính trong đồ án
Chương I : Giới thiệu tổng quan
Chương II : Hệ thống truyền động trên xe Hybrid
Chương III: Tính toán động học-động lực học bộ phân phối công suất
Chương IV: Kết luận và đề nghị
Trang 9Hệ thống truyền động trên xe Hybrid
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU i Lý do lựa chọn đề tài ii Mục tiêu của đề tài iii Nhiệm vụ nghiên cứu iv Phương pháp nghiên cứu v Các nội dung chính trong đồ án Chương I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1
1 Khái niệm về xe Hybrid 1
2 Lịch sử hình thành và phát triển 1
3 Xu hướng phát triển của xe Hybrid 6
4 Các bộ phận chính của xe Hybrid 7
4.1 Động cơ đốt trong 8
4.2 Mô tơ điện và máy phát điện 10
4.3 Ắc quy cao áp 12
4.4 Bộ điều khiển công suất điện tử 15
4.5 Bộ phân phối công suất 15
4.6 Bộ phận chuyển đổi điện áp 16
4.7 Bộ sử lý HV ECU 17
4.8 Hệ thống làm mát 18
Trang 10Chương II: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG TRÊN XE HYBRID 19
1 Giới thiệu hệ thống truyền động trên xe Hybrid 19
2 Nguyên lý hoạt động của xe Hybrid 20
3 Phân loại cấu hình truyền động trên xe Hybrid 21
4 Ưu nhược điểm của xe Hybrid 28
Chương III: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC BỘ PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT 30
1 Giới thiệu bộ phân phối công suất 30
2 Nguyên lý hoạt động của bộ phân phối công suất 31
3 Các chế độ điều khiển của bộ phân phối công suất 32
4 Tính toán động lực học cho bộ phân phối công suất 41
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 63
1 Kết luận 63
2 Đề xuất ý kiến 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
Trang 11Hệ thống truyền động trên xe Hybrid
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
CHƯƠNG
I
CHƯƠNG
II
Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống truyền động kiểu nối tiếp 23
Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống truyền động Hybrid kiểu song song 25
Hình 2.9 Sơ đồ tỷ lệ sử dụng động cơ nhiệt và động cơ điện 27
Trang 12Hình 2.10 Bảng so sánh ưu nhược điểm các cấu hình truyền động 28
CHƯƠNG
III
Hình 3.2 Sơ đồ bộ phân chia công suất và các bánh răng hành tinh 31
Hình 3.12 Các bộ phận bộ truyền bánh răng hành tinh 41 Hình 3.13 Mô hình phối hợp công suất từ hai động cơ 42
Hình 3.17 Đặc tính của trục E có cùng dạng với đặc tính ngoài của động
cơ xăng, sau khi nhân với tỷ số truyền là hằng số 45
Hình 3.19 Xác định công suất tổng sau khi phối hợp 47 Hình 3.20 Mối quan hệ moment trong bộ phân phối công suất- PSD 51
Trang 13Hệ thống truyền động trên xe Hybrid
Trang 15CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1 Khái niệm về xe Hybrid
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 Hybrid Vehicle, 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 Storage System hay RESS, hoặc cụ thể hơn là Pin nạp lại được) và Nguồn Năng Lượng Nhiên Liệu (Xăng, dầu diesel v.v )
Xe đạp bằng sức người với sự trợ giúp của động cơ điện ví dụ như xe đạp điện
Tàu buồm kết hợp với motor điện
Động cơ hybrid là sự kết hợp giữa động cơ đốt trong thông thường với một động cơ điện dùng năng lượng ắc quy Bộ điều khiển điện tử sẽ quyết định khi nào thì dùng động cơ điện, khi nào thì dùng động cơ đốt trong, khi nào dùng vận hành đồng 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 nói đến Phương Tiện Giao Thông ghép kết hợp năng lượng từ điện và xăng (Petroleum Electric Hybrid Vehicle) hay viết tắt trong tiếng anh là PEHV, và cũng có thể được viết tắt là HEV (Hybrid
Electric Vehicle) Theo ngôn ngữ phổ thông tiếng Việt thường dùng ta có thể gọi là
