Khả năng tiết kiệm nhiên liệu của xe Hybrid

Xe ô tô Hybrid là dạng xe được lai giữa hai loại động cơ điện và động cơ xăng để tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Cùng tìm hiểu các loại xe Hybrid và khả năng tiết kiệm nhiên liệu của xe Hybrid như thế nào nhé.

Khả năng tiết kiệm nhiên liệu của xe Hybrid

Xe Hybrid giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ nhờ động cơ điện hỗ trợ động cơ đốt trong khi vận hành. Tuy nhiên, chi phí ban đầu để sở hữu xe Hybrid thường cao hơn so với xe chỉ dùng động cơ xăng.

Trong phân khúc xe phổ thông, Toyota tiên phong giới thiệu ôtô lai từ năm 2020 với mẫu Corolla Cross nhập khẩu từ Thái Lan. Đến nay, nhiều nhãn hiệu khác như Kia, Hyundai, Suzuki, Honda cũng đã phân phối xe Hybrid, nhưng doanh số vẫn còn khá khiêm tốn so với các mẫu xe xăng hoặc dầu cùng phân khúc.

Việc tích hợp hai hệ thống động lực đồng thời làm giá xe Hybrid đắt đỏ hơn đáng kể so với phiên bản chỉ sử dụng động cơ đốt trong cùng dung tích (xăng hoặc dầu). Rào cản về giá, cùng với những lo ngại của khách hàng về tuổi thọ pin và chi phí bảo trì, khiến xe Hybrid chưa trở thành lựa chọn ưu tiên của đa số người tiêu dùng. Bên cạnh những hạn chế này, xe Hybrid cũng mang lại nhiều lợi ích như giảm tiếng ồn, vận hành êm ái hơn và đặc biệt là hiệu quả sử dụng nhiên liệu vượt trội.

Mức độ can thiệp của động cơ điện đóng vai trò then chốt trong việc giảm thời gian hoạt động của động cơ đốt trong, từ đó giúp xe tiêu thụ ít nhiên liệu hơn. Tùy thuộc vào thiết kế của từng nhà sản xuất, sự đóng góp của động cơ điện vào quá trình vận hành có thể khác nhau. Về phương diện này, xe Hybrid được phân thành hai loại chính: lai nhẹ (mild-hybrid) và lai thuần (full hybrid).

(Mild-hybrid): Đây là dạng xe Hybrid đơn giản nhất, kết hợp một động cơ điện công suất nhỏ với bộ pin dung lượng nhỏ. Động cơ điện chủ yếu hỗ trợ động cơ đốt trong khi khởi động và tăng tốc, chứ không có khả năng hoạt động độc lập. Do vai trò hạn chế của động cơ điện, mức tiết kiệm nhiên liệu so với phiên bản máy xăng không đáng kể. Mục tiêu chính của lai nhẹ không phải là tối ưu hóa mức tiêu thụ nhiên liệu mà là hỗ trợ một phần nhỏ cho quá trình vận hành.

Lai thuần (Full Hybrid): Loại xe này trang bị động cơ điện có khả năng can thiệp sâu hơn vào quá trình vận hành. Pin trên xe Hybrid thuần có dung lượng lớn hơn so với xe Hybrid nhẹ, cho phép động cơ điện hoạt động độc lập. Dòng xe này được chia thành ba cấu hình khác nhau tùy thuộc vào cách thiết lập của nhà sản xuất: hybrid nối tiếp, hybrid song song và hybrid kết hợp (vừa nối tiếp, vừa song song).

Hybrid song song (Parallel Hybrid): Đây là loại hình phổ biến nhất trên toàn cầu, bao gồm cả thị trường Việt Nam. Loại này sử dụng động cơ đốt trong làm nguồn động lực chính cho xe. Động cơ điện đóng vai trò hỗ trợ cho động cơ đốt trong trong nhiều tình huống vận hành. Dung lượng pin đủ lớn để xe có thể di chuyển chỉ bằng năng lượng điện.

Ở hệ thống hybrid song song, pin được nạp điện thông qua quá trình phanh tái sinh hoặc khi động cơ hoạt động. Bất cứ khi nào pin còn đủ năng lượng (thường từ 35% trở lên), động cơ điện sẽ dẫn động chính hoặc hỗ trợ động cơ xăng, dù ở tốc độ dưới 30 km/h hay trên 80 km/h.

