bài thuyết trình hybrid

SEMINAR HỌC PHẦN
CHỦ ĐỀ: ĐỘNG CƠ HYBRID
GVHD: TS Lê Bá Khang
Đối tượng nghiên
cứu:
Ô tô với hệ động lực Hybrid
Phạm vi nghiên cứu:
Đặc điểm kết cấu, nguyên lý hoạt động, ưu nhược
của hệ động lực ô tô hybrid
Mục tiêu:
Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, cấu tạo, nguyên lý hoạt
động của động cơ hybrid
NỘI DUNG:
Phần 1: Tổng quan ô tô Hybrid
Phần 2: Đặc điểm kết cấu của hệ động lực Hybrid
Phần 3: Các chế độ làm việc
Phần 4: Những ưu điểm vượt bậc của ô tô Hybrid
Phần 5: Kết luận
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ HYBRID
1. Khái niệm:
Ô tô hybrid là dòng xe sử dụng động cơ tổ hợp, được kết hợp
giữa động cơ chạy bằng năng lượng thông thường (xăng, diesel )
với động cơ điện lấy năng lượng điện từ một ắc quy cao áp. Điểm
đặc biệt là ắc quy được nạp điện với cơ chế nạp thông minh như khi
phanh xe, xuống dốc gọi là quá trình phanh tái tạo năng lượng.
Nhờ vậy mà ô tô có thể tiết kiệm được nhiên liệu khi vận hành
bằng động cơ điện đồng thời tái sinh được năng lượng điện để dùng
khi cần thiết.
2. Xu hướng phát triển của ô tô Hybrid:
Các xe chạy bằng Diesel, xăng hay các nhiên liệu khác trên thị trường gây ô

nhiễm môi trường, làm cho bầu khí quyển ngày một xấu đi, hệ sinh thái thay đổi.
Ô tô Hybrid xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ô tô Hybrid luôn
được chú ý nghiên cứu và phát triển như là một giải pháp hiệu quả về kinh tế và môi
trường. Công nghệ Hybrid là chìa khóa mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyên mới của
những chiếc ô tô
3. Phân loại ô tô Hybrid:
3.1. Theo thời điểm phối hợp công suất:
- Chỉ sử dụng mô tơ điện ở tốc độ chậm
- Phối hợp khi cần công suất cao
3.2. Theo cách phối hợp công suất giữa động cơ nhiệt và động cơ điện
3.2.1. Kiểu nối tiếp
Ưu điểm
Động cơ đốt trong sẽ không bao
giờ hoạt động ở chế độ không tải
nên giảm được khí thải, động cơ
đốt trong có thể chọn ở chế độ
tối ưu, phù hợp với các loại ô tô.
Mặt khác động cơ nhiệt chỉ hoạt
động nếu xe chạy quá quãng
đường cho phép dùng ắc quy. Sơ
đồ này có thể không cần hộp số.
Nhược điểm
Tuy nhiên, tổ hợp ghép nối
tiếp còn tồn tại những
nhược điểm như: Kích
thước và dung tích ắc quy
lớn hốn với tổ hợp ghép
song song, động cơ đốt
trong luôn làm việc ở chế
độ nặng nhọc để cung cấp

nguồn điện cho ắc quy nên
dễ bị quá tải
3.2.2. Kiểu song song
Dòng năng lượng truyền
tới bánh xe chủ động đi
song song. Cả động cơ
nhiệt và mô tơ điện cùng
truyền lực tới bánh xe
chủ động với mức độ tùy
theo các điều kiện hoạt
động khác nhau. Ở hệ
thống này động cơ nhiệt
đóng vai trò là nguồn
năng lượng truyền
moomen chính còn mô tơ
điện chỉ đóng vai trò trợ
giúp khi tăng tốc hoặc
vượt dốc
Ưu điểm
Công suất của ô tô sẽ mạnh
hơn do sử dụng cả hai
nguồn năng lượng, mức độ
hoạt động của động cơ
điện ít hơn hoạt động động
cơ nhiệt nên dung lượng
bình ắc quy nhỏ và gọn
nhẹ, trọng lượng bản thân
của xe nhẹ hơn so với kiểu
nối tiếp và hỗn hợp.
Nhược điểm

Động cơ điện cũng như
bộ phận điều khiển mô tơ
điện có kết cấu phức tạp,
giá thành đắt và động cơ
nhiệt phải thiết kế công
suất lớn hơn kiểu lai nối
tiếp. Tính ô nhiễm môi
trường cũng như kinh tế
nhiên liệu không cao.
3.2.3. Kiểu hỗn hợp
Hệ thống này kết hợp cả hai hệ thống
nối tiếp và song song nhằm tận dụng tối
đa các lợi ích được sinh ra. Hệ thống này
có một bộ phận gọi là thiết bị phân chia
công suất chuyển giao một tỷ lệ biến đổi
liên tục công suất của động cơ nhiệt và
động cơ điện đến các bánh xe chủ động.
Tuy nhiên xe có thể chạy theo ‘‘kiểu êm
dịu’’ chỉ với một mình động cơ điện. Hệ
thống này chiếm ưu thế trong việc chế
tạo xe Hybrid.
Kiểu lai
Sự tiết kiệm nhiên liệu Sự thực hiện truyền
động
Sự dừng
không tái
sinh
Lấy lại
năng lượng
Hoạt động