“Xe điện xăng”, hay tiếng Anh là Hybrid Car
2 Lịch sử hình thành và phát triển
Được phát minh vào khoảng 300 năm trước, xe ôtô ngày nay đã trở thành một trong những phương tiện giao thông không thể thiếu trong xã hội loài người Cũng chính vì thế mà tình trạng ô nhiễm không khí trầm trọng do khí thải từ động
cơ ôtô đang là một trong những vấn đề nhức nhối của nhiều quốc gia hiện nay Để
có thể giảm thiểu được ô nhiễm môi trường từ ôtô, từ lâu đã có nhiều giải pháp kỹ
Trang 16thuật mang nhiều hứa hẹn như: ôtô chạy điện, ôtô dùng pin nhiên liệu, động cơ khí nén v.v Tuy nhiên, những công nghệ kể trên vẫn chưa thể đưa vào sử dụng được
vì còn nhiều giới hạn về công nghệ Đối với ôtô chạy điện, việc nạp lại pin cần đến
ít nhất 4 giờ đồng hồ, khuyết điểm này giới hạn tầm sử dụng của ôtô chạy điện Đối với công nghệ fuel cell, hydro lỏng phải được lưu trữ ở nhiệt độ cực thấp, vì thế chỉ
có thể thích hợp với những quốc gia có khí hậu băng giá Cả hai công nghệ trên cùng vướng phải một vấn đề chung đó là phải xây dựng lại toàn bộ hệ thống cơ sở cung cấp nhiên liệu Những sự giới hạn trên của hai công nghệ tương lai này tạo ra một khoảng trống giữa nhu cầu bảo về môi trường và công nghệ ôtô truyền thống Fuel- Cell, một giải pháp cho ôtô “sạch” nhưng vẫn còn nhiều giới hạn về công nghệ Gần đây một kỹ thuật chế tạo ôtô mới đã được ra đời nhằm phần nào tiết kiệm nguồn năng lượng không tái sinh được (dầu hỏa) cũng như bảo vệ môi trường trong lúc công nghệ fuel cell và pin điện đang được hoàn chỉnh Công nghệ Hybrid là một giải pháp được coi là thành công hiện nay và đã được đưa vào thị trường rộng rãi ở
các nước phát triển như Châu Âu, Mỹ và Nhật Bản v.v
Ngành công nghiệp ôtô trên thế giới đang đứng trước một câu hỏi lớn: Làm thế nào để sản xuất được loại xe ôtô không làm ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng? Ôtô Hydro, ôtô điện, ôtô pin mặt trời đều không dễ thực hiện Ôtô điện cũng là một giải pháp khá thông minh cho việc giải quyết bài toán về nhiên liệu và ô nhiễm môi trường bởi vì ôtô điện chỉ sử dụng duy nhất điện năng để vận hành và nó hoàn toàn không phát thải ra môi trường các chất khí thải độc hại
Nhưng tiếc thay xu hướng phát triển này không có triển vọng bởi những trở ngại chính như sự hạn chế của hành trình Ắc-quy ngày nay chưa đủ lớn để đáp ứng một hành trình dài mà không cần nạp lại và thời gian tái nạp thì khá lâu Sự ra đời của
xe lai nhằm khắc phục sự hạn chế của xe điện về hành trình duy chuyển, mặt khác ôtô Hybrid - dòng ôtô dùng nguồn năng lượng tổ hợp - cũng đã chứng minh được khả năng tuyệt vời trong việc tiết kiệm nhiên liệu và làm giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính Ôtô HYBRID giảm hẳn lượng khí thải độc hại và giảm tới một nửa lượng tiêu thụ nhiên liệu
Trang 17Hơn một thế kỷ trước, theo nghiên cứu của Toyota, một người tên Piper đã
đề nghị cấp bằng sáng chế về một dạng động cơ kết hợp giữa xăng và điện như các
hệ thống hybrid ngày nay Mục đích của 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 tới con số trên Ý tưởng hết sức độc đáo nhưng Piper đã không gặp thời Sự bùng nổ xe gắn 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 sử dụng ôtô và xe máy đều
không quan tâm tới các hệ thống động cơ lạ lẫm
