Công nghệ Hybrid là gì? Xe Hybrid có phù hợp để sử dụng tại Việt Nam?

Xe Hybrid có nhiều loại khác nhau như: Full Hybrid, Mild Hybrid, Plug-in Hybird và Range Extender Hybrid. Mỗi loại có cơ chế và vai trò riêng. Ưu điểm của Hybrid là tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải. Tuy nhiên, liệu mẫu xe Hybrid này có phù hợp với điều kiện sử dụng tại Việt Nam hay chỉ dành để 'ngắm'?

Công nghệ Hybrid là gì?

Xe hybrid, còn được gọi là xe lai hoặc xe lai điện, sử dụng hai nguồn động lực: Động cơ đốt trong và động cơ điện. Sự hoạt động của xe là sự kết hợp giữa hai loại động cơ này sao cho hiệu quả nhất. Bộ điều khiển quyết định khi nào động cơ đốt trong hoạt động, khi nào động cơ điện hoạt động và khi nào cả hai hoạt động cùng nhau.

Tại sao gọi xe Hybrid là con lai?

Hybrid là sự kết hợp của ít nhất một động cơ điện với động cơ xăng để xe di chuyển, thu hồi năng lượng qua phanh tái tạo. Đôi khi động cơ điện, đôi khi là động cơ xăng, và đôi khi cả hai hoạt động cùng nhau. Kết quả là tiết kiệm nhiên liệu hơn. Năng lượng điện có thể tăng hiệu suất trong một số trường hợp.

Điện được cung cấp từ bộ pin điện áp cao (khác với pin 12 volt thông thường của ô tô) được sạc thông qua phanh tái tạo. Xe hybrid cũng sử dụng động cơ khí để sạc và bảo dưỡng pin. Các hãng ô tô sử dụng các thiết kế hybrid khác nhau để đạt các mục tiêu khác nhau, từ tiết kiệm nhiên liệu đến giảm giá thành của xe.

Các loại công nghệ Hybrid

Động cơ của xe Hybrid kết hợp cả động cơ đốt trong và động cơ điện để tạo ra lực kéo. Có 3 loại động cơ Hybrid: Nối tiếp, song song, và nối tiếp kết hợp song song.

Hybrid nối tiếp (series hybrid)

Động cơ điện trực tiếp truyền lực đến hệ thống dẫn động bánh xe. Động cơ đốt trong chỉ cung cấp năng lượng cho động cơ điện và sạc lại ắc quy.

Ưu điểm: Động cơ xăng chủ yếu hoạt động khi xe chạy xa, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường.

Nhược điểm: Hệ thống này yêu cầu ắc quy lớn vì động cơ điện chịu trách nhiệm chính trong việc truyền lực. Động cơ xăng có thể bị quá tải vì luôn cung cấp năng lượng cho động cơ điện và ắc quy.

Hybrid Song song (Parallel Hybrid)

Cả động cơ điện và động cơ đốt trong đều chịu trách nhiệm truyền động. Quyết định việc nào hoạt động tại thời điểm nào sẽ do bộ điều khiển trung tâm quyết định dựa trên điều kiện cụ thể.

Ưu điểm: Xe có công suất cao hơn với hai nguồn truyền lực. Dung tích và kích thước ắc quy không quá lớn.

Nhược điểm: Hệ thống phức tạp và chi phí sản xuất cao.

Hybrid hỗn hợp (series-parallel hybrid)

Hệ thống hỗn hợp kết hợp cả hai loại hệ thống nối tiếp và song song, tận dụng tối đa ưu điểm của mỗi hệ thống và khắc phục nhược điểm của chúng.

Động của xe Hybrid hoạt động như thế nào?

Về cấu tạo, trong xe hybrid, động cơ xăng được kết nối với cơ cấu truyền động làm quay bánh xe. Tuy nhiên, giữa cơ cấu này và động cơ xăng có thêm một môtơ điện, chia sẻ trách nhiệm vận hành với động cơ xăng. Để đảm bảo hoạt động trơn tru, cần có các bộ phận hỗ trợ như bộ đổi điện, bộ chia công suất, bộ giảm tốc môtơ và đặc biệt là khối pin - nguồn cung cấp năng lượng cho môtơ điện.

Khi khởi động xe, chỉ có động cơ điện hoạt động, trong khi đó, động cơ xăng vẫn đang im lìm. Do đó, bạn sẽ không nghe tiếng nổ của động cơ như thường lệ. Điều này có thể làm lạ lẫm với những người mới sử dụng xe hybrid.

Tiếp theo, khi bạn đạp ga để xe di chuyển. Tùy thuộc vào cách bạn điều khiển.

