Những sự thật thú vị về công nghệ xe Lai Nhẹ - Mild Hybrid Electric Vehicle

Audi A8L 2018 có trang bị công nghệ Lai Nhẹ - Mild Hybrid

Về cơ bản, do có chữ Hybrid nên xe Lai Nhẹ vẫn có động cơ điện tương tự như xe Hybrid hay PHEV. Tuy nhiên động cơ điện này không tham gia trực tiếp vào việc dẫn động, mà chỉ đóng vài trò hỗ trợ cho động cơ đốt trong ở một vài tính huống nhất định. Chẳng hạn như duy trì gia tốc xe đang chạy dù đã ngắt các xi-lanh, thu hồi năng lượng phanh lúc giảm tốc hay giúp khởi động nhanh động cơ trở lại khi dừng đèn đỏ. Mục tiêu chính của Mild Hybrid là tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu, cắt giảm khí thải và giúp xe vận hành mượt mà, êm ái hơn.

Động cơ điện có kích thước nhỏ gọn bố trí nằm giữa động cơ và hộp số

So với các mẫu xe lai thuần túy, Mild Hybrid Electric Vehicle đơn giản và gọn nhẹ hơn theo đúng nghĩa đen. Động cơ điện sẽ nằm trên đường truyền công suất và mô-men xoắn từ động cơ đến hộp số. Nhờ đó kết cấu ít phức tạp hơn, chi phí chế tạo thấp hơn so với việc bố trí đầy đủ 2 động cơ cho 2 hệ truyền động có thể hoạt động độc lập song song (Hybrid Parallel Drivetrain hay Parallel Hybrid). Hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu của Mild Hybrid hẳn nhiên không tốt như xe lai hay xe lai cắm xạc. Nhưng bù lại Mild Hybrid sẽ dễ tiếp cận hơn với đại đa số người dùng. Bởi xe Lai Nhẹ giá thành không đắt hơn quá nhiều so với xe dùng động cơ đốt trong truyền thống. Đồng thời chi phí bảo trì bảo dưỡng cũng dễ chịu hơn, việc sửa chữa cũng ít phức tạp hơn so với xe Hybrid hay PHEV.

Động cơ V6 TFSI trên Audi A8L 2018 có trang bị Mild Hybrid

Điều thú vị đầu tiên là không phải các dòng sedan cao cấp của Audi hay Mercedes-Benz đi đầu trong ứng dụng Mild Hybrid. Suốt một thập kỷ qua đã có không ít nhà sản xuất phổ thông đã chân ướt chân ráo bước vào lĩnh vực xe lai với Mild Hybrid. Chẳng hạn như Toyota, Chevrolet, Volkswagen, Suzuki, Citroen,... Năm 2005, Chevrolet gây nhiều chú ý khi tung ra mẫu bán tải cỡ lớn (full-size pickup) Silverado đời 2005 có trang bị thêm một mô-tơ điện 3 pha công suất 9,38 mã lực (7 kW). Còn động cơ chính của xe là Vortec 5300 V8 dung tích 5.3L. Đây cũng được xem là mẫu xe du lịch hybrid đầu tiên của General Motors.

Chevrolet Silverado Hybrid 2005

Theo như cách gọi của GM thì Silverado Hybrid 2005 là một chiếc "Xe tải lai song song” (Parallel Hybrid Truck - PHT). Tuy nhiên cấu tạo hệ truyền động của nó không hề song song mà lại theo kiểu nối tiếp. Cụ thể mô-tơ điện được bố trí xen vào giữa động cơ và hộp số tại vị trí cạnh bánh đà. Nhờ bổ sung thêm mô-tơ điện này, Chevrolet đã cải thiện được 10% tiêu thụ nhiêu liệu trong thành phố của Silverado bằng cách tắt/khởi động lại động cơ khi cần thiết. Như vậy, thực chất khởi điểm của Mild Hybrid không có gì quá phức tạp, mà chính là chức năng bật tắt động cơ tự động Auto Start Stop.

Động cơ V8 Vortec 5300 5.3L với bổ sung mô-tơ điện giúp cải thiện tiêu hao nhiên liệu

Nâng cấp gần hơn với Mild Hybrid ngày nay là tính năng Integrated Motor Assist trên các dòng xe Honda. Cụ thể sẽ có một mô-tơ điện một chiều (DC motor) nằm giữa bánh đà và bộ ly hợp của cầu trước. Mô-tơ điện này hỗ trợ cho động cơ tăng tốc tốt hơn, đồng thời thu hồi lại năng lượng khi xe phanh hoặc lướt đi (coasting) bằng gia tốc. Một vài cái tên quen thuộc có trang bị thống Integrated Motor có thể kể đến như Honda Civic (đời 2003), Honda Accord (đời 2005-2007) hay Honda Jazz (đời 2011). Tất nhiên đây là các phiên bản ở thị trường châu Âu hoặc châu Mỹ, nên người dùng ở Việt Nam sẽ ít biết tới tính năng IMA này của Honda.