Nếu người lái giữ đều chân ga và duy trì tốc độ ổn định, động cơ điện sẽ đảm nhận hoàn toàn việc dẫn động cho đến khi pin cần được nạp lại. Khi người lái tăng tốc đột ngột hoặc cần di chuyển ở tốc độ cao, động cơ điện sẽ hỗ trợ động cơ xăng để tăng thêm lực kéo cho xe.

Nhờ sự hỗ trợ của động cơ điện, mức tiêu thụ nhiên liệu của xe giảm đáng kể so với xe xăng có cùng dung tích động cơ. Ví dụ, với Corolla Cross, mức tiêu thụ nhiên liệu của phiên bản hybrid thấp hơn khoảng 46% so với bản xăng trên đường đô thị và khoảng 25% trên đường hỗn hợp.

Hybrid nối tiếp (Series Hybrid): Ở loại này, động cơ điện đảm nhiệm việc dẫn động trực tiếp tới bánh xe. Động cơ đốt trong chỉ có chức năng chạy máy phát điện để cung cấp năng lượng cho động cơ điện và sạc pin. Tại Việt Nam, Nissan Kicks là một đại diện tiêu biểu cho dòng sản phẩm này.

Mức tiêu thụ nhiên liệu trên 100 km của Kicks là 2,2 lít trong đô thị, 6,1 lít trên đường trường và 4,6 lít trên đường hỗn hợp. Mẫu xe Nissan này càng tiết kiệm nhiên liệu khi di chuyển trong đô thị nhờ quá trình phanh liên tục (dừng và di chuyển) giúp tái tạo năng lượng cho pin. Khi tốc độ không cao và pin còn đủ năng lượng, động cơ xăng 1.2L trên Kicks ít hoạt động, và năng lượng từ pin là nguồn cung cấp chính cho động cơ điện dẫn động bánh xe.

Ngược lại, khi xe di chuyển trên đường trường, gặp nhiều đoạn cần tăng tốc, lên dốc hoặc chạy ở tốc độ cao, động cơ xăng phải hoạt động nhiều hơn để vừa cung cấp năng lượng cho động cơ điện vừa nạp điện cho pin. Điều này dẫn đến sự chênh lệch đáng kể về mức tiêu thụ nhiên liệu giữa điều kiện vận hành trong thành phố và đường trường trên Kicks, khoảng 177%, tức gần gấp ba lần.

Hybrid hỗn hợp (Series-Parallel Hybrid): Đây là loại xe kết hợp cả hai cơ chế song song và nối tiếp trên cùng một chiếc xe. Đây cũng là cấu trúc hybrid phức tạp và có chi phí sản xuất cao nhất. Tại Việt Nam, các mẫu xe như Honda CR-V hybrid hay Haval H6 hybrid sử dụng cấu hình này.

Toyota, với dải sản phẩm hybrid đa dạng nhất tại Việt Nam, đều trang bị loại hybrid song song. Trên chiếc Toyota Corolla Cross hybrid, người dùng có thể nhận thấy rõ vai trò và thời điểm can thiệp của động cơ điện trong quá trình vận hành.

Trên các xe hybrid hỗn hợp, bộ chia công suất có nhiệm vụ phân phối động năng từ động cơ đốt trong và động cơ điện đến bánh xe. Hệ thống này giúp vai trò dẫn động của động cơ xăng và động cơ điện thay đổi linh hoạt và hỗ trợ lẫn nhau tùy thuộc vào thao tác lái hoặc chế độ lái của người điều khiển, đảm bảo xe luôn có lực kéo tối ưu ở mọi dải tốc độ và tiết kiệm nhiên liệu.

Cơ chế hoạt động luân phiên, chuyển đổi giữa song song và nối tiếp của động cơ điện và động cơ xăng giúp cụm pin trên xe hầu như luôn được duy trì ở trạng thái sạc đầy. Xét điều kiện vận hành trong đô thị, phiên bản hybrid của CR-V trang bị động cơ xăng 2.0L và động cơ điện có mức giảm tiêu thụ nhiên liệu khoảng 65% so với bản máy xăng 1.5L tăng áp. Ở điều kiện đường hỗn hợp, mức giảm là khoảng 21%.