Hybrid – Tìm hiểu một số thuật ngữ chức năng trong công nghệ Hybrid

Trong các bài viết trước, đã giới thiệu cơ bản về công nghệ Hybrid, các phương pháp thiết lập hệ thống Full Hybrid, trong bài viết hôm nay, xin giới thiệu một số thuật ngữ chức năng quan trọng trong công nghệ Hybrid, đây cũng là những công nghệ cần có trong xe Hybrid, và một số phát triển trong xe hoàn toàn điện.

1. Recuperation/Regeneration – Phục hồi/Tái tạo(tái sinh)

Trong công nghệ, Phục hồi/Tái sinh là thuật ngữ thường đề cập đến quá trình thu hồi năng lượng. Trong công nghệ Hybrid thì đây chính là sự tái tạo điện năng thông qua quá trình phanh.

Trong quá trình hồi phục, một dạng năng lượng hiện có được chuyển đổi thành dạng năng lượng khác, có thể tái sử dụng. Năng lượng hóa học liên kết trong nhiên liệu được chuyển đổi thành động năng (thông qua đốt trong động cơ) trong quá trình truyền động. Nếu hiện tại xe chỉ được phanh bằng cách sử dụng phanh thông thường, động năng thặng dư sinh ra qua ma sát phanh được chuyển thành nhiệt năng. Nhiệt tạo ra được thải ra môi trường và do đó không thể tái sử dụng. Ngược lại, nếu máy phát điện được sử dụng làm phanh động cơ ngoài hệ thống phanh cổ điển, thì như trong trường hợp công nghệ hybrid, một phần động năng có thể được phục hồi dưới dạng năng lượng điện và do đó có thể sử dụng lại. Sự cân bằng năng lượng của xe được cải thiện. Đây cũng được gọi là phanh tái tạo hay hãm tái sinh.

Các trường hợp xuất hiện hãm tái sinh – xe chạy quá tốc (xe chạy vượt công suất mà hệ thống đưa ra):

• Giảm tốc độ thông qua phanh với bàn đạp phanh (phanh gấp không xảy ra).
• Xe lăn chậm dần đến dừng lại.
• Xe xuống dốc.

Trong quá trình chạy quá tốc, hệ thống hybrid sẽ chuyển động cơ điện và sử dụng nó như một máy phát điện. Sau đó nó sẽ sạc pin điện áp cao. Trong quá trình chạy quá tốc, có thể “nạp” cho xe Hybrid với năng lượng điện. Khi chiếc xe chạy chậm dần đến dừng lại, chỉ lượng động năng mà hệ thống điện 12 Vôn của xe yêu cầu để hoạt động được chuyển đổi thông qua động cơ điện, làm máy phát điện.

2. Electric motor/generator – Động cơ điện/máy phát điện

Thuật ngữ động cơ điện/máy phát điện (electric motor/generator) được sử dụng thay cho máy phát điện, động cơ và máy khởi động. Mọi động cơ điện luôn có thể được sử dụng như một máy phát điện. Nếu trục của động cơ điện được dẫn động từ bên ngoài, nó cung cấp năng lượng điện như một máy phát điện. Nếu năng lượng điện được cung cấp cho động cơ điện/máy phát điện, nó hoạt động như một động cơ.

Do đó, động cơ/máy phát điện trên xe hybrid sẽ thay thế máy khởi động thông thường của động cơ đốt trong và máy phát điện thông thường.

3. Electric boost – Khuếch đại điện

Với chức năng máy khởi động, máy phát, hệ dẫn động hybrid cung cấp chức năng khuếch đại điện hay tăng cường điện. Nếu chức năng này được thực hiện, động cơ điện và động cơ đốt trong sẽ cung cấp công suất đầu ra tối đa của chúng, do đó, tổng giá trị cao hơn. Tổng các đầu ra riêng lẻ của cả hai kiểu truyền động tương ứng với tổng đầu ra của hệ thống truyền động.

Tuy nhiên, do tổn thất công suất kỹ thuật trong động cơ điện/máy phát điện, công suất máy phát điện nhỏ hơn công suất truyền động. Công suất truyền động hoặc công suất cơ học của động cơ điện là 34kW. Đầu ra của máy phát điện hoặc công suất điện của động cơ điện là 31kW.

Trong VW Touareg Hybrid, động cơ đốt trong có công suất 245kW và động cơ điện trường hợp một máy phát điện, có công suất 31kW. Trường hợp là một động cơ, có công suất 34kW. Kết hợp với nhau, động cơ đốt trong và động cơ điện có công suất 279kW.

4. Start-stop function – Chức năng Khởi động – Dừng

Trong công nghệ hybrid, chức năng dừng khởi động có thể được tích hợp vào thiết kế xe này. Trong một chiếc xe thông thường có hệ thống dừng khởi động, xe phải đứng yên để tắt động cơ đốt trong.

Tuy nhiên, trong một chiếc xe Full hybrid, chiếc xe có thể được dẫn động bằng điện. Đặc tính này cho phép chức năng start-stop tắt động cơ đốt trong ngay cả khi xe đang lái hoặc đang lăn bánh. Động cơ đốt trong được kích hoạt theo yêu cầu. Điều này có thể xảy ra trong trường hợp tăng tốc cao, tốc độ cao, tải cao hoặc pin điện áp cao yếu. Nếu mức điện năng của ắc quy cao áp thấp, hệ thống hybrid có thể sử dụng động cơ đốt trong, với động cơ điện/máy phát điện làm máy phát điện, để sạc ắc quy cao áp.

Trong các trường hợp khác, xe Full hybrid có thể được dẫn động bằng điện. Động cơ đốt trong sau đó được dừng lại. Điều này cũng đúng trong trường hợp chạy chậm, khi dừng lại ở đỏ, vượt tốc khi xuống dốc hoặc khi xe đang dừng.

Khi động cơ đốt trong không chạy, nó không tiêu hao nhiên liệu và không tạo ra bất kỳ khí thải nào. Chức năng start-stop được tích hợp vào hệ thống hybrid làm tăng hiệu suất của xe và do đó thân thiện với môi trường.

Trong khi dừng động cơ đốt trong, điều hòa không khí có thể tiếp tục hoạt động. Máy nén điều hòa không khí là một phần của hệ thống cao áp.

Tham khảo: VW và các tài liệu kỹ thuật liên quan.