Xe Ô Tô Hybrid Là Gì? Cấu Tạo, Phân Loại Và Ưu Nhược Của Xe Hybrid

Bạn tò mò về xe hybrid? Bạn muốn mua xe hybrid nhưng còn đắn đo? Vậy xe ô tô hybrid là gì? Có nên mua hay không? Bài viết sau đây sẽ giúp bạn giải đáp những thắc mắc về mẫu xe này để có thể đưa ra quyết định chính xác. Thông tin về cấu tạo, phân loại cũng như ưu/ nhược điểm của loại xe này!

Xe ô tô hybrid là gì?

Xe ô tô hybrid là mẫu xe được trang bị động cơ hybrid. Đây là công nghệ sử dụng song song hai nguồn động cơ: động cơ đốt trong và động cơ điện, nghĩa là xe chạy bằng cả xăng và điện. 

Vì vậy, ô tô hybrid còn được gọi là xe lai điện hay xe lai. Chiếc xe hybrid đầu tiên xuất hiện trên thị trường vào năm 1899, được sản xuất bởi Pieper, Liège của Bỉ và công ty truyền tải điện Vendovelli và Priestly của Pháp. 

Năm 1997, Toyota tung ra  mẫu xe hybrid “Toyota Prius”. Đồng thời, Honda cũng công bố mẫu xe Honda Civic và Honda Civic Hybrid. Đây cũng chính là cột mốc đánh dấu sự phát triển của dòng xe hybrid đã chính thức được thương mại hóa trong kỷ nguyên hiện đại.

Xem thêm: Mẫu Xe Ô Tô Tiết Kiệm Xăng Nhất Trên Thị Trường

Cấu tạo của xe hybrid

– Ắc quy (phụ): Trong hệ thống ô tô truyền động điện, ắc quy phụ với điện áp thấp đảm bảo việc khởi động ô tô trước khi ắc quy đầu hoạt động. Nó cũng cung cấp nguồn năng lượng cho các phụ kiện trên xe.

– Bộ chuyển đổi DC/DC: Thiết bị này chuyển đổi nguồn DC có điện áp cao từ bộ pin đầu thành nguồn DC có điện áp thấp hơn, cung cấp năng lượng cho các phụ kiện trên xe và đồng thời sạc lại pin phụ.

– Máy phát điện: Tạo ra điện từ các bánh xe quay trong quá trình phanh, máy phát điện chuyển đổi năng lượng này trở lại pin đầu kéo. Một số loại xe sử dụng máy phát điện thực hiện cả chức năng truyền động và tái tạo năng lượng.

– Động cơ điện kéo: Sử dụng năng lượng từ bộ pin sức kéo, động cơ này truyền động các bánh xe của xe. Một số loại xe còn sử dụng động cơ máy phát điện để thực hiện cả chức năng truyền động và tái tạo.

– Hệ thống xả: Dẫn khí thải từ động cơ ra ngoài qua ống xả. Sử dụng bộ xúc tác ba chiều để giảm lượng khí thải động cơ.

– Bộ nạp nhiên liệu: Vòi phun từ bộ phân phối nhiên liệu gắn vào bình chứa để đưa nhiên liệu trên xe vào động cơ.

– Thùng nhiên liệu: Lưu trữ xăng trên xe cho đến khi động cơ cần.

– Động cơ đốt trong: Nhiên liệu được phun vào ống nạp hoặc buồng đốt, nơi nó hòa trộn với không khí và bị đánh lửa bằng tia lửa từ bugi.

– Bộ điều khiển điện tử công suất: Quản lý dòng năng lượng từ pin sức kéo, điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ điện kéo.

– Hệ thống làm mát: Duy trì nhiệt độ hoạt động phù hợp cho động cơ, động cơ điện, bộ điều khiển công suất và các thành phần khác.

– Bộ pin sức kéo: Lưu trữ điện năng để cung cấp cho động cơ điện kéo.

– Bộ truyền động: Truyền công suất cơ học từ động cơ hoặc động cơ điện kéo để đưa công suất cơ học đến bánh xe.

Xem thêm: Xe Ô Tô Tự Lái Là Gì? Đặc Điểm, Nguyên Lý Hoạt Động

Phân loại động cơ xe hybrid

Xe hybrid thường có ba loại cấu trúc truyền động cơ bản:

Nối Tiếp

Động cơ điện trực tiếp truyền động lực đến hệ thống dẫn động bánh xe. Động cơ đốt trong chỉ hoạt động để cung cấp năng lượng cho động cơ điện và nạp lại ắc quy.