• Nếu bạn đạp ga nhẹ nhàng, chỉ có động cơ điện hoạt động, cung cấp lực kéo cho trục dẫn động, đẩy xe tiến về phía trước.
• Nhưng nếu bạn thích tốc độ, đạp ga sâu ngay lập tức, động cơ xăng sẽ được kích hoạt để hỗ trợ động cơ điện.

Bất kể khi nào bạn đạp ga, dù là khi xe đang đứng yên hoặc đang chạy với tốc độ ổn định, xe sẽ sử dụng năng lượng từ ắc-quy để bổ sung cho động cơ điện, đồng thời động cơ xăng cũng sẽ hoạt động để cung cấp thêm năng lượng.

Khi xe đã duy trì được tốc độ ổn định, ví dụ như 40 km/h, và pin vẫn còn đủ năng lượng, chỉ có động cơ điện hoạt động. Nhưng ở tốc độ cao như 60 km/h, động cơ xăng sẽ hoạt động mạnh mẽ hơn để cung cấp thêm lực kéo, đặc biệt khi bạn tăng ga. Động cơ xăng sẽ khởi động, cung cấp năng lượng cho động cơ điện và tự cung cấp lực kéo cho bánh xe.

Trong giai đoạn tiếp theo, khi bạn thả chân ga hoặc sử dụng phanh để giảm tốc độ, lúc này, động cơ lại hoạt động như máy phát điện, sử dụng năng lượng từ quá trình phanh để nạp lại pin hybrid.

Cuối cùng, khi xe dừng lại hoàn toàn, ví dụ như khi đợi đèn đỏ, cả động cơ xăng và động cơ điện sẽ tự động tắt để bảo toàn năng lượng.

Các loại động cơ Hybrid

Động cơ hybrid đầy đủ

Xe hybrid đầy đủ (hay còn gọi là hybrid song song) là loại xe sử dụng cả động cơ điện và động cơ đốt trong có thể hoạt động độc lập hoặc kết hợp với nhau tùy thuộc vào điều kiện vận hành. Pin của động cơ điện có thể tự sạc bằng năng lượng từ động cơ đốt trong.

Loại xe hybrid đầy đủ có thể hoạt động hoàn toàn bằng điện hoặc hoàn toàn bằng xăng/dầu hoặc kết hợp cả hai. Động cơ điện thường hoạt động độc lập ở tốc độ thấp – trung bình. Tuy nhiên, chỉ có thể đi được quãng đường ngắn do hạn chế về pin. Tuy nhiên, pin có ưu điểm là tự sạc nhanh bằng động cơ đốt trong. Ở loại xe này, động cơ đốt trong không chỉ truyền lực cho xe mà còn tạo ra năng lượng để sạc pin của động cơ điện.

Trên các loại xe hybrid đầy đủ, khi khởi động, xe thường hoạt động ở chế độ không tải, chỉ có động cơ điện làm việc. Khi xe bắt đầu di chuyển, bộ điều khiển sẽ quyết định khi nào kích hoạt động cơ đốt trong, khi nào kích hoạt động cơ điện hoặc khi nào kích hoạt cả hai động cơ cùng lúc tùy thuộc vào cách bạn lái xe.

Nếu bạn lái xe ở tốc độ thấp và đạp ga nhẹ, thì động cơ điện thường hoạt động một mình. Nếu bạn đạp ga sâu, bộ điều khiển sẽ kích hoạt động cơ đốt trong để tăng tốc nhanh theo ý muốn của bạn. Khi tốc độ ổn định, ví dụ như duy trì ở tốc độ trung bình khoảng 50 – 60 km/h, động cơ đốt trong sẽ tự ngắt, chỉ còn động cơ điện hoạt động.

Nhìn chung, trên xe hybrid đầy đủ, động cơ điện thường hoạt động suốt quá trình vận hành. Động cơ xăng sẽ tham gia trong các tình huống cần lực kéo lớn như khi tăng tốc hoặc đi tốc độ cao.

Các dòng xe hybrid của Toyota như Toyota Pirus, Toyota Corolla hybrid, Toyota Camry hybrid, Toyota Corolla Cross hybrid, Toyota RAV4 hybrid … đều thuộc dòng full hybrid này.

Hybrid nhẹ

Xe hybrid điện nhẹ - MHEV (xe lai nhẹ) là loại xe hybrid có cả động cơ điện và động cơ đốt nhưng động cơ điện không thể hoạt động độc lập. Ở loại xe này, động cơ điện chỉ hỗ trợ cho động cơ đốt trong, không thể vận hành độc lập như full hybrid.

