Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (24)

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ
🙥🙥🙥

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
KHẢO SÁT XE HYBRID (TOYOTA PRIUS)

Phạm Quốc Toản
Lưu Ngọc Huy
Lê Vũ Đan

Đồng nai, tháng 5 năm 2022


ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ
🙥🙥🙥

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
KHẢO SÁT XE HYBRID (TOYOTA PRIUS)

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Giáo viên hướng dẫn
Th.s Phạm Công Sơn

LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong ngành Công
nghệ kỹ thuật ô tô Trường Đại học Lạc Hồng đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ
chúng em hồn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Cơng Sơn đã tận tình
chỉ bảo, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài,
Cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã ln giúp đỡ, cổ vũ, động viên
chúng em trong quá trình học tập và hồn thành đề tài khóa luận.

Đồng nai, ngày 10 tháng 6 năm 2021
Sinh viên thực hiện
Phạm Quốc Toản
Lê Vũ Đan
Lưu Ngọc Huy


LỜI CAM ĐOAN
Chúng em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu là của chúng em, các số liệu, kết
quả nêu ra trong đồ án tốt nghiệp là trung thực và chính xác.
Chúng em xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này
đã được xin phép, tất cả các thơng tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn
gốc.

Đồng nai, ngày 10 tháng 6 năm 2022
Sinh viên thực hiện
Phạm Quốc Toản
Lê Vũ Đan
Lưu Ngọc Huy

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC HÌNH ẢNH
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỒ ÁN

1

1.1 Lý do chọn đề tài

1

1.2 Mục đích nghiên cứu

1

1.3 Đối tượng nghiên cứu

2

1.4 Phương pháp nghiên cứu

2

1.5 Đóng góp của luận văn

2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN Ô TÔ HYBRID

3

2.1. Giới thiệu chung và nguyên nhân ra đời ô tô Hybrid

3

2.2 Lịch sử phát triển ô tô Hybrid

4

2.3 Khái niệm, xu hướng phát triển và phân loại ô tô Hybrid

10

2.3.1 Khái niệm chung

10

2.3.2 Xu hướng phát triển của ô tô Hybrid

10

2.3.3 Phân loại ô tô Hybrid

12

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU XE TOYOTA PRIUS

17

3.1 Tổng quan Toyota Prius

17

3.2 Cấu tạo của các bộ phận chính

20

3.2.1 Động cơ

21

3.2.2 MG1 và MG2

42

3.2.3 Bộ đổi điện

46

3.2.4 Hệ thống làm mát (Cho bộ đổi điện, MG1 và MG2)

49

3.2.5 Ắc quy HV

51

3.2.7 Cáp nguồn

54

3.2.8 ECU pin

54

3.2.9 Ắc quy phụ

56

3.2.10 Bình chứa nhiên liệu

58

3.2.11 Cụm truyền động

61

3.2.12 Hệ thống phanh

67

3.2.13 Hệ thống lái

76

3.3 Hệ thống truyền thông

78


3.4 Hệ thống cấp điện cao áp

80

3.5 Hệ thống điều khiển Toyota Prius

82

3.5.1 Điều khiển ECU HV

87

3.5.2 Điều khiển kiểm soát hệ thống

89

3.5.3 Điều khiển ngừng hoạt động

90

3.5.4 Điều khiển hỗ trợ lên dốc

90

3.5.5 Điều khiển lực kéo của môtơ

91

3.5.6 Điều khiển SMR (Rơle chính của hệ thống)

92

3.5.7 Điều khiển ECU động cơ

94

3.5.8 Điều khiển bộ đổi điện

95

3.5.9 Điều khiển ECU điều khiển trượt

96

3.5.10 Điều khiển ECU ắc quy

97

3.5.11 Điều khiển SOC

98

3.5.12 Điều khiển quạt làm mát

98

3.5.13 Điều khiển trong khi gặp tai nạn

99

3.5.14 Điều khiển chế độ dẫn động mô tơ

100

3.5.15 Đèn chỉ báo và cảnh báo

101

3.6 Sự hoạt động của hệ thống

103

3.6.1 Trạng thái sẵn sàng (READY ON/(A))

104

3.6.2 Khởi động/(B)

106

3.6.3 Trong khi tăng tốc nhẹ bằng động cơ/(C)

109

3.6.4 Khi xe chạy ở tải thấp/(D)

110

3.6.5 Khi xe chạy ở chế độ tăng tốc mạnh/(E)

111

3.6.6 Trong khi lái xe ở chế độ giảm tốc/(F)

112

3.6.7 Trong khi lùi xe/(G)

113

CHƯƠNG 4 ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ

116

4.1 Tín hiệu CARB

116

4.2 Danh sách dữ liệu hoạt động

118

CHƯƠNG 5 CÁC SỰ CỐ TRÊN HỆ THỐNG XE TOYOTA PRIUS
5.1 Mã sự cố chẩn đoán ALL (DTC) mã P09AE