– Ưu điểm: Giúp tiết kiệm xăng và giảm ô nhiễm môi trường khi động cơ xăng chủ yếu hoạt động trong điều kiện chạy đường dài.

– Nhược điểm: Dung tích và kích thước của ắc quy lớn do động cơ điện đảm nhận vai trò truyền lực chính. Động cơ xăng có thể phải làm việc quá tải vì phải luôn cung cấp năng lượng liên tục cho động cơ điện và ắc quy.

Song song

Đồng thời sử dụng cả động cơ điện và động cơ đốt trong để truyền lực cho hệ thống. Việc quyết định làm việc của động cơ điện, động cơ đốt trong hoặc cả hai đồng thời thường do bộ điều khiển trung tâm quyết định tùy thuộc vào điều kiện vận hành cụ thể.

– Ưu điểm: Xe đạt công suất cao hơn do sự kết hợp của hai nguồn truyền lực. Dung tích và kích thước của ắc quy không cần quá lớn.

– Nhược điểm: Hệ thống truyền động có cấu trúc phức tạp, dẫn đến chi phí sản xuất cao.

Hỗn hợp

Hệ thống hỗn hợp kết hợp cả hai kiểu truyền động nối tiếp và song song. Tận dụng thế mạnh của cả hai hệ thống, giúp khắc phục nhược điểm hiệu quả hoạt động của 2 hệ thống trên. Đây hiện đang là lựa chọn được ưu tiên áp dụng trong việc chế tạo xe hybrid trong thời kỳ hiện đại.

Xem thêm: Những Chiếc Xe Ô Tô Điện Giá Rẻ Sắp Về Việt Nam

Có những loại xe hybrid nào

Có rất nhiều loại xe hybrid. Các loại này khác nhau chủ yếu cách phối hợp và thời điểm điều chỉnh công suất giữa động cơ điện và động cơ đốt trong. 

Xe Full Hybrid

Xe Full Hybrid (hay còn gọi là parallel hybrid) là loại xe hybrid có động cơ điện và động cơ đốt trong có thể hoạt động riêng biệt hoặc kết hợp tùy theo điều kiện vận hành. Pin động cơ điện có thể được sạc bằng năng lượng được cung cấp bởi động cơ đốt trong.

Loại xe full hybrid có khả năng hoạt động hoàn toàn bằng điện, hoàn toàn bằng xăng/dầu, hoặc sự kết hợp linh hoạt giữa cả hai nguồn năng lượng. Động cơ điện thường hoạt động độc lập ở tốc độ thấp đến trung bình, tuy nhiên, khoảng cách di chuyển chỉ hạn chế do dung lượng pin giới hạn. Mặc khác, điểm mạnh của loại xe này là khả năng tự sạc pin nhanh chóng thông qua động cơ đốt trong.

Khi khởi động, xe full hybrid thường bắt đầu ở chế độ không tải, với động cơ điện làm việc độc lập. Khi xe chuyển động, bộ điều khiển quyết định khi nào sử dụng động cơ đốt trong, động cơ điện, hoặc cả hai đồng thời.

Xem thêm: Xe Ô Tô Số Sàn Là Gì? Kỹ Thuật Lái Xe Số Sàn An Toàn, Chi Tiết

Ở tốc độ thấp và đạp ga nhẹ, động cơ điện thường hoạt động độc lập. Khi cần tăng tốc nhanh hoặc đạp ga mạnh, bộ điều khiển kích hoạt động cơ đốt trong để cung cấp lực đẩy mạnh mẽ. Ngược lại, khi duy trì tốc độ ổn định, động cơ đốt trong tự động tắt, và chỉ động cơ điện làm việc.

Tổng thể, trong xe full hybrid, động cơ điện thường làm việc liên tục trong quá trình vận hành. Động cơ đốt trong thường chỉ tham gia khi cần lực đẩy mạnh mẽ, như khi tăng tốc hoặc di chuyển ở tốc độ cao.

Các dòng xe hybrid của Toyota như Toyota Prius, Toyota Corolla hybrid, Toyota Camry hybrid, Toyota Corolla Cross hybrid, Toyota RAV4 hybrid… đều thuộc loại full hybrid này.

Xe Mid Hybrid

Mild hybrid electric vehicle – MHEV (xe lai nhẹ) là một dạng xe hybrid kết hợp cả động cơ điện và động cơ đốt trong, tuy nhiên, động cơ điện không có khả năng hoạt động độc lập. Trong loại xe này, động cơ điện chủ yếu đóng vai trò như một hỗ trợ cho động cơ đốt trong và không thể hoạt động độc lập như các loại full hybrid.

