Kể từ khi ra mắt công nghệ Hybrid vào năm 1997, Toyota đã giúp cho lái xe tận hưởng được khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn, chi phí vận hành thấp hơn và mức độ thoải mái và tinh tế vượt trội. Ngày nay, các dòng xe hybrid của Toyota bao gồm các dòng xe hybrid cỡ nhỏ như Toyota Yaris Hybrid, các mẫu xe cỡ nhỏ dành cho gia đình như Toyota Prius, Corolla và Toyota C-HR, thậm chí cả những mẫu xe như Corolla Hybrid Touring Sports.
Tất cả chúng ta đều nghe về công nghệ Hybrid, nhưng không phải ai cũng hiểu rõ công nghệ này, đặc biệt là của Toyota, một công ty dẫn đầu về công nghệ Hybrid. Bài viết này sẽ tìm hiểu cơ bản về công nghệ Hybrid của Toyota.
Hybrid là gì?
Nói một cách đơn giản, ‘hybrid’ là một phương tiện có hai hoặc nhiều nguồn năng lượng. Hầu hết các ô tô hybrid sử dụng động cơ đốt trong thông thường kết hợp với một động cơ điện, nhưng cách chúng hoạt động cùng nhau tùy thuộc vào các kiểu thiết lập hybrid khác nhau.
Bắt đầu từ chiếc Prius nguyên bản, Toyota đã đi tiên phong trong hệ thống hybrid hoàn chỉnh (full hybrid) sử dụng hai động cơ riêng biệt – động cơ điện chạy bằng pin và động cơ đốt chạy bằng xăng – có thể hoạt động cùng nhau để dẫn động xe hoặc có thể sử dụng riêng lẻ. Đây là hệ thống hybrid phổ biến nhất trên thế giới và đã bán được hơn 15 triệu chiếc kể từ khi Prius được ra mắt tại Nhật Bản vào tháng 8 năm 1997.
Loại Hybrid thứ hai được gọi là Hybrid song song (parallel hybrid). Nó sử dụng một động cơ đốt trong làm nguồn năng lượng chính, với một động điện được lắp giữa động cơ và hộp số để hỗ trợ. Sự sắp xếp này có xu hướng bị hạn chế về chức năng hơn so với một loại full hybrid và việc lắp động cơ điện vào một không gian rất nhỏ cũng giới hạn công suất và phạm vi EV (xe điện) của nó.
Cuối cùng, biến thể hybrid thứ ba là kiểu chuỗi (series hybrid). Trong loại xe này, động cơ điện có vai trò dẫn động cho xe. Động cơ đốt trong không được kết nối với hộp số, thay vào đó hoạt động như một máy phát điện để cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Rào cản chính đối với series hybrid là duy trì hiệu suất của nó khi pin đã được sử dụng hết năng lượng. Vì lý do này, kiểu thiết kế này là rất hiếm.
Toyota hybrid – hệ thống này hoạt động như thế nào?
Hệ thống truyền động hybrid của Toyota bao gồm sáu thành phần chính: động cơ xăng, động cơ điện, máy phát điện, bộ điều khiển công suất và thiết bị phân chia công suất sử dụng một loại hộp số đặc biệt để phân phối trơn tru công suất từ động cơ đốt trong, động cơ điện và máy phát điện.
Đây là một công nghệ tiết kiệm nhiên liệu thông minh, có thể chuyển đổi liên tục và tự động giữa công suất điện và công suất động cơ đốt trong. Có khả năng thích ứng với các điều kiện lái xe khác nhau, hệ thống hybrid của Toyota kiểm soát thông minh sức mạnh đến từ cả hai nguồn và cho xe biết cách kết hợp chúng để đạt hiệu quả và hiệu suất cao nhất.