Nghiên cứu của Toyota còn chỉ ra rằng tại Pháp, công ty Ôtô điện Paris đã chế tạo một loạt xe điện và Hybrid trong những năm cuối thế kỷ 19 và đầu 20 Các nhà sản xuất xe Pháp thực sự là những người 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 động bánh trước và có tay lái trợ lực Khi đó mới chỉ là năm 1903 Trong buổi bình minh của ngành công nghiệp ôtô, một công ty tại Áo mang tên Lohner đã chế tạo một mẫu xe, trong đó động cơ điện được gắn gần bánh xe và truyền lực thẳng tới các bánh Một người nổi tiếng về sau này trong ngành công nghiệp xe hơi, 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 và lập ra hiệu xe thể thao nổi tiếng mang tên mình, Porsche Sự tham gia của Porsche chắc 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 năng lượng cho động cơ điện Vì thế, các nhà nghiên cứu của Toyota đã coi về cơ bản đây là một chiếc xe hybrid
Trang 18Hình 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 gia chế 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, kết hợp 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 còn cho 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 người vào thời điểm đó đã chọn kiểu xe động cơ thông thường để có hiệu năng cao hơn
Trang 19Cần phải nói thêm rằng hệ thống hybrid còn được ứng dụng nhiều năm cả trong ngành xe lửa và tại các công trường xây dựng GM từng có những chiếc máy xúc cỡ lớn 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
"Hybrid Synergy Drive" Hệ thống cho phép xe sử dụng động cơ điện, động cơ xăng hay cả tùy 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 những người đi tiên phong
sẽ rất ngạc nhiên nếu họ biết rằng đầu thế kỷ 21 công nghệ mà họ từng ứng dụng này lại nhận được sự chấp thuận rộng rãi
Hình 1.2: Xe Hybrid Prius (2001-2003) của Toyota
Trang 20Hình 1.3: Xe Hybrid Prius (2004) của Toyota
3 Xu hướng phát triển của xe Hybrid
Xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ôtô Hybrid đã luôn được nghiên cứu và phát triển như là một giải pháp hiệu quả về tính kinh tế và môi
trường Có thể nói, công nghệ Hybrid là chìa khoá mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyên mới của những chiếc ôtô, đó là ôtô không gây ô nhiễm môi trường hay còn gọi là ôtô sinh thái Với các ưu điểm nổi bật như đã nêu, ôtô Hybrid đang được sự quan tâm nghiên cứu và chế tạo của rất nhiều nhà khoa học và hãng sản xuất ôtô trên thế giới Ngày càng có nhiều mẫu ôtô Hybrid xuất hiện trên thị trường và càng có nhiều người tiêu dùng sử dụng loại ôtô này Ôtô sử dụng Hydrogen, ôtô điện, ôtô pin mặt trời cho đến nay đều tồn tại một số nhược điểm nhất định, không dễ thực hiện với thực trạng như đất nước ta Trong bối cảnh đó thì ôtô Hybrid nhiệt điện (kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện) được coi là phù hợp nhất trong giai đoạn
Trang 21đón đầu về xu thế phát triển ôtô sạch, nhằm đáp ứng tính khắt khe môi trường đô
thị, tính nguy cơ cạn kiệt nhiên liệu Tuy nhiên chúng ta chỉ có thể sử dụng
những loại xe Hybrid nhiệt điện hoạt
động trong phạm vi các thành phố, các
khu du lịch và có thể vận hành trên các
loại đường dài hàng trăm kilômet tương
đối bằng phẳng Chứ không thể sử dụng
ôtô Hybrid nhiệt điện thay hẳn các loại
ôtô khác vì tính công nghệ lai còn nhiều
hạn chế, mà cái khó nhất của vấn đề này
là nguồn dự trữ năng lượng điện để cấp
cho động cơ điện, vì nếu dùng bình
ắc-quy thông thường thì số lượng bình rất
nhiều Trong phạm vi đề tài chỉ bàn về dòng ôtô Hybrid nhiệt điện (kết hợp giữa
động cơ đốt trong và động cơ điện) là loại ôtô Hybrid thông dụng nhất hiện nay
4 Các bộ phận trên xe Hybrid
Hình 1.4: Mô hình tổng quát của xe Hybrid
Trang 22Ghi chú:
1 Engine: Động cơ đốt trong
2 ECM: Electric Control Module - Bộ phận điều khiển điện tử cho động cơ
3 HV ECU: Hybrid Vehicle ECU- ECU điều khiển kết hợp trên ôtô Hybrid