121
121

5.1.1 Mô tả

121

5.1.2 Kiểm tra sự cố xe

123

5.1.3 Thủ tục kiểm tra

124

5.2 Mã sự cố chẩn đoán ALL (DTC) mã P3232
5.2.1 Mô tả

134
134


5.2.2 Phương pháp kiểm tra
5.3 Mã sự cố chẩn đoán ALL (DTC) Mã P P3108

134
137

5.3.1 Mô tả

137

5.3.2 Thủ tục kiểm tra

138

5.4 Mã sự cố chẩn đoán ALL (DTC) mã P3110

149

5.4.1 Mơ tả

149

5.4.2 Kiểm tra

150

5.5 Mã sự cố chẩn đốn ALL (DTC) mã P3233

152

5.5.1 Mô tả

152

5.5.2 Kiểm tra

153

5.6 Mã sự cố chẩn đốn ALL (DTC) mã P3024

156

5.6.1 Mơ tả

156

5.6.2 Thủ tục kiểm tra

158

5.7 Mã sự cố chẩn đoán ALL (DTC) mã P0ABF

159

5.7.1 Mô tả

159

5.7.2 Thủ tục kiểm tra

162

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

164


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Cấu tạo xe Hybrid

3

Hình 2.2 Xe Detroit Electric model 90

5

Hình 2.3 Xe Sebring-Vanguard Citicar

6

Hình 2.4 Xe General Motor EV1

7

Hình 2.5 Xe Ford Th!nk City Và Toyota

7

Hình 2.6 Xe Ford Th!nk City

8

Hình 2.7 Xe GEM e4

9

Hình 2.8 Xe Chevrolet Volt

9

Hình 2.9 Hệ thống Hybrid nối tiếp

13

Hình 2.10 Sơ đồ truyền động hệ thống Hybrid nối tiếp

13

Hình 2.11 Hệ thống Hybrid song song

14

Hình 2.12 Sơ đồ truyền động hệ thống Hybrid song song

15

Hình 2.13 Hệ thống Hybrid hỗn hợp

15

Hình 2.14 Sơ đồ truyền động hệ thống Hybrid hỗn hợp

15

Hình 3.1 Xếp hạng phát thải CARB

18

Hình 3.2 Các chi tiết chính trong đầu xe

20

Hình 3.3 Các bộ phận chính trên xe

21

Hình 3.4 Mặt cắt ngang động cơ

22

Hình 3.5 Mặt cắt dọc động cơ

22

Hình 3.6 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ

30

Hình 3.7 Sự bố trí của các bộ phận chính động cơ

30

Hình 3.8 Van nạp

31

Hình 3.9 Hệ thống ống xả

34

Hình 3.10 HCAC – Cold Engine

35

Hình 3.11 HCAC - Purge

35

Hình 3.12 HCAC- Scavenge During Deceleration

36

Hình 3.13 Hệ thống làm mát động cơ

37

Hình 3.14 Bộ tản nhiệt và tụ điện

37

Hình 3.15 bơm nước làm mát

38

Hình 3.16 Nút xả nước làm mát

38

Hình 3.17 Đầu bơm

39


Hình 3.18 Quay van nước

39

Hình 3.19 Làm nóng trước hoạt động

40

Hình 3.20 Khởi động động cơ

40

Hình 3.21 Hoạt động lưu trữ (trong khi lái xe)

41

Hình 3.22 Hoạt động lưu trữ (IG-OFF)