Hệ thống mang lại sức mạnh tổng hợp thực sự giữa hai nguồn năng lượng. Khi động cơ đang chạy, nó sạc pin thông qua máy phát điện; khi điều kiện lái xe cho phép, chẳng hạn như trong giao thông di chuyển chậm, máy phát điện có thể ngắt động cơ xăng và để động cơ điện đảm nhận việc di chuyển bằng chế độ không khí thải. Hệ thống quản lý động cơ tinh vi có thể cảm nhận khi nào xe dừng và sẽ tắt động cơ để tiết kiệm năng lượng và cắt giảm lượng khí thải, tự động khởi động lại khi cần thiết.
Tùy thuộc vào loại Hybrid. Với kiểu phổ biến, chiếc xe không cần phải sạc pin thủ công bên ngoài. Việc sạc pin được đảm nhận bởi chính máy phát điện dẫn động bởi động cơ đốt trong và phanh tái sinh. Đối với loại Plugin Hybrid, cho phạm vi chạy điện xa hơn sẽ cần cắm sạc.
Pin xe Hybrid được sạc như thế nào?
Hệ thống hybrid của Toyota sạc pin theo hai cách. Đầu tiên và như đã đề cập, động cơ xăng điều khiển máy phát điện để sạc pin. Phương pháp thứ hai là thông qua phanh tái sinh, một hệ thống giúp sử dụng tốt năng lượng phanh.
Mỗi khi bạn đặt chân vào phanh hoặc nhấc khỏi chân ga, hệ thống sẽ chuyển hướng năng lượng trở lại pin ở nơi mà nó được tái tạo. Thay vì năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt hoặc tiếng ồn từ phanh, nó được thu lại và sau đó được sử dụng để cung cấp năng lượng cho động cơ điện sau này. Điều này đặc biệt hiệu quả trong giao thông dừng khởi động, nơi hệ thống phục hồi và tích trữ rất nhiều năng lượng, làm cho xe hoạt động hiệu quả hơn về tổng thể.
Đối với PHEV như Prius Plug-in, pin trên bo mạch cũng có thể được sạc tại nhà bằng nguồn điện chính hoặc tại các điểm sạc chuyên dụng dọc theo hành trình của bạn, cho phép phạm vi EV lớn hơn lên đến 30 dặm.
Pin hybrid có tuổi thọ bao lâu?
Pin trong các loại xe hybrid của Toyota là loại pin được giới thiệu là hiệu quả, chống ăn mòn được thiết kế để tồn tại lâu dài, đó là lý do tại sao bảo hành pin tiêu chuẩn của Toyota là 5 năm hoặc 100.000 dặm và có thể được gia hạn lên đến 15 năm mà không giới hạn tổng số km.
Toyota cũng quan tâm đến việc tái chế pin từ những chiếc xe hybrid của mình, có thể được tái sản xuất để tạo ra pin mới hoặc tái sử dụng thành các hình thức lưu trữ năng lượng tĩnh khác – điều này có thể được sắp xếp thông qua đại lý Toyota của bạn. Toyota cho biết rằng họ đã khôi phục hơn 90% pin hybrid từ xe của mình và đang nhắm mục tiêu tỷ lệ thu hồi pin cũ là 100%.
Động cơ của xe hybrid có gì khác so với động cơ của một chiếc xe thông thường không?
Câu trả lời ngắn gọn là CÓ. Động cơ đốt trong được sử dụng trong Toyota hybrid sử dụng chu trình động cơ hơi khác so với chu trình bốn kỳ kiểu Otto thông thường. Được gọi là chu trình Atkinson, chu trình bốn kỳ được sửa đổi này tạo ra ít nhiệt hơn và do đó hiệu quả hơn.
Bằng cách làm mát buồng đốt trong bằng cách sử dụng khí thải tuần hoàn, nó tránh được một vấn đề mà các động cơ có chu trình truyền thống phải đối mặt: bơm nhiều nhiên liệu hơn mức cần thiết để giảm nhiệt độ cháy và ngăn bộ chuyển đổi xúc tác bị quá nhiệt. Phương thuốc truyền thống có tác dụng nhưng sử dụng nhiều nhiên liệu hơn trong quá trình này. Tuy nhiên, giải pháp của Toyota lại tiết kiệm nhiên liệu hơn và rất đáng tin cậy.