4 Shift Postion Sensor: Cảm biến vị trí tay số
5 Brake ECU: ECU điều khiển phanh
6 HV Battery: High Volt Battery- Ắc-quy điện áp cao
7 Inverter with Converter: Bộ chuyển đổi điện
8 Hybrid Transaxle: Hộp số kết hợp với bộ phân phối công suất
9 Acceleration Pedal Position Sensor: Cảm biến vị trí bàn đạp ga
Một chiếc xe lai có rất nhiều bộ phận nhưng quan trọng nhất là các bộ phận sau:
- Động cơ đốt trong (engine)
- Động cơ điện
- Máy phát
- Ắc-quy cao áp (HV Battery)
- Bộ điều khiển công suất điện tử (PCU)
- Bộ phân phối công suất (PSD)
- Bộ chuyển đổi điện áp
Giảm kích cỡ của động cơ:
Đối với xe lai nhà chế tạo dùng động cơ có kích thước nhỏ hơn so với các động cơ truyền thống Động cơ đốt trong ở đây không được thiết kế để tạo ra công
Trang 23suất lớn nhất theo yêu cầu tăng tốc hay khi leo dốc đứng Khi cần chạy với tốc độ cao trên quãng đường dài hay chỉ cần vượt xe khác hoặc khi cần leo dốc cao, thì hệ thống điều khiển của xe sẽ yêu cầu sự giúp đỡ từ động cơ điện nhằm cung cấp thêm công suất hỗ trợ cho động cơ
Hiệu quả cao :
Động cơ được trang bị hệ thống VVT-I ( Variable Valve Timing-Intelligent )
để điều chỉnh thời gian đóng mở xu páp theo điều kiện hoạt động của xe, để xe luôn đạt hiệu suất cao nhất Ngoài ra, động cơ dùng buồng đốt có kết cấu đặc biệt giúp
ho sự lan truyền tia lửa điện nhanh chóng trong toàn bộ buồng đốt trong Với hiệu suất nhiệt cao kết hợp với sự giảm cả về kích cỡ và trọng lượng của thân động cơ qua việc sử dụng xy lanh chế tạo bằng hợp kim nhôm, và cả ống hút gọn,… giúp cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu của động cơ
Hình 1.5 : Động cơ đốt trong xe Hybrid Toyota Prius
Nâng cao công suất đầu ra:
Tốc độ động cơ tăng từ 4500v/ph đến 5000v/ph, do đó cải thiện được công suất đầu ra Một số bộ phận như xéc-măng có độ căng thấp hơn, lò xo xu-páp thì làm nhỏ lại, kết quả làm giảm sử mất mát công suất do ma sát Xa hơn, việc tăng số vòng quay lên thêm 500v/ph đã làm cho số vòng quay máy phát nhanh hơn, gia tăng
Trang 24lực dẫn động trong suốt quá trình khi xe tăng tốc và cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu
4.2 Mô tơ điện và Máy phát điện
Động cơ điện đã và đang được phát triển dựa trên những công nghệ mà hãng Toyota đã phát triển trong quá trình nghiên cứu dòng xe điện Tổ hợp motor điện – máy phát số 1 (MG1-Motor Generater 1) có nhiệm vụ nạp điện trở lại cho ắc-quy điện áp cao (HV Battery), đồng thời cấp điện năng để dẫn động cho MG2 (MG2-Motor Generater 2) MG1 hoạt động như một motor để khởi động động cơ chính của xe đồng thời điều khiển tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng hành tinh gần giồng như một CVT Tổ hợp motor điện – máy phát số 2 (MG2) có nhiệm vụ dẫn động cho các bánh xe chủ động tiến hoặc lùi xe Trong suốt quá trình giảm tốc và phanh xe, MG2 hoạt động như một máy phát và hấp thu động năng (còn gọi là quá trình hãm tái sinh năng lượng) chuyển hóa thành điện năng để nạp lại cho ắc-quy điện áp cao
Hình 1.6: Motor điện của xe Toyota Prius
Trang 25Trên xe của hãng Toyota dùng một motor đồng bộ xoay chiều 3 pha, là một motor không chổi than DC hiệu suất cao với dòng AC Các nam châm vĩnh cửu và một rotor được làm bằng các
tấm thép điện từ ghép lại thành
một motor công suất cao Hơn
nữa, bởi sự bố trí các nam châm
vĩnh cửu theo một dạng tối ưu,
moment dẫn động được cải thiện
và công suất được tăng lên Cả
MG1 và MG2 đều có kích thước
gọn, nhẹ và là loại đồng bộ nam
châm vĩnh cửu hiệu quả cao
Hình1 7: Motor điện trên xe Hybrid của Toyota Trên xe lai hiện nay, động cơ điện được lắp đặt theo các cách:
Mỗi bánh xe gắn một motor điện :
Trong cách bố trí này nhà chế tạo sẽ gắn động cơ có công suất khoảng 50 mã lực vào mỗi bánh xe, cách thiết kế này giúp cho việc kiểm soát moment đến mỗi bánh xe được dễ dàng Ngoài ra, điều này giúp làm giảm các bộ phận cơ khí phức tạp (hộp số, vi sai ,…) Các bộ phận, motor và ổ trục bánh xe sẽ được chuyển đổi một cách nhanh chóng và dễ dàng mà không tốn nhiều dây dẫn và vật liệu Tuy nhiên, với cách sắp xếp này lại cần nhiều hơn các hệ thống phân phối công suất điện
và một số thiết bị khác Do đó, giá thành xe sẽ rất cao
Mỗi trục gắn một motor:
Trong cách bố trí này người ta sẽ gắn trên mỗi trục một động cơ có công suất
100 mã lực Nó sẽ có sự linh động thấp hơn so với loại trên và cũng cần có visai ở mỗi ổ trục, nhưng giá thành của xe sẽ giảm
Trang 26 Trên xe chỉ cần một motor điện :
Đây là cách bố trí phổ biến nhất hiện nay, và nó thường đặt ở cầu trước để dẫn động các bánh xe Trong thực tế có bao gồm cả ắc-quy HV nên nó chiếm nhiều diện tích hơn so vơi các xe thông thường chỉ dẫn động với duy nhất động cơ điện
Máy phát của xe cũng dùng loại đồng bộ xoay chiều để có thể cung cấp cho đầu ra của động cơ điện một công suất đầy đủ thì máy phát phải quay ở tốc độ rất cao, qua đó để có thể gia tăng công suất đầu ra Cách thức được dùng là tăng số vòng quay cao nhất có thể từ 6.500v/ph lên tới 10.000 v/ph với tốc độ cao như vậy các nam châm vĩnh cửu bên trong có khả năng tạo ra một lượng công suất rất lớn cho quá trình nạp ắc-quy và cung cấp thêm công suất theo yêu cầu từ động cơ điện Ngoài ra máy phát còn có chức năng như một máy khởi động động cơ đốt trong Khi khởi động máy phát làm quay bánh răng mặt trời trong bộ phân phối công suất
do đó tạo ra moment làm quay động cơ Với tốc độ cao như vậy máy phát làm gia tăng khả năng cung cấp công suất cho xe tại dãy tốc độ cao, qua đó gia tăng hiệu suất khi xe chạy tại tốc độ thấp hay trung bình Giúp cho việc kết hợp công suất đầu
ra của motor điện và động cơ đốt trong được cải thiện rõ ràng
Trang 27
Hình 1.8: Ắc-quy điện áp VW Touareg
Trên xe lai mới của hãng Toyota đang sử dụng loại ắc-quy có hiệu suất cao
nó nhẹ hơn các loại ắc-quy trên xe lai thế hệ cũ đến 14% và dung lượng đầu ra / đầu vào của nó cao hơn 35% Với những cải tiến về công nghệ đã làm cho ắc-quy trên
xe lai trở thành ắc-quy có dung lượng lớn nhất so với các loại ắc-quy có cùng trọng lượng và kích cỡ Để đạt được điều đó là do nhà chế tạo đã làm giảm đi rất nhiều điện trở trong của ắc-quy bằng cách sử dụng các vật liệu hoàn toàn mới làm cầu nối giữa các ngăn của ắc-quy, hay cải tiến các vật liệu để chế tạo các bản cực của ắc-quy
Trang 28Hình 1.9: Ắc-quy HV của xe Toyota Prius Thêm một đặc điểm rất quan trọng là sự sụt áp đã giảm đi 23% so với các ắc-quy thông thường vì thế ắc-quy giữ được điện năng lâu hơn khi nó không sử dụng Hiện nay hãng Toyota cũng trang bị bộ xử lý ắc-quy ECU, tích hợp trên ắc-quy để kiểm soát điều kiện nạp của ắc-quy ngoài ra xe Hybrid còn được trang bị ắc-quy
phụ
Hình 1.10: Ắc-quy phụ trên xe Hybrid của Toyota
Ắc quy phụ
Trang 294.4 Bộ điều khiển công suất điện tử (Power Control Unit)
Bộ điều khiển công suất điện tử được xem như là bộ não của một chiếc xe
lai Nó đảm nhận việc phân chia công suất giữa ắc-quy, động cơ điện, máy phát và
bộ phân chia công suất Trong bộ điều khiển công suất điện tử có một bộ chuyển
đổi điện có nhiệm vụ điều khiển và biến đổi dòng điện một chiều từ ắc-quy thành
dòng điện xoay chiều để dẫn động động cơ điện và biến đổi ngược lại để nạp điện