hiệu suất
cao
Tổng hiệu
suất
Gia tốc Công suất
phát ra cao
liên tục
Nối tiếp
     
Song song
     
Hỗn hợp
     
Ghi chú:  Tuyệt vời  Tốt  Có bất lợi

PHẦN 2
Đặc điểm kết cấu của hệ động lực hybrid
1. Động cơ đốt trong
Là nguồn động lực chính, ở ô tô Hybrid
có thể dùng động cơ xăng, động cơ
Diezel, động cơ Hydro, khí hóa lỏng
hoặc pin nhiên liệu.
2. Hộp số và bộ phân phối công suất
(Hybrid Transaxle)
Cụm bánh răng hành tinh trong hộp số
đóng vai trò như một bộ chia công suất
có nhiệm vụ chia công suất từ động cơ
chính của xe thành hai phần tạm gọi là
phần dành cho cơ và phần dành cho
điện.

Nguyên lý hoạt động:
Nếu một trong ba bộ phận của
bộ chia công suất được giữ cố định
trong lúc hai bộ phận còn lại quay
thì hệ thống sẽ có khả năng thực
hiện ba chế độ truyền động khác
nhau: tăng tốc, giảm tốc và quay đảo
chiều.
Tăng tốc : khi ta cố định bánh răng trung tâm và
quay cần C. Khi quay cần C, các bánh răng hành
tinh xoay trên trục của nó và ‘‘đi ” quanh trên
lưng bánh răng trung tâm cố định đồng thời kéo
bánh răng bao ngoài quay nhanh hơn cần C
1. Bánh răng hành tinh quay trên trục của nó
2. Bánh răng bao ngoài bị kéo quay
3. Quay cần C
Sơ đồ hệ truyền động hành tinh bánh răng bao ngoài
quay nhanh hơn cần C
Nếu cần C tiến tới 0,35m/s thì đầu răng ăn khớp với bánh răng bao ngoài tiến tới
0,7m/giây.
Giảm tốc: Nếu quay bánh răng bao
ngoài và giữ cố định bánh răng trung tâm
thì trục quay của cần bánh răng hành tinh
sẽ bị kéo rất chậm so với vận tốc của bánh
răng bao ngoài.
Đảo chiều quay: Giữ cố định trục của
bánh răng hành tinh, quay bánh răng trung
tâm, bánh răng bao ngoài sẽ bị dẫn động
quay ngược chiều và quay chậm thua bánh
răng trung tâm.

3. Bộ chuyển đổi điện
Bộ chuyển đổi biến dòng điện một
chiều từ ắc quy điện áp cao (HV
Batterry) thành dòng xoay chiều làm
quay mô tơ điện hoặc biến dòng xoay
chiều từ máy phát thành dòng điện một
chiều để nạp điện cho ắc quy
4. Ắc quy điện áp cao (HV Batterry –
High Volt Batterry)
Ắc quy chính của xe được bảo vệ trong
một vỏ niken-kim loại hydrua chắc chắn
hơn và có mật độ năng lượng cao hơn so
với bình thường. Thường gồm 120-250
cặp cực ắc quy với điện áp chuẩn là 144-
350 V (1,2V/cặp cực ắc quy) được nạp
điện bởi động cơ chính thông qua tổ hợp
MG1 khi xe chạy bình thường và tổ hợp
MG2 trong suốt quá trình hãm tái sinh
năng lượng.
5. Cáp nguồn
Cáp nguồn hay cáp công suất trong xe
Hybrid dùng để truyền dòng điện có
cường độ và điện áp cao giữa các thiết bị
như ắc quy điện áp cao, bộ chuyển đổi,
các tổ hợp MG1, MG2 và máy nén trong
hệ thống điều hòa
6. Động cơ điện
Xe hybrid sử dụng động cơ điện đồng bộ
không chổi than. Vì vậy nó sử dụng động cơ
điện một chiều.

Động cơ điện đồng bộ là động cơ điện có
tốc độ quay của rô to bằng với tốc độ quay của
từ trường quay của stato.
Trong hình (a) cực bắc của nam châm
vĩnh cửu đặt liền kề với cực bắc của nam
châm điện. Do các cực giống nhau sẽ đẩy
nhau ra xa, nguyên nhân này làm cho nam
châm vĩnh cửu bắt đầu quay. Sau khi nó quay
xung quanh trục lực hút giữa các cực khác
nhau trở nên đủ mạnh giữ cho nam châm tiếp
tục quay. Nam châm tiếp tục quay cho tới khi
các cực khác nhau thẳng hàng. Ở điểm đó
rôto sẽ dừng lại vì sự hút giữa các cực khác
nhau đủ mạnh như hình (b). Tuy nhiên, lúc
này hướng của dòng điện trong cuộn dây nam
châm điện đột ngột đảo chiều, do đó đảo cực
của hai cuộn dây như hình (c), sau đó các cực
giống nhau sẽ đẩy nhau ra xa và nam châm
vĩnh cửu sẽ tiếp tục quay.