(News.oto-hui.com) – Bộ chia công suất PSD – Power Split Device luôn hoạt động với mọi chế độ của xe, vì vậy PSD cần đảm bảo đáp ứng được tất cả những yêu cầu từ người lái để điều khiển xe được mượt mà nhất. Ngoài nguyên lý hoạt động, những chế độ làm việc của PSD cũng cần được hoàn thiện để đáp ứng được nhiều nhất những chế độ của xe.
Xem thêm bài viết:
Bộ chia công suất PSD trên xe hybrid: Cấu tạo, chức năng?
1. Tổng quan về cấu tạo của bộ chia công suất PSD:
Bộ chia công suất có nhiệm vụ quyết định đường truyền công suất của 2 nguồn động lực trên xe hybrid. Nó giúp động cơ đốt trong luôn nằm trong số vòng tua tiết kiệm nhiên liệu nhất, qua đó giảm thiểu lượng nhiên liệu hóa thạch tiêu thụ cũng như khí thải bị thải ra môi trường.
Cấu tạo của bộ chia công suất PSD bao gồm:
- Vành răng bao (Ring gear) liên kết với tổ hợp motor/máy phát số 2 (MG2). Trục vành răng bao cũng là trục ra của bộ phân chia công suất, truyền momen qua một hệ bánh răng tới trục bánh xe;
- Bánh răng mặt trời (Sun gear) liên kết với tổ hợp motor/máy phát số 1 (MG1);
- Giá của các bánh răng hành tinh (Planetary carrier) liên kết với trục ra động cơ đốt trong;
- Các bánh răng hành tinh (Pinion gear) vừa quay quanh trục của mình vừa quay quanh bánh răng mặt trời.
2. Các chế độ làm việc của bộ chia công suất PSD trên xe Hybrid:
Ở đây ta xét với xe hybrid dạng Full Hybrid.
Chế độ 1: Khởi hành xe
- MG1 sinh ra momen để khởi động động cơ
- Momen xoắn của MG2 sinh ra momen hãm bánh răng bao
Khi này động cơ đốt trong dẫn động MG1 khởi động động cơ. nhờ MG1, động cơ đốt trong được làm việc ở dải vòng tua thích hợp đạt hiệu suất cao. MG1 đồng thời cũng đóng vai trò điều khiển tỉ số truyền thông qua bộ truyền hành tinh, giúp xe dễ dàng khởi động.
Chế độ 2: Xe di chuyển bằng mô men của MG2
- MG2 cung cấp momen cho xe chạy ở vận tốc thấp;
- Động cơ nối với cần dẫn đứng yên do có momen cản lớn;
- MG1 quay tự do theo chiều ngược lại, không phát điện.
Khi này xe di chuyển ở tốc độ thấp, không phù hợp với động cơ đốt trong do ở khoảng vận tốc này khiến tiêu tốn nhiều nhiên liệu, vì vậy động cơ đốt trong không hoạt động hoàn toàn. Xe chỉ chạy bằng động lực từ MG2, lấy năng lượng từ pin. Hiệu suất động cơ điện là rất cao (lên đến >95%) nên sử dụng động cơ điện khi này giúp nâng cao tính tiết kiệm nhiên liệu của xe.
Chế độ 3: Tải trung bình và tải nặng
- Momen cản của MG1 là nhỏ, vì vậy khi động cơ chạy nó không truyền được công suất của động cơ xuống bánh xe;
- Momen âm trên MG1 tạo ra điện chạy MG2 (thông qua bộ biến tần) kéo bánh xe.
Khi này, động cơ đốt trong làm việc ở tốc độ vòng quay đạt hiệu suất cao. Tuy nhiên năng lượng làm di chuyển xe đến từ MG2 chứ không phải MG1. Động cơ đốt trong khi này làm quay MG1, thông qua bộ biến tần (inverter) tạo năng lượng điện giúp MG2 hoạt động.
Chế độ 4: Tải nhẹ và tốc độ cao
- Động cơ làm việc ở chế độ có hiệu suất cao nhất;
- Do tải nhẹ nên công suất động cơ tạo ra dư và phần năng lượng đó được chuyển thành điện trong MG1 và MG2 nạp cho acquy;
- Khi xe tăng tốc, MG1 quay ngược và momen âm, MG2 tạo ra điện.
Khi này năng lượng từ động cơ được dẫn động đến bánh xe, đồng thời năng lượng dư được sạc lại cho pin. Khi cần tăng tốc, MG2 sẽ cung cấp động năng giúp động cơ đốt trong vẫn được làm việc ở dải vận tốc đạt hiệu suất cao nhất đồng thời xe vẫn tăng tốc mượt mà.
Chế độ 5: Phanh tái tạo
- Phanh tái tạo bằng cách sử dụng MG2;
- Động cơ tắt.
Trong quá trình giảm tốc hoặc phanh xe, MG2 hoạt động như một máy phát và hấp thu động năng (còn gọi là quá trình hãm tái sinh năng lượng) chuyển hóa thành điện năng để nạp lại cho ắc quy điện áp cao. Công suất tái tạo và công suất từ động cơ nhiệt dư thừa (chế độ 4) được tích trữ dưới dạng điện năng nạp lại vào pin. Điều này giúp tận dụng tối đa năng lượng của nhiên liệu, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Chế độ 6: Lùi xe
- MG2 quay ngược hướng để lùi xe;
- Động cơ tắt;
- MG1 quay tự do;
- Nếu % pin thấp, động cơ bật kéo MG1 phát điện chạy MG2 để lùi xe
Việc lùi xe do ở vận tốc thấp nên sẽ do MG2 sử dụng năng lượng từ pin hoạt động. Khi SOC (State of charge – dung lượng pin) không nằm trong vùng tối ưu, động cơ đốt trong sẽ được chạy để sạc pin cho xe.
Trên đây là 6 chế độ hoạt động của bộ chia công suất PSD trên xe Hybrid, một trong những loại xe hot nhất thị trường hiện nay!
Bài viết liên quan:
- Giải mã hiện tượng tuần hoàn công suất
- Tìm hiểu chỉ số MPGe đánh giá xe điện, xe Hybrid
- 9 chế độ hoạt động của hệ thống truyền lực trên xe hybrid
- Vì sao sửa chữa xe Hybrid rất nguy hiểm?