cho ắc-quy phụ
Hình 1.11: Bộ điều khiển công suất điện tử
4.5 Bộ phân phối công suất (Power Slit Device)
Hệ thống truyền động chính của xe lai bao gồm bộ phân chia công suất (bộ
bánh răng hành tinh), máy phát, động cơ điện, và hệ thống bánh răng giảm chấn
Nhiệm vụ của bộ phân chia công suất là cho phép công suất từ động cơ đốt trong
đến dẫn động máy phát và các bánh xe chủ động cùng một lúc Ngoài ra, bộ phân
phối công suất còn lấy moment từ động cơ điện để dẫn động các bánh xe chủ động
Trong quá trình hoạt động, trục truyền công suất của động cơ đốt trong được thông
qua cần dẫn bộ bánh răng hành tinh Khi cần dẫn quay nó sẽ truyền chuyển động
đến bánh răng bao và bánh răng mặt trời thông qua các bánh răng hành tinh Trục
38
Trang 30quay của bánh răng bao được nối trực tiếp với động cơ điện và truyền lực để dẫn động kéo bánh xe chủ động, trong khi đó trục quay của bánh răng mặt trời được nối với máy phát Cụm bánh răng hành tinh trong hộp số đóng vai trò như một bộ chia công suất có nhiệm vụ chia công suất từ động cơ chính của xe thành hai thành phần tạm gọi là phần dành cho cơ và phần dành cho điện Các bánh răng hành tinh của nó
có thể truyền công suất đến động cơ chính, động cơ điện-máy phát và các bánh xe chủ động trong hầu hết các điều kiện khác nhau Các bánh răng hành tinh này hoạt động như một cơ cấu truyền động biến đổi liên tục (CVT- Continuously Variable
Transmission)
Hình 1.12: Cấu tạo của bộ phân phối công suất (PSD- Power Split Device)
4.6 Bộ chuyển đổi điện áp (Inverter with Converter)
Bộ chuyển đổi biến dòng điện một chiều từ ắc-quy điện áp cao (HV Batterry) thành dòng xoay chiều làm quay motor điện hoặc biến dòng xoay chiều từ máy phát thành dòng điện một chiều để nạp điện cho ắc-quy Về cấu tạo, nó gồm một bộ khuếch đại điện năng để tăng điện áp được cung cấp lên đến 500V đồng thời nó được trang bị một bộ chuyển đổi dòng một chiều để nạp điện cho ắc-quy phụ của xe
và một bộ chuyển đổi dòng xoay chiều để cấp điện cho máy nén trong hệ thống điều hòa của xe hoạt động
Trang 31
Hình 1.13: Bộ chuyển đổi điện áp
Hình 1.14: Bộ chuyển đổi điện áp trên xe lai
4.7 Bộ xử lý HV ECU
Để điều khiển được ắc-quy HV, động cơ điện, máy phát trên xe lai sử dụng
bộ xử lý ECU HV (Electronic Control Unit Hybrid Vehicle) Đây là thiết bị thu
Trang 32nhập thông tin từ các cảm biến, sau đó xử lý các tín hiệu này và gửi thông tin đến
các cơ cấu chấp hành như ECM (Electronics Control Module), thiết bị đổi điện, bộ
xử lý ECU của ắc-quy và hệ thống điều khiển phanh trung tâm để từ đó đưa ra
phương thức điều khiển tương ứng với điều kiện chuyển động của xe HV ECU
điều khiển hoạt động của MG1, MG2, động cơ đốt trong theo moment Sự hoạt
động của nó chủ yếu dựa trên những thông tin từ cảm biến tốc độ, cảm biến vị trí
bàn đạp ga Nếu bộ xử lý gặp trục trặc thì nó sẽ điều khiển sự hoạt động của xe theo
dữ liệu đã được mặc định trong bộ nhớ
4.8 Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát này sử dụng bơm nước để làm mát bộ đổi điện, MG1 và
MG2 Hệ thống này được phân ra từ hệ thống làm mát của động cơ Nó hoạt động
khi người tài xế bật công tắc máy, bộ tản nhiệt của nó được tích hợp với bộ tản
nhiệt của động cơ
Hình 1.15: Hệ thống làm mát trên xe Hybrid
38
Trang 33CHƯƠNG II: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG TRÊN XE
HYBRID
1 Khái quát hệ thống truyền động trên xe Hybrid
Hệ thống truyền động chính của xe lai bao gồm bộ phân chia công suất (bộ
bánh răng hành tinh), máy phát, động cơ điện, và hệ thống bánh răng giảm chấn
