Full Hybrid là cấp độ lai hóa cho phép phương tiện vận hành riêng bằng mô-tơ điện ở dải tốc độ/throttle nhất định, hoặc phối hợp với động cơ đốt trong để tối ưu công suất và tiêu hao. Nhờ bộ pin dung lượng lớn, inverter và BMS, hệ thống hỗ trợ phanh tái sinh, giảm khí thải và đem lại trải nghiệm vận hành mượt mà hơn.
1. Xu hướng chung
Trong bối cảnh ngành công nghiệp ô tô đang chuyển dịch mạnh mẽ nhằm giảm phát thải và nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng, xe hybrid (Hybrid Electric Vehicle – HEV) nổi lên như một giải pháp trung gian hiệu quả giữa phương tiện sử dụng động cơ đốt trong truyền thống và xe điện thuần túy.
Về nguyên lý, HEV khai thác đồng thời hai nguồn năng lượng: nhiên liệu hóa thạch thông qua động cơ nhiệt và điện năng lưu trữ trong bộ pin thông qua mô tơ điện. Nhờ sự kết hợp này, hệ thống truyền động hybrid cho phép tối ưu hóa chế độ vận hành động cơ, thu hồi năng lượng khi phanh, và giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu cũng như phát thải CO₂ so với xe thông thường.
Tuy nhiên, mức độ đóng góp của hệ thống điện trong quá trình truyền động không đồng nhất giữa các dòng xe hybrid. Chính vì vậy, để đánh giá đúng vai trò, hiệu quả và phạm vi ứng dụng của từng loại HEV, các nhà nghiên cứu và kỹ sư thường phân loại xe dựa trên mức độ lai hóa (degree of hybridization).
Tiêu chí này phản ánh tỷ lệ đóng góp của mô tơ điện vào tổng công suất truyền động, cũng như khả năng vận hành thuần điện. Dựa trên cơ sở này, HEV có thể được chia thành bốn nhóm chính: micro hybrid, mild hybrid, full hybrid và plug-in hybrid (PHEV).
Mỗi cấp độ lai hóa mang những đặc trưng kỹ thuật riêng về dung lượng pin, công suất mô tơ, khả năng sạc và phạm vi vận hành bằng điện, từ đó quyết định chi phí, hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu và mức giảm phát thải đạt được. Trong bài viết này sẽ trình bày về một loại xe Hybrid đó là full Hybrid.
2. Giới thiệu
Trong lộ trình điện hóa ô tô, Full Hybrid Electric Vehicle (HEV), còn gọi là Strong Hybrid, là bước phát triển cao hơn so với Micro và Mild Hybrid. Nếu micro và mild hybrid chỉ hỗ trợ chức năng phụ (Dừng – khởi động stop – start, hỗ trợ mô-men – torque assist), thì Full Hybrid có khả năng vận hành thuần điện (EV mode) trong phạm vi ngắn, nhờ pin dung lượng lớn hơn và mô-tơ điện mạnh hơn.
Công nghệ này xuất hiện thương mại từ năm 1997 với Toyota Prius, và hiện nay vẫn đóng vai trò quan trọng trong giảm tiêu thụ nhiên liệu và phát thải, đặc biệt trong đô thị.
3. Khái niệm và định nghĩa
Full Hybrid (HEV) là phương tiện có hệ thống truyền động kết hợp động cơ đốt trong (ICE) và một hoặc nhiều mô-tơ điện, trong đó mô-tơ điện đủ công suất để vận hành độc lập ở chế độ thuần điện (EV mode) trong một khoảng ngắn.
- Mức độ lai hóa thường khoảng 20 – 30%.
- Pin sử dụng điện áp cao (200–300 V điển hình, có thể cao hơn trong một số thiết kế Li-ion).
- Khác với Mild Hybrid, HEV có thể chạy 3 chế độ: chỉ ICE, chỉ motor, hoặc kết hợp ICE + motor.
