Vì sao không có ô tô động cơ dầu Hybrid?

Nếu kết hợp động cơ dầu mạnh mẽ cùng động cơ điện vốn có khả năng tiết kiệm nhiên liệu tối ưu sẽ tạo ra một mẫu xe hybrid bán cực chạy trên thị trường. Tuy nhiên, khi xem xét kỹ lưỡng hơn, tình hình thực tế có vẻ phức tạp hơn nhiều so với nhận định ban đầu. Cùng tìm hiểu vì sao không có ô tô dầu Hybrid dưới đây nhé.

Vì sao không có ô tô động cơ dầu Hybrid?

Xe hybrid đã xuất hiện trên thị trường vào cuối thập niên 1990 và đến nay đã trở thành một trong những giải pháp quan trọng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời hạn chế lượng khí CO2 gây ra biến đổi khí hậu. Thêm vào đó, mức độ phổ biến của xe hybrid dự kiến sẽ tiếp tục gia tăng khi nhiều quốc gia đưa ra quy định cấm bán và sản xuất ô tô sử dụng động cơ đốt trong vào năm 2030, đặc biệt là khi xe điện vẫn còn đối mặt với nhiều hạn chế về trạm sạc và công nghệ pin.

Các mẫu xe hybrid thông dụng mà chúng ta thường thấy trên đường phần lớn là loại xe có động cơ điện kết hợp cùng động cơ xăng. Trong khi đó, động cơ diesel được biết đến với khả năng tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn đáng kể so với động cơ xăng. Vậy tại sao các nhà sản xuất ô tô lại không tận dụng những ưu điểm này để phát triển xe hybrid sử dụng động cơ diesel? Dưới đây là những rào cản khiến động cơ diesel ít được ứng dụng trên xe hybrid.

Chi phí sản xuất cao hơn so với động cơ xăng Hybrid

Chi phí vẫn là một yếu tố then chốt đối với các nhà sản xuất ô tô. Thông thường, chi phí để sản xuất động cơ diesel cao hơn khoảng 15% so với động cơ xăng có cùng công suất. Điều này chủ yếu xuất phát từ việc động cơ diesel đòi hỏi các hệ thống kiểm soát khí thải phức tạp cùng với hệ thống phun nhiên liệu áp suất cao. Bên cạnh đó, tại nhiều thị trường, giá dầu diesel thường cao hơn giá xăng, điều này đồng nghĩa với việc người mua sẽ phải trả thêm một khoản chi phí đáng kể cho một chiếc xe có khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn.

Tương tự, các bộ phận khác của xe hybrid như động cơ điện, bộ pin điện áp cao, máy phát điện và hệ thống quản lý năng lượng cũng làm tăng đáng kể chi phí đầu vào, dẫn đến việc giá xe bị đẩy lên cao. Do đó, việc kết hợp động cơ điện với động cơ diesel sẽ tạo ra một mẫu xe hybrid diesel có giá thành rất cao. Khi so sánh lợi ích từ mức tiêu thụ nhiên liệu thấp với chi phí tăng thêm, giải pháp này chưa thực sự mang lại hiệu quả kinh tế, dẫn đến việc khó cạnh tranh với xe hybrid sử dụng động cơ xăng hoặc xe điện.

Độ phức tạp cao hơn xe xăng Hybrid

Xe hybrid là sự kết hợp của hai loại động cơ, do đó thường có cấu trúc phức tạp hơn, đồng nghĩa với việc quá trình sản xuất cũng phức tạp hơn kéo theo quy trình bảo dưỡng và bảo trì cũng trở nên phức tạp hơn. Điều này có thể khiến xe hybrid diesel trở nên khó bán hơn so với xe chạy bằng dầu diesel thông thường.

Hầu hết các loại xe hybrid đều sử dụng động cơ xăng được điều chỉnh đặc biệt theo chu trình Atkinson. Sự điều chỉnh này mang lại cho động cơ hybrid công suất đầu ra tối đa ở tốc độ cao, nhưng lại thiếu mô-men xoắn ở dải tốc độ thấp. Trong khi đó, động cơ điện có khả năng tạo ra mô-men xoắn cực đại ngay từ khi vòng tua máy bằng 0, giúp bù đắp cho sự thiếu hụt mô-men xoắn của động cơ xăng cho đến khi đạt được tốc độ mong muốn. Điều này cho thấy động cơ xăng và động cơ điện có thể bổ sung hiệu quả cho nhau.

Ngược lại, động cơ diesel cũng có khả năng tạo ra mô-men xoắn cực đại ngay từ vòng tua máy thấp, tương tự như động cơ điện, dẫn đến việc chuyển đổi giữa động cơ điện và động cơ diesel sẽ không được mượt mà như hệ thống hybrid sử dụng động cơ xăng. Hơn nữa, các nhà sản xuất ô tô cũng sẽ phải trang bị loại hộp số nhiều cấp để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả ở dải tốc độ cao, điều này làm tăng thêm độ phức tạp cho hệ thống.

Ô nhiễm môi trường hơn xe xăng Hybrid

Động cơ diesel tạo ra lượng khí NOx (oxit nitơ) và hạt bụi cao hơn so với động cơ xăng. Khi kết hợp với hệ thống hybrid vốn ưu tiên sử dụng động cơ điện ở tốc độ thấp trong đô thị, động cơ diesel sẽ ít có cơ hội hoạt động đủ lâu để đạt được nhiệt độ tối ưu. Điều này cản trở quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu và làm tăng mức phát thải khí độc hại.

Cơ chế hoạt động “dừng” và “đi” chưa tương thích

Cách để xe hybrid tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải CO2 là sử dụng cơ chế hoạt động “dừng và đi” và đôi khi chỉ vận hành ở chế độ EV Mode. Tuy nhiên, động cơ diesel hoạt động hiệu quả và sạch sẽ nhất khi chạy ổn định. Trong khi cơ chế hoạt động “dừng” và “đi” của xe hybrid sẽ khiến động cơ diesel gặp khó khăn trong việc khởi động liên tục, đặc biệt là trong điều kiện thời tiết lạnh. Bên cạnh đó, hệ thống hybrid cần động cơ có khả năng thay đổi tốc độ linh hoạt, trong khi động cơ diesel lại có phản ứng chậm hơn.

Khả năng tiết kiệm nhiên liệu không tối ưu

Một trong những lý do khiến động cơ hybrid xăng hoạt động hiệu quả là vì động cơ xăng vốn dĩ không tiết kiệm nhiên liệu. Hiệu suất nhiệt tối đa của động cơ xăng thường nằm trong khoảng từ 30% đến 40%, trong khi hiệu suất nhiệt tối đa của động cơ diesel cao hơn một chút, từ 35% đến 45%. Do đó, động cơ diesel đã có hiệu suất nhiên liệu cao hơn, khiến cho “không còn nhiều dư địa” để cải thiện thêm.

Chính vì vậy, theo các kỹ sư phát triển động cơ diesel, việc trang bị hệ thống hybrid đắt đỏ cho một chiếc xe diesel cũng không hề rẻ, nhưng lại không mang lại khả năng cải thiện đáng kể so với xe hybrid sử dụng động cơ xăng. Trên thực tế, một số nhà sản xuất vẫn đang nỗ lực thử nghiệm điều này và đã cho ra đời một số mẫu xe hybrid diesel, tiêu biểu như Mercedes E300de, Peugeot 3008 HYbrid4 và Citroën DS5 Hybrid4. Cuối cùng, tương lai của xe hybrid diesel vẫn sẽ phụ thuộc chủ yếu vào nhu cầu của thị trường cũng như khả năng chi trả của người tiêu dùng.