Nhiệm vụ của bộ phân chia công suất là cho phép công suất từ động cơ đốt trong
đến dẫn động máy phát và các bánh xe chủ động cùng một lúc
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống truyền động xe Hybrid
Trang 342 Nguyên lý hoạt động của xe Hybrid
Ôtô hybrid hoạt động theo nguyên tắc: Động cơ điện được sử dụng để khởi động xe, trong đó trong quá trình chạy bình thường sẽ vận hành đồng bộ Động cơ điện còn có công dụng tăng cường cung cấp năng lượng để xe gia tốc hoặc leo dốc Khi phanh xe hoặc xuống dốc, động cơ điện được sử dụng như một máy phát để nạp điện cho ắc-quy Không giống như các phương tiện sử dụng động cơ điện khác, động cơ Hybrid không cần nguồn điện bên ngoài, động cơ đốt trong sẽ cung cấp năng lượng cho ắc-quy Với sự phối hợp giữa động 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, moment lớn ở số vòng quay nhỏ và giảm
thiểu ô nhiễm môi trường
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động xe Hybrid
Trang 35 Khi đã khởi động và đang chạy tại tốc độ thấp MG2 cung cấp lực chuyển động ban đầu Động cơ đốt trong có thể khởi động ngay lập tức nếu trạng thái nạp của ắc-quy điện áp cao ở mức thấp Khi tốc độ xe tăng lên trên 25- 35km/h động cơ đốt trong sẽ khởi động
Khi chạy dưới những điều kiện bình thường, năng lượng động cơ đốt trong được chia thành hai phần: một phần dẫn động các bánh xe và một phần dẫn động MG1 để tạo ra điện năng ECU điện áp cao điều khiển tỉ lệ phân bố năng lượng một cách hiệu quả nhất
Trong thời gian tăng tốc tối đa Công suất được tạo ra bởi động cơ đốt trong
và MG2 được bổ sung bởi năng lượng từ ắc-quy điện áp cao Moment động cơ kết hợp với moment MG2 chuyển thành công suất được yêu cầu tăng tốc cho xe
Trong thời gian giảm tốc hoặc phanh, các bánh xe dẫn động MG2 MG2 hoạt động như một máy phát cho việc phục hồi năng lượng tái sinh Năng lượng tái sinh
từ quá trình phanh được lưu trữ trong ắc-quy điện áp cao
3 Phân loại cấu hình truyền động
Theo thời điểm phối hợp công suất
Khi ôtô bắt đầu khởi hành, motor điện sẽ hoạt động cung cấp công suất giúp
xe chuyển động và tiếp tục tăng dần lên với tốc độ khoảng 1,5 km/h trước khi động
cơ đốt trong tự khởi động Để tăng tốc nhanh từ điểm dừng, động cơ đốt trong phải khởi động ngay lập tức mới có thể cung cấp công suất tối đa Ngoài ra, motor điện
và động cơ đốt trong cũng hỗ trợ cho nhau khi điều kiện lái yêu cầu nhiều công suất, như khi leo dốc, leo núi hoặc vượt qua xe khác Do motor điện được sử dụng nhiều ở tốc độ thấp, nên loại này có khả năng tiết kiệm nhiên liệu khi lái ở đường phố hơn là khi đi trên đường cao tốc Toyota Prius và Ford Escape Hybrid là hai dòng điển hình thuộc loại này
Phối hợp khi cần công suất cao
Motor điện hỗ trợ động cơ đốt trong chỉ khi điều kiện lái yêu cầu nhiều công suất, như trong quá trình tăng tốc nhanh từ điểm dừng, khi leo dốc hoặc vượt qua xe
Trang 36khác, còn trong điều kiện bình thường xe vẫn chạy bằng động cơ đốt trong Do đó, những chiếc Hybrid loại này tiết kiệm nhiên liệu hơn khi đi trên đường cao tốc vì đó
là khi động cơ đốt trong ít bị gánh nặng nhất Điển hình là Honda Civic Hybrid và Honda Insight thuộc loại thứ hai Cả hai loại này đều lấy công suất từ ắc-quy khi motor điện được sử dụng và đương nhiên nó sẽ làm yếu công suất của ắc-quy Tuy nhiên, một chiếc xe Hybrid không cần phải cắm vào một nguồn điện để sạc bởi vì
nó có khả năng tự sạc
Theo cách phối hợp công suất giữa động cơ nhiệt và động cơ điện