Các động cơ của Honda với tính năng Integrated Motor Assist, một dạng khác của Mild Hybrid

Bất ngờ hơn cả là Mild Hybrid còn xuất hiện cả trên siêu xe Ferrari, dù rằng động cơ điện không hề nhẹ tí nào. Nhờ hệ truyền động Lai Nhẹ, LaFerrari trở thành chiếc xe có hiệu năng cao nhất của hãng vào thời điểm ra mắt, đồng thời cắt giảm được mức tiêu hao nhiên liệu lên đến 40% so với các mẫu xe có cùng sức mạnh. Động cơ V12 dung tích 6.3L và động cơ điện cỡ lớn có tên gọi HY-KERS cung cấp tổng cộng 963 mã lực và hơn 900Nm. Khả năng tăng tốc thì miễn bàn: từ 0 đến 100 km/h chỉ 2,4 giây, đạt 200 km/h dưới 7 giây và cán mốc 300 km/h mất 15 giây. Trong khi đó lượng khí thải CO2 của LaFerrari đạt 330 g/km.

Hệ thống Mild Hybrid còn góp phần giúp trọng tâm của Ferrari LaFerrari thấp hơn, tăng sự ổn định khi chạy ở tốc độ cao.

Quay trở lại với những chiếc MHEV của Audi, chúng vận hành dựa trên một hệ thống điện 48V. Hai thành phần chính gồm động cơ điện dẫn động trước tiếp bằng dây đai vào trục khuỷu BSG (Belt-Driven Starter Generator) và một pin lithium-ion dung lượng 10 Ah. Bên cạnh đó là hai cụm ac-quy và một bộ sạc một chiều (DC converter). Trước đó hơn 10 năm, General Motors đã trình làng một hệ thống Lai Nhẹ có cấu tạo động cơ điện gần giống với tên gọi BAS Hybrid (BAS tức Belt Alternator Starter) trên mẫu Saturn Vue Green Line đời 2007.

Cấu tạo của hệ thống Mild Hybrid trên Audi A6 2018

Với hệ thống Lai Nhẹ mới, A6, A7 Sportback hay A8L có thể tiếp tục "trôi" ở vận tốc từ 55 đến 160 km/h dù động cơ V6 TFSI đã dừng hoàn toàn. Tuy nhiên quá trình lướt nhờ gia tốc này chỉ kéo dài 40 giây một lượt, và ngay khi người lái đạp chân ga thì động cơ điện sẽ đánh thức động cơ trở lại hết sức nhẹ nhàng. Ngoài ra, hệ thống điện 48V đó còn đóng vai trò như một bộ thu hồi năng lượng mới khi xe giảm tốc với công suất đạt 16 mã lực (12kW), cũng như tính năng Auto Start/Stop sẽ tự động kích hoạt từ vận tốc 22 km/h. Tất cả những gì vừa kể giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu thêm 0,7L/100km cho các mẫu xe của Audi.

Để cạnh tranh với hãng xe đồng hương thì hiện Mercedes-Benz cũng ứng dụng Lai Nhẹ với hệ thống điện 48V cho E-Class, CLS-Class và S-Class. Bên cạnh đó, họ chọn cách gọi đây là tính năng EQ Boost nhằm đồng bộ với những dự án liên quan đến xe có động cơ điện gọi chung là EQ Power. Trên CLS-Class mới, động cơ điện gần 22 mã lực (16kW) giúp xe tăng tốc tốt hơn, cũng như thu hồi lại năng lượng phanh khi giảm tốc.

Mercedes-Benz CLS-Class 2018 có trang bị tính năng EQ Boost, một tên gọi khác của Mild Hybrid

Trong khi đó, BMW vẫn chưa thật sự mặn mà với Mild Hybrid. Dù hầu hết các dòng xe BMW và MINI ngày nay đều được trang bị tính năng Auto Start Stop và tái tạo năng lượng phanh, nhưng đó không phải là các hệ thống Lai Nhẹ Mild Hybrid. Tháng 12/2017, khi trả lời phỏng vấn thì Giám đốc bộ phận phát triển của BMW, Klaus Frohlich chỉ nói rằng "Công ty đang phát triển hệ thống Mild Hybrid 48V ở tương lai gần". Trong vài năm tới, có nhiều hãng xe nữa xác nhận sẽ tham gia vào việc phát triển và ứng dụng Mild Hybrid, chẳng hạn như Jaguar Land Rover, Volvo, KIA,...

Hiện nay tại Việt Nam vẫn chưa có dòng xe nào trang bị hệ thống Mild Hybrid tiên tiến và hoàn chỉnh như của Audi. Mong là sắp tới Xe Tinh Tế sẽ có cơ hội trực tiếp trải nghiệm công nghệ này để chia sẻ thông tin chi tiết hơn đến anh em. Ngoài ra anh em còn đang quan tâm đến vấn đề kỹ thuật hay kiến thức xe cơ bản nào khác hãy để lại bình luận, mình sẽ phục vụ anh em trong các bài viết tiếp theo

Tổng hợp: Wiki, Audi, Carconnection, Ferrari,...