Có thể bạn quan tâm: Khóa học Kỹ thuật sửa chữa xe ô tô Điện – xe ô tô Hybrid
4. Kiến trúc hệ thống
Full Hybrid sử dụng hệ thống điện áp cao (HV), gồm các thành phần chính:
- Động cơ đốt trong (ICE), thường tối ưu chu trình Atkinson để tăng hiệu suất.
- Động cơ điện: ít nhất một mô-tơ điện công suất trung bình–lớn (20–50 kW), kết hợp với máy phát.
- Pin HV: dung lượng vài kWh, điện áp thường 200 – 300 V (NiMH hoặc Li-ion).
- Inverter & bộ điện tử công suất: Tăng giảm điện áp DC-DC và điều khiển dòng điện DC => AC cho motor.
- DC/DC converter: nối HV với mạng 12 V truyền thống.
- Bộ truyền lực hybrid: eCVT (power-split), hộp số tự động hybrid, hoặc ly hợp điện tử.
5. Cấu hình truyền động
HEV có thể áp dụng nhiều kiến trúc:
- Series Hybrid: ICE chỉ phát điện, motor kéo bánh xe.
- Parallel Hybrid: ICE và motor cùng kéo bánh xe.
- Series–Parallel (Power-Split): kết hợp cả hai, phổ biến nhất hiện nay như hệ thống Toyota Hybrid Synergy Drive.
6. Nguyên lý vận hành
HEV có thể hoạt động theo nhiều chế độ:
- EV mode: chỉ dùng motor điện, thường tốc độ thấp và tải nhẹ.
- Hybrid mode: ICE và motor phối hợp để tối ưu hiệu suất.
- Engine mode: chỉ ICE khi pin yếu.
- Regenerative braking: motor phát điện để sạc pin khi giảm tốc, khi phanh, khi nhả chân ga,….
- Idle stop: ICE tắt khi dừng, khởi động lại bằng motor.
7. Hiệu quả và đánh giá
HEV mang lại lợi ích rõ rệt:
- Tiết kiệm nhiên liệu: trung bình 20–30% so với ICE, đặc biệt trong đô thị.
- Giảm phát thải CO₂: nhờ thời gian vận hành EV mode.
- NVH: vận hành êm hơn ở tốc độ thấp.
- Giới hạn: EV mode ngắn (thường dưới 2 km), chi phí cao hơn MHEV.
8. Ứng dụng thực tế và ví dụ
Một số mẫu HEV điển hình:
- Toyota Prius, Camry Hybrid, Corolla Hybrid (HSD – power-split).
- Honda Insight (i-MMD dual motor).
- Ford Escape Hybrid, Fusion Hybrid.
- Hyundai Ioniq Hybrid, Kia Niro Hybrid.
9. Xu hướng và triển vọng
HEV vẫn là giải pháp trung gian hiệu quả trong giai đoạn chuyển tiếp sang PHEV và BEV. Xu hướng phát triển gồm:
- Dùng pin Li-ion thay NiMH.
- Tích hợp với ICE có kich thước gọn nhẹ hơn.
- Tối ưu EMS bằng các thuật toán tiên tiến.
- Trong 10–15 năm tới, HEV vẫn giữ vai trò quan trọng ở thị trường chưa có hạ tầng sạc.
10. Kết luận
Full Hybrid là bước tiến vượt trội so với micro/mild hybrid, với khả năng EV mode ngắn, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải rõ rệt. Dù EV mode hạn chế, HEV vẫn là giải pháp cân bằng giữa hiệu quả, chi phí và độ phức tạp, trở thành cầu nối quan trọng trong quá trình chuyển đổi từ ICE truyền thống sang PHEV và BEV.
Trên đây là toàn bộ thông tin về chủ đề tổng quan Full Hybird mà trung tâm VATC muốn gửi đến bạn. Hy vọng bài viết này sẽ bổ ích và hữu dụng với bạn.
Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC
- Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
- Điện thoại: 0945711717
- Email: info@oto.edu.vn
Xem thêm:
