Công nghệ hybrid thúc đẩy phương tiện xanh

Một hệ thống hybrid của xe ô-tô. (Ảnh Honda Việt Nam)

Theo Tiến sĩ Nguyễn Hùng Mạnh, Giảng viên Khoa Cơ khí - Ô-tô và Xây dựng (Trường đại học Điện lực), xe hybrid hay còn gọi là xe lai điện-xăng, sử dụng đồng thời động cơ đốt trong và động cơ điện. Động cơ đốt trong, thường sử dụng xăng hoặc dầu, vốn quen thuộc với người tiêu dùng; còn động cơ điện dùng năng lượng điện giúp xe tăng tốc êm ái và giảm đáng kể lượng khí thải. Sự kết hợp này cho phép xe hybrid tận dụng điểm mạnh của cả hai loại động cơ, vừa duy trì khả năng vận hành ổn định ở tốc độ cao, vừa tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện hơn với môi trường. Hệ thống điều khiển thông minh trên xe sẽ tự động lựa chọn và phối hợp hai nguồn động lực tùy theo điều kiện vận hành. Khi khởi động hoặc di chuyển chậm trong phố, xe thường chạy bằng điện để giảm tiêu hao xăng và hạn chế tiếng ồn.

Hầu hết xe hybrid có bốn chế độ hoạt động. Ở chế độ chạy điện, mô-tơ điện cung cấp toàn bộ sức kéo cho bánh xe. Chế độ hybrid là chế độ chính, kết hợp cả động cơ xăng và mô-tơ điện để tăng sức kéo khi cần, chẳng hạn lúc tăng tốc hoặc leo dốc. Chế độ thuần động cơ xăng được sử dụng khi xe chạy ở tốc độ cao và ổn định, như trên đường cao tốc, vì khi đó động cơ xăng làm việc hiệu quả nhất, còn mô-tơ điện hầu như không tham gia. Cuối cùng là chế độ phanh tái sinh, khi xe giảm tốc hoặc xuống dốc, mô-tơ điện chuyển sang vai trò máy phát, thu hồi năng lượng từ chuyển động của xe và nạp lại vào pin cao áp.

Trái tim của hệ thống hybrid chính là bộ pin, với cơ chế tự sạc trong quá trình vận hành, không cần cắm vào nguồn điện ngoài như xe thuần điện. Pin được sạc từ hai nguồn chính là thu hồi năng lượng khi phanh (phanh tái sinh) và nạp từ động cơ xăng khi cần, điều này giúp xe luôn có đủ điện để hỗ trợ động cơ đốt trong, đồng thời giảm tiêu hao nhiên liệu.

Một ưu điểm khác của xe hybrid là không phải phụ thuộc hoàn toàn vào hạ tầng trạm sạc điện. Tại Việt Nam, khi hạ tầng trạm sạc cho xe điện còn hạn chế, xe hybrid được coi là một giải pháp. Thị trường đã bắt đầu ghi nhận sự tham gia của nhiều hãng xe với các mẫu hybrid ở nhiều phân khúc và người tiêu dùng quan tâm loại xe này không chỉ vì tiết kiệm nhiên liệu mà còn vì hình ảnh “xanh” gắn liền với xu hướng sống bền vững.

Đại diện Công ty Honda Việt Nam cho biết: “Các mẫu xe ô-tô hybrid hiện nay của Honda có mức tiêu thụ nhiên liệu chu trình đô thị cơ bản khoảng 4,5 lít/100 km. Việc tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải phụ thuộc vào một số yếu tố như điều kiện lái xe, tải trọng, thời gian chạy không tải, thói quen lái xe và tình trạng của xe. Động cơ Hybrid tiết kiệm nhiên liệu hơn khoảng 30% so với xe sử dụng động cơ thuần xăng, do đó giảm đáng kể lượng khí độc hại thải ra môi trường”.

Theo Tiến sĩ Nguyễn Hùng Mạnh, mỗi loại phương tiện đều có những đặc điểm kỹ thuật riêng và cần được đánh giá dựa trên các tiêu chí cụ thể. Xét về yếu tố phát thải khí nhà kính khi vận hành, xe hybrid hoạt động chính trên nền tảng động cơ đốt trong, do vậy vẫn phát thải khí nhà kính và khí độc hại ra môi trường trong khi xe thuần điện hoàn toàn vận hành không gây phát thải (chưa xem xét tới phát thải nơi tạo ra nguồn điện năng). Tuy vậy, so với xe chạy hoàn toàn bằng xăng hoặc dầu, xe hybrid giảm phát thải rõ rệt hơn. Nguyên nhân là dù động cơ đốt trong vẫn đóng vai trò chính và hoạt động thường xuyên, nhưng luôn được vận hành trong vùng tốc độ tối ưu, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.

Đối với chi phí đầu tư và bảo dưỡng, hệ truyền động của xe hybrid có cấu trúc phức hợp, tích hợp cả động cơ đốt trong và mô-tơ điện, dẫn đến các yêu cầu kỹ thuật riêng trong sản xuất và bảo dưỡng. Việc bảo dưỡng, sửa chữa cần thực hiện theo đúng quy trình kỹ thuật để bảo đảm an toàn và hiệu quả. Do đó, người tiêu dùng cần xem xét kỹ lưỡng về điều kiện sử dụng, khả năng tiếp cận dịch vụ kỹ thuật và chi phí bảo dưỡng phù hợp.

Về phạm vi hoạt động và tiếp cận năng lượng, nhược điểm của xe thuần điện là quãng đường di chuyển hạn chế do phụ thuộc vào công nghệ phát triển pin hiện nay và thời gian sạc ổn định, an toàn sẽ lâu. Xe hybrid không phụ thuộc vào hạ tầng trạm sạc như xe thuần điện, nhờ vẫn sử dụng nhiên liệu xăng, dầu phổ biến. Trong các tình huống đi xa hoặc thiếu hạ tầng sạc, đây là lợi thế giúp duy trì tính linh hoạt khi vận hành.

Về an toàn điện và tuổi thọ pin, xe thuần xăng, dầu không có rủi ro lớn về nguồn điện áp cao, trong khi đó ở xe Hybrid hay xe thuần điện luôn có tiềm ẩn rủi ro về an toàn điện cao áp và cháy nổ, đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn. Tuổi thọ pin phụ thuộc vào điều kiện vận hành, nhiệt độ môi trường và thói quen sử dụng, việc kiểm tra, bảo trì định kỳ hệ thống pin là cần thiết để bảo đảm hiệu suất và an toàn lâu dài.

Hiện nay, các hãng ô-tô đang tăng cường phát triển và đưa ra thị trường nhiều mẫu xe hybrid, coi đây là bước chuyển hợp lý giữa xe dùng nhiên liệu truyền thống và xe điện thuần túy. Xu thế này xuất phát từ nhu cầu giảm phát thải, tiết kiệm nhiên liệu và thích ứng với hạ tầng sạc điện chưa đồng bộ ở nhiều quốc gia.

Với xu thế chuyển đổi năng lượng và cam kết giảm phát thải ròng của Việt Nam, xe hybrid có nhiều cơ hội phát triển, nhưng vẫn đối mặt với không ít thách thức, nhất là khi nhận thức của người tiêu dùng còn nhầm lẫn giữa loại xe này với xe điện thuần, hoặc lo ngại về tuổi thọ và chi phí thay pin.

QUANG HUY