Nhiệm vụ chính của động cơ điện trong hệ thống mild hybrid là hỗ trợ động cơ đốt trong bằng cách tắt khi xe đang giảm tốc, phanh gấp, tạm dừng, và sau đó nhanh chóng khởi động lại. Đồng thời, động cơ điện còn tạo ra công suất để cung cấp lực kéo cho động cơ đốt trong. Pin của động cơ điện được nạp năng lượng thông qua quá trình phanh xe, giúp tái sử dụng năng lượng và tăng hiệu suất nhiên liệu.

Xem thêm: 

• Toyota Corolla Cross Hybrid: Công Nghệ Mới Tăng Thêm 25 Mã Lực Và Tiết Kiệm Nhiên Liệu
• Siêu Xe Hybrid Lamborghini Cháy Hàng Tới 2025 Ngay Sau Khi Ra Mắt
• 2024 Porsche Cayenne Turbo E-Hybrid Chăm Chút Đến Từng Chi Tiết

So với hệ thống full hybrid, hệ thống mild hybrid thường có chi phí thấp hơn do cấu trúc đơn giản. Tuy nhiên, vì động cơ điện chỉ đóng vai trò hỗ trợ, nên hiệu suất và khả năng tiết kiệm nhiên liệu không sánh kịp với xe full hybrid. Mặc dù vậy, xe mild hybrid vẫn tiết kiệm nhiên liệu khoảng 10 – 15%. Điều này thường thấy rõ khi xe chạy ở tốc độ thấp, nơi mà tiêu thụ nhiên liệu và phát thải cao.

Hệ thống mild hybrid thường được áp dụng trên các mẫu xe của các hãng xe sang như BMW, Mercedes-Benz, Audi, Volvo…

Xe Plug-in Hybrid

Plug-in hybrid electric vehicle – PHEV (xe lai sạc điện) là một dạng xe hybrid tích hợp động cơ điện và động cơ đốt trong. Điểm đặc biệt của PHEV là pin của động cơ điện không được nạp từ động cơ đốt trong mà thay vào đó, được sạc thông qua kết nối với nguồn điện bên ngoài qua phích cắm.

Xe PHEV hoạt động tương tự như xe full hybrid, nhưng có dung lượng pin lớn hơn, cho phép quãng đường di chuyển bằng điện kéo dài. Xe PHEV có thể chạy hoàn toàn bằng điện mà không cần sử dụng động cơ đốt trong.

Lý thuyết cho thấy, khi sử dụng trong thành phố, người dùng hiếm khi vượt quá quãng đường chạy bằng điện trong một chu kỳ sạc. Trong trường hợp pin hết, xe PHEV có thể chuyển sang sử dụng động cơ đốt trong giống như xe full hybrid.

So với các loại xe hybrid khác, xe PHEV có khả năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải tốt hơn. Tuy nhiên, một số nghiên cứu chỉ ra rằng nhiều người sử dụng xe PHEV không tận dụng tối đa tiềm năng này. Thay vào đó, họ thường xuyên sử dụng xe PHEV như một chiếc xe hơi thông thường, gây tăng cường trọng lượng và tiêu thụ nhiên liệu hơn.

Một số mẫu xe có hệ thống plug-in hybrid có thể kể đến như Mistubishi Outlander, Audi Q7 E-Tron…

Range extender hybrid

Range extender hybrid – REX là một dạng xe hybrid tích hợp cả động cơ điện và động cơ đốt trong, nhưng ở đây, động cơ đốt trong không tham gia trực tiếp vào việc truyền động cho bánh xe. Thay vào đó, nó chỉ chịu trách nhiệm sạc pin cho động cơ điện, cho phép xe chạy liên tục mà không cần phải dừng lại để sạc điện.

Tuy nhiên, xe range extender hybrid có một số nhược điểm. Sự thêm vào của động cơ đốt trong khiến trọng lượng của xe tăng lên, gây ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của xe. Đồng thời, hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu của loại xe này không ấn tượng như các loại hybrid khác.

Hiện nay, trên thị trường không còn nhiều mẫu xe sử dụng hệ thống REX. Trong quá khứ, một số mẫu xe như BMW i3 REX, Chevrolet Volt từng được giới thiệu và bán trên thị trường.