Kiểu 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 motor điện (motor), bộ phận sẽ truyền năng lượng tới các trục xe Đó được gọi
là hệ thống nối tiếp vì năng lượng truyền theo một quá trình liên tục (hay nói cách khác, hoạt động của động cơ và của motor điện tiến hành lần lượt) Một hệ thống hybrid nối tiếp gồm có hai motor, một chính là motor 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 pin nhiên liệu) kéo máy phát cung cấp điện cho ắc-quy và động cơ điện, ở đây không có sự liên hệ cơ khí nào giữa nguồn động lực và bánh xe Năng lượng được chuyển đổi từ hoá năng của nhiên liệu thành cơ năng làm quay rotor của máy phát tạo ra điện năng và từ điện năng lại chuyển sang cơ năng làm quay bánh
xe Động cơ điện truyền lực đến các bánh xe chủ động, công việc duy nhất của động
cơ nhiệt là sẽ kéo
máy phát điện để
phát sinh ra điện
năng nạp cho
ắc-quy hoặc cung cấp
cho động cơ điện
Hình 2.3: Hệ thống Hybrid kiểu nối tiếp
Trang 37Dòng điện sinh ra chia làm hai phần, một để nạp ắc-quy và một sẽ dùng chạy động cơ điện Động cơ điện ở đây còn có vai trò như một máy phát điện (tái sinh năng lượng) khi xe xuống dốc và thực hiện quá trình phanh Một hệ thống Hybrid nối tiếp gồm có hai motor, một chính là motor điện và một là máy phát điện có cấu trúc tương tự Loại nối tiếp này ít được phổ biến so với kiểu Hybrid song song do
có nhiều nhược điểm
Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống truyền động kiểu nối tiếp
Ưu điểm:
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 Mặt khác động cơ nhiệt chỉ hoạt động nếu xe chạy đường dài quá quãng đường đã quy định dùng cho ắc-quy Sơ đồ này có thể không cần hộp
số, năng lượng được truyền liên tục
Nhược điểm:
Tuy nhiên, tổ hợp ghép nối tiếp còn tồn tại những nhược điểm như: kích thước và dung tích ắc-quy lớn hơn so với tổ hợp ghép song song, động cơ đốt trong luôn làm việc ở chế độ nặng nhọc để cung cấp nguồn điện cho ắc-quy nên dễ bị quá tải
Trong hệ thống song song, cả động cơ và motor điện cùng truyền lực tới các trục bánh xe, mức độ tùy theo các điều kiện khác nhau Đó được gọi là hệ thống
Trang 38song song vì dòng năng lượng tới các bánh đi song song Hệ thống này chỉ có một motor điện, do vậy không thể cùng lúc vừa vận hành các bánh xe, vừa nạp điện vào bình ắc-quy Khi nào motor làm nhiệm vụ của một máy phát điện, dòng điện từ ắc-quy sẽ thay thế vai trò của motor điện Ở hệ thống này động cơ nhiệt đóng vai trò là nguồn năng lượng truyền moment chính, còn motor điện chỉ đóng vai trò trợ giúp khi tăng tốc hoặc vượt dốc
Đối với loại hệ thống này, cả hai nguồn động lực (điện và xăng) đều được kết nối 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 Chức năng thứ nhất là chuyển hóa điện năng được cung cấp từ ắc quy thành
cơ năng Chức năng 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 tận dụng cả hai nguồn năng lượng một cách hiệu quả nhất
Hình 2.5: Hệ thống Hybrid kiểu song song
Trang 39Trong sơ đồ này, ngoài sự liên hệ cơ khí trực tiếp giữa động cơ đốt trong và bánh xe như ôtô thông thường còn có thêm động cơ điện truyền động đến bánh xe Khi ôtô chạy trên xa lộ, nguồn dẫn động chủ yếu sẽ là động cơ đốt trong, động cơ
điện sẽ dùng khi gia tốc ôtô còn khi chạy trong thành phố nguồn dẫn động chủ yếu
- Hệ thống Hybrid song song toàn phần là một cải tiến quan trọng cho cả
sự tăng tốc và linh hoạt, tính năng vận hành cao và hiệu suất tối đa
Nhược điểm:
- Động cơ điện cũng như bộ phận điều khiển motor điện có kết cấu phức tạp,
giá thành đắt và động cơ nhiệt phải thiết kế công suất lớn hơn kiểu lai nối tiếp Tính kinh tế nhiên liệu không cao