41

Hình 3.23 Mặc cắt ngang MG1 và MG2

42

Hình 3.24 Sơ đồ hệ thống MG1 và MG2

43

Hình 3.25 Nam châm vĩnh cửu

44

Hình 3.26 Cảm biến tốc độ

45

Hình 3.27 Bộ đổi điện

46

Hình 3.28 Sơ đồ hệ thống bộ đổi điện

47

Hình 3.29 Bộ đổi tăng cường

48

Hình 3.30 Bộ chuyển đổi DC/DC

49

Hình 3.31 Bộ đổi điện A/C

49

Hình 3.32 Hệ thống làm mát cho bộ đổi điện, MG1, MG2

50

Hình 3.33 Ắc quy HV

51

Hình 3.34 Mơđun ắc quy HV

52

Hình 3.35 Hệ thống làm mát ắc quy HV

53

Hình 3.36 Cáp nguồn

54

Hình 3.37 ECU Pin

55

Hình 3.38 SOC

56

Hình 3.39 Pin phụ trợ

57

Hình 3.40 Sạc pin phụ trợ

57

Hình 3.41 Bình trữ nhiên liệu

58

Hình 3.42 Dụng cụ đo nhiên liệu

59

Hình 3.43 Sơ đồ cảm biến độ nghiêng

60

Hình 3.44 Cụm truyền động

62

Hình 3.45 Bộ truyền hành tinh

62

Hình 3.46 Sơ đồ cụm truyền động Hybrid

63

Hình 3.47 Bộ giảm chấn truyền động

63

Hình 3.48 Bộ giảm tốc

64

Hình 3.49 Bộ bơi trơn

65


Hình 3.50 Thành phần hệ thống phanh

68

Hình 3.51 Sơ đồ hệ thống phanh

68

Hình 3.52 Các thành phần kiểm sốt phanh

70

Hình 3.53 Các thành phần kiểm sốt phanh

71

Hình 3.54 Cảm biến hành trình bàn đạp phanh

72

Hình 3.55 Cấu trúc cảm biến bàn đạp phanh

72

Hình 3.56 Kiểm sốt phanh tái sinh

73

Hình 3.57 Lực phanh đĩa sau

74

Hình 3.58 Hỗ trợ Phanh

75

Hình 3.59 VSV

76

Hình 3.60 Hệ thống lái 2001 2003 Prius

77

Hình 3.61 Hệ thống lái Prius 2004

77

Hình 3.62 EPS hệ thống lái

78

Hình 3.63 Giao tiếp đa kênh

79

Hình 3.64 Sơ đồ hệ thống giao tiếp trên xe

79

Hình 3.65 Sơ đồ hệ thống điều khiển ECU HV

88

Hình 3.66 Truyền thơng tin tới ECU HV

89

Hình 3.67 Sơ đồ nguyên lý cụm bánh răng hành tinh

92

Hình 3.68 Sơ đồ hệ thống điều khiển Rơle

93

Hình 3.69 Sơ đồ hệ thống điều khiển ECU động cơ

94

Hình 3.70 Sơ đồ hệ thống điều khiển bộ đổi điện

95

Hình 3.71 Sơ đồ hệ thống ECU điều khiển trượt

96

Hình 3.72 Sơ đồ hệ thống điều khiển ECU ắc quy

97

Hình 3.73 Hệ thống điều khiển SOC

98

Hình 3.74 Sơ đồ điều khiển quạt làm mát

99

Hình 3.75 Hệ thống điều khiển trong khi gặp tai nạn

100

Hình 3.76 Chế độ EV

101

Hình 3.77 Đèn chỉ báo và cảnh báo

101

Hình 3.78 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

105

Hình 3.79 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

106

Hình 3.80 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

106

Hình 3.81 Sơ đồ mômen của cụm truyền hành tinh

107


Hình 3.82 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

108

Hình 3.83 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

109

Hình 3.84 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

110

Hình 3.85 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

111

Hình 3.86 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

112

Hình 3.87 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

113

Hình 3.88 Sơ đồ mơmen của cụm bánh răng hành tinh

114

Hình 3.89 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

114

Hình 3. 90 Sơ đồ mơmen của cụm truyền hành tinh

115

Hình 5.1 Sơ đồ hệ thống cảm biến nhiệt độ pin HV

124

Hình 5.2 Giới hạn kiểm sốt SOC

125

Hình 5.3 Giắc nối pin

126

Hình 5.4 Cụm phụ khung pin

127

Hình 5.5 Giắc nối pin

128

Hình 5.6 Cáp pin

129

Hình 5.7 Khối chức năng pin

129

Hình 5.8 Sơ đồ dịng pin

130

Hình 5.9 Giắc nối c4

131

Hình 5.10 Pin HV

131

Hình 5.11 Giắc nối c1 và c4

133

Hình 5.12 Sơ đồ mạch điện

134

Hình 5.13 A59 và A22

135

Hình 5.14 Giắc nối A59

136

Hình 5.15 Hộp sàn

137

Hình 5.16 Sơ đồ mạch điện

138

Hình 5.17 Đầu nối máy nén

139

Hình 5.18 Đầu nối D12

139

Hình 5.19 Đầu nối A21 và D12

141

Hình 5.20 Giắc nối D12

143

Hình 5.21 Hộp ECU

144

Hình 5.22 A21

145

Hình 5.23 Hộp ECU

146

Hình 5.24 D12

147

Hình 5.25 Hộp ECU

148

Hình 5.26 Sơ đồ mạch điện

150

Hình 5.27 Rơle IGCT

151

Hình 5.28 Rơle máy và cụm kết nối

151

Hình 5.29 Sơ đồ mạch điện

152

Hình 5.30 A22 và A59

154

Hình 5.31 A59

155

Hình 5.32 Đầu ra P0AFC-123

158

Hình 5.33 Pin HV

158

Hình 5.34 Sơ đồ dịng điện pin

160

Hình 5.35 Sơ đồ mạch điện

161

Hình 5.36 Giắc nối c1

163


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 So sánh ưu nhược điểm giữa 3 kiểu hệ thống phối hợp công suất

16

Bảng 3.1 So sánh lượng khí thải giữa THS và THS-II

18

Bảng 3.2 Những điểm khác nhau chính của THS và THS-II

19

Bảng 3.3 Các thông số kỹ thuật của động cơ

23

Bảng 3.4 Hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FXE

24

Bảng 3.5 Thông tin MPX

28

Bảng 3.6 Thông số kỹ thuật của MG1

43

Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật của MG2

43

Bảng 3.8 Thông số kỹ thuật

50

Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật quạt làm mát ắc quy

53

Bảng 3.10 Biểu đồ AVC-LAN

80

Bảng 3.11 Hệ thống điều khiển Toyota Prius

82

Bảng 3.12 Đèn báo trên Taplo

102

Bảng 3.13 Mơ tả các tình trạng nạo và phát điện của MG1 và MG2

104

Bảng 4.1 Tín hiệu được ủy quyền CARB

116

Bảng 4.2 Danh sách dữ liệu hoạt động

118

Bảng 5.1 Tham khảo mô tả dành cho DTC P0A9C-123

121

Bảng 5.2 Điều kiện phát hiện sự cố

121

Bảng 5.3 Nhiệt độ sự cố pin

121

Bảng 5.4 Màn hình giám sát

122

Bảng 5.5 Điều kiện cho phép

122

Bảng 5.6 Quy cách vận hành

123

Bảng 5.7 Điện áp tiêu chuẩn

128

Bảng 5.8 Điện áp tiêu chuẩn

130

Bảng 5.9 Kháng chuẩn (kiểm tra hở mạch)

132

Bảng 5.10 Điện trợ tiêu chuẩn

132

Bảng 5.11 Giá trị cảm biến pin hiển thị

133

Bảng 5.12 Điều kiện phát hiện sự cố

134

Bảng 5.13 Tiêu chuẩn

135

Bảng 5.14 Tiêu chuẩn

136

Bảng 5.15 Phát hiện sự cố

137

Bảng 5.16 Phát hiện sự cố

138

Bảng 5.17 Tiêu chuẩn

139

Bảng 5.18 Điện áp tiêu chuẩn

140

Bảng 5.19 Kết quả

140

Bảng 5.20 Điện áp tiêu chuẩn

141

Bảng 5.21 Tiêu chuẩn (Kiểm tra Hở)

141

Bảng 5.22 Tiêu chuẩn (Kiểm tra ngắn mạch)

142

Bảng 5.23 Tiêu chuẩn

142

Bảng 5.24 Điện áp tiêu chuẩn

143

Bảng 5.25 Tiêu chuẩn

144

Bảng 5.26 Điện áp tiêu chuẩn

145

Bảng 5.27 Điện áp tiêu chuẩn

146

Bảng 5.28 Tiêu chuẩn (kiểm tra Hở)

147

Bảng 5.29 Điện trở tiêu chuẩn (kiểm tra cho ngắn mạch)

147

Bảng 5.30 Tiêu chuẩn

147

Bảng 5.31 Điện áp tiêu chuẩn

148

Bảng 5.32 Tiêu chuẩn

149

Bảng 5.33 Điện áp tiêu chuẩn

149

Bảng 5.34 Phát hiện sự cố

149

Bảng 5.35 Kiểm tra kết nối

150

Bảng 5.36 Điện áp tiêu chuẩn

151

Bảng 5.37 Phát hiện sự cố

152

Bảng 5.38 Tiêu chuẩn

153

Bảng 5.39 Tiêu chuẩn

154

Bảng 5.40 Tiêu chuẩn

155

Bảng 5.41 Tham khảo mô ta cho DTC P0A9C-123

156

Bảng 5.42 Điều kiện DTC

157

Bảng 5.43 Quy trình vận hành

157

Bảng 5.44 Kết quả

159

Bảng 5.45 Phát hiện sự cố

160

Bảng 5.46 Màn hình giám sát

160

Bảng 5.47 Quy trình vận hành

161


Bảng 5.48 Điện áp tiêu chuẩn

163


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Ắc quy HV: Ắc quy High Volt: Ắc quy điện áp cao
AC: Alternating Current: Dòng điện xoay chiều
A/C: Air Conditioning: Điều hịa khơng khí
A/F: Air/Fuel Ratio: Tỉ lệ khơng khí/nhiên liệu
CVT: Continuously Variable Transmission: Hộp số biến thiên vơ cấp
DC: Direct Current: Dịng điện một chiều
DOHC: Double Overhead Camshafts: Hai trục cam đơn trên nắp máy
ECM: Electronic Control Module: Bộ phận điều khiển điện tử
ECU = ECM: Electronic Control Unit: Bộ điều khiển điện tử
EGR: Exhaust Gas Recirculation: Luân hồi khí thải
ETCS-i: Electric Throttle Control System with Intelligence: Hệ thống điều khiển
bướm ga điện tử thông minh
EV Mode: Electric Vehicle Mode: Chế độ xe chỉ chạy bằng điện (motor)
FWD: Front Wheel Drive: Bánh xe dẫn động cầu trước chủ động