Ưu, nhược điểm của ô tô hybrid

Ưu điểm

Tiết kiệm nhiên liệu 

Là một trong những đặc điểm nổi bật của xe hybrid, nhờ vào việc sử dụng đồng thời cả động cơ đốt trong và động cơ điện. Dữ liệu thống kê từ nhiều mẫu xe, khi so sánh giữa phiên bản thông thường và phiên bản hybrid, cho thấy mức tiêu thụ nhiên liệu của xe hybrid thường thấp hơn khoảng 30 – 50% so với phiên bản sử dụng động cơ truyền thống. Điều này là một trong những ưu điểm lớn nhất và làm nổi bật tính hiệu quả về mặt tiết kiệm nhiên liệu của xe hybrid.

Giảm thiểu khí thải 

Một trong những ưu điểm đáng chú ý của xe hybrid, thông qua việc kết hợp sử dụng cả điện năng và nhiệt năng để sinh công. Dữ liệu từ một hãng xe lớn cho thấy, xe hybrid có khả năng giảm thiểu lượng khí thải đến 1,5 – 2 lần so với xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống.

Vận hành mượt mà và êm ái 

Một trải nghiệm đặc biệt của xe hybrid, đặc biệt là trong điều kiện đô thị. Với động cơ điện hoạt động chủ yếu ở dải tốc độ thấp, xe full hybrid thường mang lại trải nghiệm lái xe êm ái và mượt mà. Ngoài ra, sự phối hợp linh hoạt giữa động cơ điện và động cơ đốt trong cũng đóng góp vào việc tăng cường độ mượt mà và liền mạch của quá trình vận hành.

Nhược điểm

Giá bán cao

Việc tích hợp động cơ điện và các bộ phận hỗ trợ khác làm tăng giá thành của xe hybrid so với ô tô truyền thống. Điều này dẫn đến việc giá xe phiên bản hybrid thường cao hơn các phiên bản thông thường.

Trọng lượng lớn hơn

Với động cơ điện và pin tích điện, xe hybrid thường có nặng hơn so với ô tô truyền thống, điều này có thể giới hạn công suất của chúng. Thiết kế của dòng xe này nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, điều này dẫn đến việc công suất thường giới hạn, đặc biệt khi sử dụng động cơ điện trong các điều kiện đô thị.

Tiêu thụ nhiên liệu nhiều khi hết pin

Trong trường hợp pin hết hoặc hỏng, khi động cơ điện không thể hoạt động và chỉ sử dụng động cơ đốt trong, xe hybrid có thể tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn so với ô tô truyền thống. Điều này là do hệ thống động cơ điện và pin tăng trọng lượng của xe.

Pin

Ngoài ra, vấn đề về bảo dưỡng pin cũng là một khía cạnh quan trọng. Người sử dụng xe hybrid cần thực hiện các biện pháp bảo dưỡng và sử dụng pin đúng cách để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của pin. Trong trường hợp cần thay thế pin, chi phí có thể khá cao, thậm chí có thể vượt quá 100 triệu đồng, nhưng nhiều hãng xe cho biết với việc bảo dưỡng đúng, tuổi thọ pin có thể tương đương với tuổi thọ của chiếc xe.

Các chế độ thường có của xe full hybrid

Xe  hybrid hoàn toàn thường có các chế độ sau: 

– Chế độ chạy hoàn toàn bằng điện 

– Chế độ hoạt động hoàn toàn bằng xăng 

– Cả chế độ xăng và chế độ điện 

– Chế độ thu năng lượng khi phanh 

Xe hybrid thường có chế độ xe điện. Người lái có thể chủ động lựa chọn chế độ này. Tuy nhiên, phạm vi lái xe ở chế độ này bị giới hạn bởi dung lượng pin và điều kiện lái xe. Thông thường, mức pin  trên 80% trước khi bật chế độ này. Vì vậy, nếu bạn chỉ lái xe trong thời gian ngắn thì rất khó sử dụng chế độ này vì chưa có thời gian sạc đầy pin.

Người lái thường chỉ có thể tự chủ động chọn chế độ xe chạy hoàn toàn bằng điện, trong khi các chế độ khác như chạy hoàn toàn bằng xăng, vừa chạy xăng vừa chạy điện… thường do bộ điều khiển xe quyết định dựa trên trạng thái pin và điều kiện vận hành.

Thông thường thì bộ điều khiển xe sẽ tự động chuyển sang chế độ chạy hoàn toàn bằng điện khi xe vừa khởi động, đang đứng yên với tốc độ chậm, hoặc khi duy trì tốc độ ổn định ở mức thấp đến trung bình. Động cơ xăng sẽ kích hoạt khi người lái đạp ga, cần tăng tốc, chạy nhanh, hoặc di chuyển lên dốc… Trong những tình huống này, động cơ xăng không chỉ tăng sức kéo mà còn cung cấp năng lượng để sạc lại pin hybrid.