Nhiệm vụ chính của động cơ điện là giúp động cơ đốt trong tắt khi xe lao dốc, phanh gấp, tạm dừng… và nhanh chóng khởi động lại sau đó. Bên cạnh đó, động cơ điện cũng tạo ra công suất để tăng lực kéo cho động cơ đốt trong. Pin của động cơ điện được nạp năng lượng thông qua quá trình phanh xe.

So với hệ thống full hybrid, hệ thống hybrid nhẹ thường có giá thành thấp hơn do kết cấu đơn giản hơn, chi phí sản xuất ít tốn kém hơn. Tuy nhiên, vì động cơ điện chỉ hỗ trợ nên hiệu quả trong việc tối ưu công suất và tiết kiệm nhiên liệu không bằng xe full hybrid. Tuy nhiên, thực tế cho thấy hybrid nhẹ vẫn giúp tiết kiệm 10 – 15% nhiên liệu, đặc biệt là ở tốc độ thấp (khi tiêu thụ nhiên liệu và phát thải cao).

Hệ thống hybrid nhẹ thường được các hãng xe sang như BMW, Mercedes-Benz, Audi, Volvo… ứng dụng trên các mẫu xe của mình.

Hybrid có thể cắm sạc

Xe lai sạc điện – PHEV là loại xe hybrid có cả động cơ điện và động cơ đốt trong. Pin của động cơ điện không được nạp bởi động cơ đốt trong nhưng được sạc bằng cách kết nối với nguồn điện bên ngoài thông qua phích cắm.

Xe plug-in hybrid hoạt động tương tự như xe full hybrid. Tuy nhiên, động cơ điện có thể đi xa hơn do dung lượng pin lớn hơn. Xe PHEV có thể chạy hoàn toàn bằng điện mà không cần sử dụng động cơ đốt trong.

Về lý thuyết, nếu chỉ di chuyển trong thành phố, hiếm khi người dùng vượt quá phạm vi chạy bằng điện trong một lần sạc. Khi hết pin, động cơ đốt trong có thể truyền động như xe full hybrid.

So với các loại xe hybrid khác, xe PHEV tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải tốt hơn. Tuy nhiên, nhiều người sử dụng xe plug-in hybrid không tận dụng tốt ưu thế này, dẫn đến việc tiêu thụ nhiên liệu cao hơn so với xe hơi truyền thống.

Một số mẫu xe thương mại áp dụng hệ thống plug-in hybrid bao gồm: Mitsubishi Outlander, Audi Q7 E-Tron…

Hybrid gia tăng quãng đường

Hybrid gia tăng quãng đường – REX là loại xe hybrid có cả động cơ điện và động cơ đốt trong, nhưng động cơ đốt trong không truyền động cho bánh xe mà chỉ sử dụng để sạc pin cho động cơ điện. Do đó, loại xe này có thể liên tục chạy mà không cần dừng lại để sạc điện.

Tuy nhiên, hạn chế của xe hybrid gia tăng quãng đường là việc có thêm động cơ đốt trong làm cho xe trở nên nặng hơn, ảnh hưởng đến hiệu suất. Đồng thời, hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu cũng không được đánh giá cao.

Hiện nay trên thị trường không còn các mẫu xe sử dụng hệ thống hybrid gia tăng quãng đường. Tuy nhiên, trước đây đã có một số mẫu xe như BMW i3 REX, Chevrolet Volt…

Xe hybrid có phù hợp để sử dụng tại Việt Nam?

Ưu điểm của xe hybrid

• Tiết kiệm nhiên liệu vì sử dụng cả động cơ xăng và động cơ điện.
• Giảm khí thải ra môi trường.
• Âm thanh êm dịu vì hệ thống dẫn động bánh xe được động cơ điện đảm nhận, giảm thiểu tiếng ồn.
• Tăng tốc và hiệu suất tốc độ được cải thiện.

Nhược điểm của xe hybrid

• Giá cao.
• Chi phí bảo trì đắt đỏ.
• Thời gian sạc pin cho xe tốn kém.
• Có thể gây nguy hiểm cho người và xe máy khác do động cơ hoạt động quá êm dịu, khiến mọi người không để ý.

Việc mua xe hybrid có phải là lựa chọn tốt không?

Việc quyết định mua một chiếc xe hybrid phụ thuộc vào sự sẵn lòng của bạn để chi tiêu nhiều hơn một chút khi mua xe. Mặc dù giá mua ban đầu cao hơn, nhưng xe hybrid có xu hướng giữ giá tốt hơn theo thời gian. Bên cạnh đó, vì tác động giảm thiểu đối với môi trường, việc mua xe hybrid có thể giúp bạn đủ điều kiện nhận các khoản khuyến mãi thuế, ưu đãi và giảm giá từ cấp quốc gia, bang và địa phương.

