CHƯƠNG 4 NĂNG LƯỢNG MỚI SỬ DỤNG TRÊN ÔTÔ
4.6. Xe Hybrid (HEV)
4.6.1.2 Cấu tạo và các chế độ làm việc của xe Hybrid
76
Hình 4. 20: Cấu tạo của xe Hybrid
- Động cơ (Engine)
- Bộ điều khiển (Power Control Unit) - Bộ chia công suất (Power Split Device) - Mô tơ điện (Motor)
- Máy phát điện (Generator) - Ắc quy (Battery)
❖ Các chế độ làm việc của xe Hybrid:
Như đã nói ở trên là động cơ Hybrid kết hợp động cơ xăng và một hay nhiều động cơ điện để hoạt động. Bao gồm máy phát điện, pin hybrid, bộ điều khiển và bộ chuyển đổi điện áp.
77
Hình 4. 21: Động cơ đốt trong (khung đỏ) Mô-tơ và động cơ Hybrid (khung xanh)
Cũng như các chiếc xe khác, nguyên lí hoạt động của xe Hybrid được chia thành 4 trạng thái hoạt động là khởi hành, tăng tốc di chuyển trên đường bằng và giảm tốc.
Ở mỗi trạng thái chúng sẽ được cân chỉnh lượng nhiên liệu sao cho hợp ý. Để có thể tiết kiệm nhiên liệu nhất có thể.
• Chế độ bắt đầu khởi hành:
Khi tài xế ấn nút khởi động xe, lúc này chỉ động cơ điện hoạt động, động cơ đốt trong vẫn trong trạng thái nghỉ, chưa hoạt động.
Khi tài xế nhấn ga cho xe di chuyển. Lúc này tùy thuộc vào cách mà tài xế vận hành. Nếu nhẹ nhàng chân ga, sẽ vẫn chỉ có mơ-tơ điện làm việc, cung cấp lực kéo cho trục dẫn động, đẩy xe về phía trước.
78
Hình 4. 22: Khi xe ơ tơ Hybrid khởi động
Còn khi tài xế đạp sâu ga ngay lập tức, hệ thống điều khiển xe Hybrid hiểu người lái muốn tăng tốc nhanh, lúc này động cơ xăng sẽ được kích hoạt để hỗ trợ động cơ điện.
Đối với xe bình thường, sử dụng động cơ đốt trong sẽ tiêu hao nhiều nhiên liệu để có thể khởi động. Khắc phục tình trạng này, xe Hybrid sẽ sử dụng năng lượng từ những chiếc bình pin hybrid, để cung cấp cho động cơ xoay chiều nguồn năng lượng chính giúp xe có thể khởi động.
• Chế độ tăng tốc:
Bất cứ khi nào người lái đạp thốc ga, dù tại vị trí đứng yên hay đang tốc độ di chuyển ổn định, xe sẽ lấy thêm điện từ pin hybrid để bổ sung cho động cơ điện, đồng thời động cơ xăng hoạt động bổ sung.
Xe sử dụng động cơ đốt trong khi tăng tốc sẽ tăng mơ-men xoắn lên nhiều lần. Vịng tua máy quay nhanh hơn cũng như tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn.
79
Hình 4. 23: Khi xe hơi Hybrid tăng tốc
Trong khi đó, xe Hybrid sẽ tận dụng năng lượng được truyền đến bánh xe bởi 3 nguồn khác nhau. Năng lượng của động cơ đốt trong, năng lượng bổ sung từ pin hybrid và năng lượng từ máy phát điện xoay chiều. Điều này giúp động cơ đốt trong được giảm tải bớt đi. Nó giúp xe tiết kiệm được nhiên liệu.
• Chế độ di chuyển trên đường băng ở tốc độ ổn định:
Khi xe di chuyển với vận tốc thấp, ổn định, chỉ có động cơ điện hoạt động, nếu pin cịn đủ năng lượng. Nhưng khi tốc độ tăng lên cao, động cơ đốt trong sẽ hoạt động.
Ngoài việc truyền lực cho bánh xe thì nó cịn cung cấp năng lượng cho máy phát điện. Và cung cấp năng lượng cho động cơ xoay chiều.
Khi động cơ xoay chiều hoạt động nó sẽ chia sẻ việc cung cấp năng lượng với động cơ đốt trong. Đồng thời việc này còn giúp sạc điện cho pin hybrid. Ngăn chặn sự thất thốt nhiên liệu.
80
Hình 4. 24: Khi xe di chuyển ở tốc độ ởn định
• Chế độ giảm tốc:
Đối với xe thơng thường thì khi phanh, động năng sẽ bị triệt tiêu do lực ma sát. Nguồn năng lượng này tương đối lớn và bị lãng phí. Đối với xe Hybrid qn tính trong q trình giảm tốc sẽ được tận dụng làm quay máy phát điện. Từ đó tích trữ điện cho pin hybrid. Nó sẽ lại có ích cho q trình tăng tốc và khởi động.
81 Khi xe dừng hẳn, cả động cơ xăng và mô-tơ điện sẽ tự ngắt để bảo toàn nguồn năng lượng.