HC: Hydrocarbons: Khí hydro các bon
HCAC: Hydrocarbon Absorption and Catalyst: Hấp thụ hydrocacbon và chất xúc
tác
HV ECU: Hybrid Vehicle ECU: ECU điều khiển kết hợp trên ôtô Hybrid
MG1: Motor Generator 1: Tổ hợp motor điện – máy phát số 1
MG2: Motor Generator 2: Tổ hợp motor điện – máy phát số 2
mph: mile per hour: Dặm trên giờ
hp: horse power : Mã lực
PSD: Power Split Device : Bộ phân chia công suất
RWD: Rear Wheel Drive: Bánh xe dẫn động cầu sau chủ động
SMR: System Main Relay: Hệ thống rơle chính
SOC: State of Charge: Tình trạng nạp
THS: Toyota Hybrid System
TWC: Three Way Catalyst: Bộ xúc tác ba tác dụng
VSV: Vacuum Switching Valve: Van chuyển mạch chân không
VVT-i: Variable Valve Timing with Intelligence: Van điều khiển góc phối khí
thơng minh
4WD: Four Wheel Drive: Dẫn động bốn bánh chủ động
CARB: Hệ thống chuẩn đốn khí xả dùng ở Mỹ và Canada


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỒ ÁN
1.1 Lý do chọn đề tài
Phương tiện giao thông là một trong những nguyên nhân gây ra ơ nhiễm mơi
trường và hiệu ứng nhà kính. Phương tiện giao thông không những gây ra ô nhiễm
môi trường và khí thải mà cịn gây ơ nhiễm về tiếng ồn những tác nhân gây ô
nhiễm đã là mục tiêu nghiên cứu của nhiều nhà khoa học từ rất lâu. Đã có rất nhiều
phương pháp được đưa ra để giảm mức độ ơ nhiễm về khí thải và tiếng ồn như
thay thế nguồn nhiên liệu hay hoàn thiện hơn về động cơ. Các phương pháp này
càng cần thiết khi giá dầu thơ đang tăng rất nhanh và rất khó kiểm soát được như

hiện nay.
Trong những năm qua nhà nước phải dùng ngân sách bù lỗ xăng dầu với mục đích
ổn định giá cả của mặt hàng này trên thị trường nhằm ổn định giá cả của các mặt
hàng khác. Tuy vậy, hiện nay giá cả của dầu thô trên thị trường thế giới ngày càng
tăng cao, nhà nước đã khơng cịn khả năng bù lỗ. Mặt khác, dự trữ dầu thơ trên thế
giới ngày càng cạn kiệt. Chính vì vậy việc sử dụng năng lượng mới thay thế hoặc
kết hợp với nhiên liệu lỏng là giải pháp hữu hiệu nhất hiện nay.
Với sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, những thành tựu đó đã giúp
cho ngành công nghiệp ôtô phát triển vượt bậc, hiện nay đã có những cơng nghệ
mới áp dụng trên các loại ôtô nhằm bảo vệ môi trường và tiết kiệm nhiên liệu.
Vậy làm thế nào để sản xuất được loại ôtô không gây ô nhiễm môi trường và tiết
kiệm nhiên liệu? Ôtô sử dụng năng lượng điện, pin đều không dễ thực hiện. Hiện
nay, ơtơ Hybrid là dịng ơtơ dùng nguồn năng lượng tổng hợp để giải quyết các vấn
đề trên. Ơtơ Hybrid đã giảm lượng khí thải ra ngồi mơi trường, giảm tiếng ồn và
giảm tới một nửa lượng nhiên liệu tiêu thụ. Vì những lí do trên chúng tơi thực hiện
nghiên cứu đề tài: “Khảo sát công nghệ xe Hybrid (Toyota Prius)”.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Khảo sát các hệ thống ô tô Toyota Prius, nguyên lý điều khiển, bộ phận chia công
suất, các cảm biến, cơ cấu chấp hành.
Các sự cố trên xe Toyota Prius và cách kiểm tra, sửa chữa.
1.3 Đối tượng nghiên cứu
Xe ô tô Toyota Prius.
1


1.4 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp tìm tài liệu.
Phương pháp đọc, dịch tài liệu tiếng anh.
Phương pháp chọn lọc tài liệu.
Phương pháp áp dụng phần mềm tra cứu ALLDATA.