Sử dụng động cơ hybrid chỉ nhằm mục đích giảm khí thải ra môi trường. Tuy nhiên, việc bảo vệ môi trường có nhiều tranh cãi do nguyên liệu sản xuất pin và xử lý pin khi hỏng cũng ảnh hưởng đến môi trường.

Nếu bạn nghĩ rằng mua xe hybrid để tiết kiệm chi phí vận hành (nghĩa là tiết kiệm tiền xăng) là chính xác, đó là quan điểm không hoàn toàn đúng. Với sự chênh lệch giá giữa xe chạy xăng và hybrid, bạn có thể tiết kiệm số tiền tương đương với sự chênh lệch tiêu thụ nhiên liệu giữa 2 phiên bản cho đến khi phải thay pin. Khi đó, chi phí thay pin không hề rẻ, điều này khiến mục tiêu tiết kiệm chi phí vận hành trở nên không hiệu quả, thậm chí còn đắt hơn việc sử dụng xăng truyền thống. Ngoài ra, chi phí bảo dưỡng cũng cao hơn do phải bảo dưỡng cả 2 loại động cơ.

Bộ pin hybrid có tuổi thọ phụ thuộc vào môi trường và cần phải thay mới sau một số năm sử dụng. Mỗi lần thay, bạn sẽ phải chi khoảng từ 100 – 300 triệu đồng. Vì vậy, nếu bạn muốn sở hữu một chiếc xe hybrid, bạn cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định.

Xe hybrid ít gặp tại Việt Nam

Vấn đề ô nhiễm không khí tại Việt Nam không còn xa lạ, đặc biệt là tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh. Một phần nguyên nhân là do khí thải từ xe máy và ô tô. Việc sử dụng các loại xe xanh như PHEV, EV và hybrid sẽ giảm thiểu khí thải độc hại và tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, tại Việt Nam, việc sử dụng xe hybrid vẫn chưa được khuyến khích.

Cách đây vài năm, thị trường xe hybrid tại Việt Nam đã chào đón một số mẫu nổi tiếng như Toyota Prius, Lexus RX 450h, Toyota Camry Hybrid, Mercedes-Benz S400 Hybrid... Tuy nhiên, tất cả đều là xe nhập khẩu tư nhân, không được phân phối chính hãng. Đặc biệt, chỉ có Toyota Prius Hybrid được phân phối chính hãng tại Việt Nam.

Thực tế, người dân Việt Nam vẫn quan tâm đến việc bảo vệ môi trường và tiết kiệm nhiên liệu khi sử dụng xe ô tô. Tuy nhiên, các yếu tố như động cơ điện và chi phí bảo dưỡng pin vẫn là những rào cản. Do đó, dòng xe hybrid vẫn chưa phổ biến ở Việt Nam như nhiều mẫu xe chạy động cơ đốt trong.

Một yếu tố khác liên quan đến chính sách của nhà nước là việc thiếu chính sách ưu đãi riêng cho xe hybrid. Trong khi nhiều quốc gia trên thế giới khuyến khích việc sử dụng xe hybrid thông qua các chương trình ưu đãi thuế để giảm giá thành. Ở Việt Nam, đã có doanh nghiệp ô tô đề xuất cơ quan chức năng xem xét việc ưu đãi thuế ô tô sử dụng động cơ hybrid. Tuy nhiên, tất cả vẫn chỉ là đề xuất.

Theo quy định của nhà nước, chỉ có xe ô tô chạy xăng kết hợp với năng lượng điện mới được hưởng ưu đãi thuế. Trong khi đó, xe sử dụng động cơ hybrid chuyển hóa năng lượng từ nhiên liệu xăng không được hưởng ưu đãi thuế. Do đó, các doanh nghiệp ô tô cũng không có động lực đưa xe hybrid ra thị trường. Với giá cao và thiếu chính sách khuyến khích, dòng xe này không thu hút.

Hiện nay, số lượng xe hybrid nhập khẩu vào thị trường Việt Nam ngày càng ít đi. Mỗi năm chỉ có vài chục chiếc và tất cả đều thuộc các thương hiệu sang trọng như BMW, Mercedes hay Lexus. Trong khi đó, các hãng xe phổ thông hoàn toàn vắng bóng. Hơn nữa, việc nhập khẩu tư nhân còn gây khó khăn cho việc bảo dưỡng hoặc thay thế cho các mẫu xe hybrid.