Với sự bền vững đang trở thành từ khóa được nhiều người lựa chọn, liệu hệ thống truyền động hybrid có nổi lên như một lựa chọn sinh lợi, thân thiện với môi trường cho cảnh quan giao thông?
Các công nghệ thân thiện với môi trường đã xâm nhập vào ngành công nghiệp ô tô trong nỗ lực hạn chế khí thải khi thiết kế cơ chế tích hợp năng lượng (PIM) tiếp tục thúc đẩy danh mục đầu tư hệ thống truyền động hybrid. Đánh giá phân tích chi phí – lợi ích, xe hybrid đã trở thành những thành phần đóng vai trò quan trọng trong nhiệm vụ giảm tiêu thụ nhiên liệu. Với việc nâng cao hiệu suất trở nên quan trọng hơn bao giờ hết, các nhà sản xuất ô tô đang tập trung vào việc tăng cường sức mạnh động cơ đốt trong và động cơ điện, giảm chi phí và củng cố các tính năng tiêu dùng.
Với vấn đề đang diễn ra về sự thiếu hụt cơ sở hạ tầng sạc cho xe điện (EV), xe hybrid đang trở thành nền tảng của tính di động trong tương lai. Tăng cường hiệu quả của hệ thống truyền lực và giảm trọng lượng hệ thống truyền lực là chìa khóa để hợp lý hóa hệ thống truyền động hybrid.
Điều hấp dẫn là việc sử dụng năng lượng điện xanh trong sản xuất hệ thống truyền động hybrid với khả năng lái xe không phát thải. Đổi lại, các công ty hướng tới tương lai đang tăng cường hiệu quả của hệ thống truyền lực, các chức năng của xe và giảm phí cho hệ thống truyền động hybrid.
Và tất nhiên, xe điện hybrid đã trở thành một trong những giải pháp được tìm kiếm nhiều nhất để đạt được quãng đường vượt trội, giảm lượng khí thải và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu so với các loại xe sử dụng động cơ đốt trong (ICE) truyền thống.
HEV có xu hướng bao gồm ICE với một hoặc nhiều động cơ điện. Đáng chú ý, ba kiến trúc hệ thống truyền động bao gồm: nối tiếp, song song và kết hợp (nối tiếp – song song) đã là trọng tâm chính của thị trường cuối cùng.
Kiến trúc của hệ thống kép điện cơ đã nổi lên như một trong những công nghệ then chốt nhất cho HEV. Chế độ kết hợp năng lượng của các cấu trúc khác nhau quyết định chế độ vận hành của hệ thống truyền lực hybrid và trở thành cơ sở để xây dựng chiến lược phân phối công suất.
Tại sao nên sử dụng Hệ truyền động hybrid
Khi nói đến hiệu quả năng lượng tổng thể, hệ dẫn động hybrid có lợi thế hơn xe thông thường. Ví dụ, hệ truyền động hybrid có thể loại bỏ một số tổn thất năng lượng liên quan đến hoạt động của động cơ ở sự kết hợp giữa tải và tốc độ.
Hệ dẫn động hybrid có khả năng thu một phần năng lượng thường bị mất dưới dạng nhiệt cho phanh cơ. Hơn nữa, ICE của HEV được giảm kích thước vì thiết bị lưu trữ có xu hướng chiếm một phần tải.
“Who’s Who” (ý nói những nhà sản xuất nổi bật) của ngành công nghiệp ô tô, bao gồm General Motors, Hyundai, Nissan, BMW, Mercedes, Audi và Porsche, đã tung ra các biến thể của hệ thống hybrid ly hợp kép, một động cơ, trong số những biến thể khác.
Thâm nhập của ngành công nghiệp hệ thống truyền động hybrid đã bị ảnh hưởng phần nào bởi động cơ diesel tiết kiệm nhiên liệu. Điều đó nói rằng, hệ dẫn động hybrid có thể giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí thải CO2 lên đến 35%. Ưu điểm đáng chú ý của việc sử dụng hệ thống truyền động hybrid là tăng năng suất và ít bảo trì hơn.