1.5 Đóng góp của luận văn
Khảo sát về cơng nghệ xe Hybrid (Toyota Prius).
Giúp người đọc hiểu hơn xe công nghệ xe Hybrid. (Toyota Prius).
Làm tài liệu cho những người quan tâm.

2


CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN Ô TÔ HYBRID
2.1. Giới thiệu chung và nguyên nhân ra đời ô tô Hybrid
Được phát minh vào khoảng 300 năm trước bởi nhà phát minh người Pháp Nicolas
- Joseph Cugnot (1725-1804), xe ô tô ngày nay đã trở thành một trong những
phương tiện giao thông không thể thiếu trong xã hội lồi người. Cũng chính vì thế
mà tình trạng ơ nhiễm khơng khí trầm do khí thải từ động cơ ô tô đang là một trong
những vấn đề nhức nhối của nhiều quốc gia hiện nay.
Để có thể giảm thiểu được ơ nhiễm mơi trường từ ô tô, từ lâu đã có nhiều giải pháp
kỹ thuật mang nhiều hứa hẹn như: ô tô chạy điện, ô tơ dùng pin nhiên liệu, động cơ
khí nén v.v... Tuy nhiên, những công nghệ kể trên vẫn chưa thể đưa vào sử dụng
được vì cịn nhiều giới hạn về cơng nghệ. Đối với ô tô chạy điện, việc nạp lại pin
cần đến ít nhất 4 giờ đồng hồ, khuyết điểm này giới hạn tầm sử dụng của ô tô chạy
điện. Đối với công nghệ fuel cell, hydro lỏng phải được lưu trữ ở nhiệt độ cực thấp,
vì thế chỉ có thể thích hợp với những quốc gia có khí hậu băng giá. Cả hai công
nghệ trên cùng vướng phải một vấn đề chung đó là phải xây dựng lại tồn bộ hệ
thống cơ sở cung cấp nhiên liệu. Những sự giới hạn trên của hai công nghệ tương
lai này tạo ra một khoảng trống giữa nhu cầu bảo vệ môi trường và cơng nghệ ơ tơ
truyền thống.

Hình 2.1 Cấu tạo xe Hybrid

Fuel Cell, một giải pháp cho ô tô “sạch” nhưng vẫn cịn nhiều giới hạn về cơng

nghệ.

3


Gần đây một kỹ thuật chế tạo ô tô mới đã được ra đời nhằm phần nào tiết kiệm
nguồn năng lượng không tái sinh được cũng như bảo vệ môi trường trong lúc công
nghệ fuel cell và pin điện được hồn chỉnh. Cơng nghệ Hybrid là một giải pháp
được coi là thành công hiện nay và đã được đưa vào thị trường rộng rải ở các nước
phát triển như Châu Âu, Mỹ và Nhật Bản v.v...
Ngành công nghiệp ô tô trên thế giới đang đứng trước một câu hỏi lớn: Làm thế
nào để sản xuất được loại xe ô tô không làm ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng
lượng? Ô tô Hydro, ô tô điện, ô tô pin mặt trời... đều không dễ thực hiện. Nhưng
giờ đây ô tô Hybrid - dịng ơ tơ dùng nguồn năng lượng tổ hợp - đã trả lời câu hỏi
hóc búa trên. Ơ tơ Hybrid giảm hẳn lượng khí thải độc hại và giảm tới một nửa
lượng tiêu thụ nhiên liệu.
2.2 Lịch sử phát triển ơ tơ Hybrid
Các tập đồn ơ tơ hàng đầu thế giới ra sức cải tiến công nghệ cho phù hợp tiêu
chuẩn khí thải và sự thất thường của giá nhiên liệu. Xe điện trở thành một trong
các hướng phát triển, bên cạnh công nghệ Hybrid và diesel sạch. Trong nhiều thập
niên hãng đã cho ra đời hàng loạt các mẫu xe sử dụng động cơ, bao gồm: động cơ
xăng hỗn hợp nghèo khí cháy, động cơ xăng phun nhiên liệu trực tiếp và động cơ
diesel phun nhiên liệu trực tiếp dùng trên cả xe hơi và xe lửa.
“Năng lượng sạch” để bảo vệ môi trường là xu thế phát triển chung của thế giới.
Mục tiêu sản xuất ra các loại xe thân thiện với môi trường, không tốn nhiên liệu
được đề cao như một trách nhiệm và mục tiêu phát triển. Các hãng đã liên tục
nghiên cứu và cho ra đời nhiều động cơ được thay đổi để có thể sử dụng các nhiên
liệu thay thế như động cơ chạy bằng khí nén tự nhiên (CNG) hoặc động cơ
điện.Nhìn lại lịch sử phát triển của xe điện, chúng ta hãy cùng đến với 6 chiếc xe là
dấu mốc quan trọng của cơng nghệ mới mẻ này theo bình chọn của MSNBC.