Khi người lái thả chân ga hoặc đạp phanh để giảm tốc, bộ điều khiển thường kích hoạt chế độ thu năng lượng. Chế độ này giúp tận dụng năng lượng động cơ lãng phí để nạp lại pin hybrid.

Trong trường hợp xe dừng hoàn toàn, như khi chờ đèn đỏ hay khi chờ hành khách lên/xuống, cả động cơ xăng và điện đều tự động ngắt để bảo toàn nguồn năng lượng.

Lưu ý khi sử dụng xe ô tô hybrid

Nên ưu tiên lựa chọn chế độ chạy điện EV Mode.

Đạp ga một cách nhẹ nhàng và dứt khoát để tối ưu hóa thời gian hoạt động của động cơ điện.

Đạp phanh nhẹ và kịp thời để hỗ trợ quá trình khôi phục nhanh chóng năng lượng cho pin.

Khi dừng đèn đỏ, hạn chế việc đưa cần số về N để tránh tình trạng năng lượng không được thu hồi, khiến pin chuyển sang trạng thái xả. Nếu bạn dự định dừng trong thời gian dài, hãy đưa cần số về P.

Trên đường trường hay đường cao tốc, hãy sử dụng chế độ Cruise Control để tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng.

Sử dụng chế độ lấy gió từ bên trong xe giúp tiết kiệm năng lượng hơn so với chế độ lấy gió từ bên ngoài, đặc biệt khi bạn đã bật điều hòa ô tô.

Các dòng xe hybrid ở Việt Nam?

Toyota Corolla Altis 1.8HEV là phiên bản hybrid mẫu sedan hạng C Toyota Corolla Altis, đánh dấu bước tiến đầu tiên của dòng xe hybrid tại Việt Nam. Đây là một trong những sản phẩm “xe xanh” mà Toyota đang tích cực đưa vào thị trường Việt Nam.

Toyota Camry 2.5HV là mẫu sedan đầu tiên trong phân khúc hạng D có phiên bản động cơ lai hybrid. Với động cơ xăng 2.5L kết hợp mô tơ điện, phiên bản này đạt tổng công suất tối đa 176 mã lực và mô men xoắn cực đại 221Nm, được điều khiển bằng hộp số tự động vô cấp E-CVT.

Toyota Corolla Cross 1.8HV là mẫu xe bình dân đầu tiên tại Việt Nam trang bị phiên bản full hybrid. Xe thiết kế dành cho 5 người, chiếc xe gầm cao này nằm giữa phân khúc hạng B và hạng C.

Lexus LS 500h hybrid là mẫu xe full hybrid đầu tiên được hãng Lexus phân phối chính thức tại Việt Nam sau nhiều năm xuất hiện thông qua các đợt nhập khẩu tư nhân. Mẫu sedan hạng sang cỡ lớn này được trang bị hệ thống dẫn động Multi Stage Hybrid System, sử dụng động cơ xăng V6 3.5L kết hợp với 2 mô tơ điện tự sạc mạnh mẽ. Xe có khả năng đạt tốc độ tối đa lên đến 260 km/h. Trong khi chỉ chạy bằng mô tơ điện, xe vẫn duy trì tốc độ tối đa lên đến 140 km/h.

Lexus RX450h hybrid là một mẫu xe 5 chỗ gầm cao hạng sang cỡ trung của hãng Lexus. Đây là một trong những mô hình full hybrid hiếm hoi đầu tiên được nhập khẩu tư nhân về Việt Nam, và hiện đã được phân phối chính thức. Xe sử dụng động cơ V6 dung tích 3.5L, kết hợp với 2 – 3 mô tơ điện (phụ thuộc vào phiên bản), mang lại hiệu suất nhiên liệu đáng kể.

Những câu hỏi thường gặp về xe ô tô hybrid

Kết luận

Vậy xe hybrid là loại xe sử dụng cả động cơ xăng và động cơ điện, tận dụng ưu điểm của cả hai nguồn năng lượng để giảm tiêu thụ nhiên liệu và giảm khí thải, tạo ra một phương tiện vận chuyển hiệu suất cao và thân thiện với môi trường. Nếu bạn có thêm câu hỏi hoặc cần thêm thông tin về bất cứ điều gì khác, đừng ngần ngại cho chúng tôi biết. Chúc bạn một ngày tốt lành và an toàn trên đường!