Nhu cầu về máy móc ít tốn kém hơn đang gia tăng khiến các nhà sản xuất thiết bị xây dựng đang tìm kiếm các hệ dẫn động hybrid. Với hệ thống truyền động hybrid, OEM có thể hoạt động ở tốc độ mà máy móc chạy sạch nhất, hiệu quả nhất và sử dụng động cơ diesel nhỏ hơn. Các dẫn động có thể tái sử dụng và phục hồi năng lượng đã bị lãng phí dưới dạng nhiệt.
Hệ thống truyền động nối tiếp/song song
Hybrid phổ biến là loại truyền động nối tiếp nhận năng lượng cơ học từ động cơ điện, chạy bằng máy phát điện từ động cơ xăng hoặc pin. Hệ thống truyền động nối tiếp sử dụng động cơ điện và động cơ đốt trong để cung cấp sức mạnh cùng nhau hoặc độc lập.
Hệ thống truyền động nối tiếp phổ biến sử dụng trên xe điện mở rộng phạm vi (REEV) hoặc xe điện phạm vi mở rộng (EERV), do động cơ xăng không bao giờ trực tiếp truyền động các bánh xe và chỉ tạo ra điện để sử dụng cho động cơ điện. Chúng có xu hướng hoạt động tốt tại thời điểm giao thông dừng và đi, khi mà động cơ diesel và xăng hoạt động hiệu quả. Động cơ đốt trong có xu hướng nhỏ hơn trong hệ thống truyền động nối tiếp, vì nó chỉ cần đáp ứng nhu cầu điện năng.
Cuối cùng, các hệ thống truyền động song song đang tăng lực kéo — chúng thường sử dụng một bộ pin nhỏ hơn so với các hệ thống truyền động nối tiếp, dựa vào phanh tái tạo để duy trì sạc. Ngoài ra, các hybrid song song sử dụng động cơ như một máy phát điện để sạc bổ sung khi nhu cầu điện năng thấp.
Một trong những ưu điểm chính của hệ thống truyền động song song là nó loại bỏ sự kém hiệu quả của việc chuyển đổi cơ năng thành điện năng và trở lại, do đó nâng cao hiệu quả của hybrid.
Hệ thống truyền động nối tiếp/song song đã trở nên phổ biến hơn trong các OEM vì động cơ đốt trong có thể được ngắt kết nối, chỉ với động cơ điện cung cấp năng lượng. Ở tốc độ cao, động cơ đốt trong tiếp quản và giảm tổn thất năng lượng; nó hoạt động nhiều hơn như một chiếc xe nối tiếp ở tốc độ thấp hơn. Một yếu tố cần lưu ý: Trong khi hệ dẫn động nối tiếp/song song sẽ mang lại hiệu suất và hiệu quả nhiên liệu tốt hơn so với hệ dẫn động song song hoặc nối tiếp, hệ thống này có thể phải chịu chi phí cao hơn so với hệ thống truyền động hybrid song song.
Điều gì đang xảy ra bây giờ
Các giải pháp thông minh liên quan đến động cơ sạch, điện khí hóa và hộp số tự động cho xe có thể sẽ thúc đẩy dự báo thị trường hệ dẫn động hybrid. Ví dụ, General Motors và Honda đã hợp tác để phát triển hai chiếc xe điện mới vào đầu năm nay. Honda cũng đầu tư vào Cruise, xe tự hành thuộc sở hữu đa số của GM. Được biết, hai công ty sẽ phát triển một loại xe tự hành chạy điện có mục đích.
Audi, cung cấp một cái nhìn tổng quan về bốn nền tảng EV riêng biệt của mình, đang chuẩn bị có 30 mẫu xe điện được tung ra thị trường, trong đó 20 xe chạy hoàn toàn bằng điện. Audi đã tung ra 5 mẫu xe sản xuất tại Mỹ. Audi e-tron SUV, chiếc SUV chạy hoàn toàn bằng điện đầu tiên, sử dụng một loạt công nghệ hệ dẫn động EV.
Sunil Kumar Jha