1922 – Detroit Electric model 90
Xe điện đã được phát triển từ khá lâu. Thậm chí chúng cịn thông dụng hơn xe
chạy xăng vào thời kỳ đầu của xe hơi. Do khó khăn trong việc khởi động xe bằng
cách quay tay (như những chiếc công nông ở Việt Nam hồi thế kỷ trước) nên xe
điện rất được phụ nữ ưa chuộng. Và theo các nhà sử học, cũng vì được phụ nữ ưa
chuộng mà xe điện trở thành kiêng kỵ đối với các quý ông, không người đàn ông

4


nào muốn bị bắt gặp đang ngồi trên một chiếc ơ tơ chạy điện.

Hình 2.2 Xe Detroit Electric model 90

Có nhiều hãng sản xuất xe điện vào thời đó như Babcock Electric (1916 - 1912),
Baker Electric (1899 - 1916), Ohio Electric (1908 - 1918)… Detroit Electric là nhà
sản xuất xe điện nổi tiếng nhất và tồn tại lâu nhất, từ 1907 đến tận 1942. Chính vợ
của Henry Ford, Clara Ford, đã nảy sinh mâu thuẫn với chồng khi không lựa chọn
sản phẩm của gia đình là Model T, thay vào đó là một chiếc Detroit Electric 1914.
Bà thường dùng chiếc xe đó để đi thăm bạn bè và họ hàng.
1974 – Sebring-Vanguard Citicar
Trong thời kỳ xảy ra khủng hoảng năng lượng những năm 1970, Sebring Vanguard Citicar được lựa chọn thay cho các phương tiện giao thông khác, tạo nên
cơn sốt xe cỡ nhỏ. Cho tới 1977, nhà sản xuất đã bán được tới 2.300 chiếc Citicar
có giới hạn chạy 80 km và tốc độ tối đa 45 km/h. Khách hàng cũng có thể lựa chọn
nâng cấp từ phiên bản 3.5 mã lực lên 5 mã lực với tốc độ tối đa lên khoảng 60
km/h. Vỏ nhựa có tới 5 lựa chọn màu.Thiết kế nhỏ gọn giúp bán kính quay xe chỉ
có 3m.

5

Hình 2.3 Xe Sebring-Vanguard Citicar

Đến 1976, số lượng Citicar tiêu thụ đã đưa Sebring – Vanguard lên vị trí thứ 6 tại
Mỹ (sau GM, Ford, Chrysler, AMC và Checker). Sau đó, tập đồn Commuter
Vehicles đã mua lại thiết kế Citicar và đổi tên là Commuter - Car. Phiên bản nâng
cấp được tiếp tục sản xuất vào năm 1979, có khoảng 2 nghìn chiếc Comuta - Car
và Comuta-van đã được xuất xưởng. Với 4.300 chiếc, Citicar, hay Comuta - Car,
hiện đang giữ kỷ lục về lượng xe điện sản xuất trong lịch sử ngành ô tô.
1996 – General Motor EV1
Những năm đầu thập kỷ 90, GM đã đổ hàng tỷ USD vào nghiên cứu xe điện và cho
ra đời mẫu xe điện đầu tiên của hãng - EV1. Thế hệ đầu tiên của EV1 gắn ắc quy
chì - axit, giới hạn chạy từ 120 đến 160 km. Thế hệ thứ 2 thay bằng ắc quy niken
hydrua nâng giới hạn chạy lên 120 đến 240 km nhưng vẫn không đáp ứng được
nhu cầu của người dùng khi đó. Mặc dù được coi là chiếc xe điện tốt nhất thế giới
nhưng EV1 vẫn không thể so sánh với động cơ đốt trong.

6


Hình 2.4 Xe General Motor EV1

Một vấn đề nữa là giá của chiếc xe. GM chỉ cho phép thuê EV1 trong 3 năm hoặc
48 nghìn km với giá từ 34 nghìn đến 44 nghìn USD. Giải pháp duy nhất cho EV1
là ngừng sản xuất do khơng thể hịa vốn.
2002 - Ford Th!nk City Và Toyota

Hình 2.5 Xe Ford Th!nk City Và Toyota

Toyota đã lần đầu tiên giới thiệu ra thị trường dòng xe sử dụng động cơ chạy bằng

nhiên liệu Hybrid Toyota FCHV. Tiếp theo đó các mẫu xe Hybrid như Toyota
Prius, Futuristic Toyota Hybrid X, 2007 Toyota Camry Hybrid, Toyota FT-HS,
v.v…lần lượt ra đời đã khẳng định tên tuổi của hãng trên thị trường dòng xe
Hybrid.
Ford Th!nk City
Cháu trai của Henry Ford, Bill Ford, đã mạo hiểm đưa tập đồn của mình vào
nghiên cứu cơng nghệ xe sạch sau khi ông lên làm chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc
Ford. Khởi đầu bằng việc mua lại hãng sản xuất xe điện Nauy - Th!nk. Th!nk từng
nổi tiếng từ trước đó với những chiếc xe sân golf đáng tự hào, nhưng với City,
thương hiệu này mới có được một chiếc xe thực thụ.

7


Hình 2.6 Xe Ford Th!nk City

Th!nk City là chiếc xe điện đầu tiên trên thế giới vượt qua kiểm tra va đập và đủ
chất lượng chạy đường cao tốc năm 2008. Tốc độ tối đa 105 km/h và giới hạn chạy
210 km/1 lần sạc, tăng tốc lên 50 km/h trong 6,5 giây và lên 80 km/h trong 16 giây.
Tuy nhiên, vào năm 2002, khi City vẫn còn trong tay Ford, City từng bị thu hồi rất
nhiều do các lỗi kỹ thuật. Ford đã quyết định dừng chiến dịch quảng bá cho City và
bán lại cho một tập đoàn sản xuất xe điện của Thụy Sĩ, những chiếc City được xuất
khẩu ngược lại Nauy do nhu cầu xe điện tại đây đang cao. Th!nk City được sản
xuất tiếp vào năm 2007.
2008 – GEM e4
Chrysler đã đầu tư vào hãng sản xuất xe điện Global Electric Motocars, họ nhận
thấy tiềm năng của thị trường xe điện tốc độ thấp hay còn gọi là NEV
(Neighborhood electric vehicle).

Hình 2.7 Xe GEM e4

Mặc dù chỉ có vận tốc tối đa 40 km/h và giới hạn chạy 48km nhưng những chiếc
xe của GEM được ứng dụng khá rộng rãi và phù hợp yêu cầu của nhiều loại hình
8


công việc. 6 mẫu xe cơ bản của GEM là e2 (2 chỗ), e4 (4 chỗ), e6 (6 chỗ), eS, eL,
eL XD (thêm giá chở hàng phía sau) được sử dụng hàng ngày trong các mục đích
như đi dạo, tuần tra đường phố hoặc công viên, chở khách du lịch, bán hàng lưu
động, sử dụng trong bệnh viện, sân bay hay sân golf…
Đến nay, hơn 35 nghìn chiếc GEM đã được sản xuất và tiêu thụ và tiềm năng của
GEM vẫn còn rất lớn.
2011- Chevrolet Volt
Bước phát triển tiếp theo của ngành công nghiệp xe điện được trông chờ vào
Chevrolet Volt, hứa hẹn sẽ được đưa ra thị trường với phiên bản 2011. Mặc dù
được Hiệp hội kỹ sư ngành ô tô xếp vào loại xe plug-in Hybrid (Hybrid sạc điện
gia dụng), những nhà sản xuất lại tránh dùng từ “ Hybrid ” để chỉ chiếc xe của họ.

Hình 2.8 Xe Chevrolet Volt

Thay vào đó, nó được mơ tả là chiếc “xe điện được mở rộng giới hạn nhờ động cơ
đốt trong”. Ý kiến này bắt nguồn từ việc Volt không nối trực tiếp giữa động cơ đốt
trong và trục xe, động cơ chỉ đóng vai trị như một máy phát điện, khác với thiết kế
Hybrid hiện nay. Giới hạn chạy điện của xe là 65 km, sau đó xe sẽ được chuyển
sang chạy xăng. Điều đó có nghĩa là với những người đi quãng đường ngắn trong
nội thành thì về cơ bản Volt là xe điện.
Khác với chiếc xe điện đầu tiên - EV1, lần này Volt có thiết kế 4 chỗ, tốc độ tối đa
lên đến 160km/h, dung tích ắc quy cũng được giảm từ 300L ở EV1 xuống 100L.
Xe sử dụng hệ thống động lực Voltec sau này sẽ trở thành hệ thống tiêu chuẩn chế
tạo cho xe điện trong tương lai.

Tuy nhiên một lần nữa giá cả lại là vấn đề với GM. Volt từng được ấn định giá khởi
điểm 40 nghìn USD nhưng mức giá đó khơng thể giúp GM sinh lãi. Với hỗ trợ từ
9