Tiến Lợi - Tổng hợp

Bởi congtacvien1 31.10.2022 11:09 am

Bộ chia công suất PSD trên xe hybrid: Cấu tạo, chức năng?

(News.oto-hui.com) – Bộ chia công suất PSD – Power Split Device là một bộ phận không thể thiếu và cũng là bộ phận tạo ra điểm đặc biệt nhất của xe hybrid. Tương tự như hộp phân phối ở xe 4 cầu chủ động, PSD giúp 2 nguồn động lực trên xe hybird hoạt động một cách hiệu quả nhất.

1. Vì sao cần có bộ chia công suất PSD?

Xe Hybrid sử dụng kết hợp hai nguồn động lực là động cơ đốt trong và động cơ điện. Động cơ đốt trong là một động cơ nhiệt sử dụng nhiên liệu xăng hoặc dầu diesel, còn động cơ điện ở đây là một tổ hợp motor/máy phát điện, nó là một motor điện khi cần cung cấp cơ năng cho hệ thống hoạt động và là máy phát điện để nạp điện cho acquy khi tận dụng nguồn năng lượng dư thừa của động cơ nhiệt hoặc tái sinh năng lượng trong quá trình phanh giảm tốc độ, xuống dốc,…

Vị trí của bộ chia công suất PSD trên xe Hybrid
ICE: động cơ đốt trong; Drive1, 2: máy điện/động cơ điện

Xem thêm bài viết:
Công dụng, phân loại, yêu cầu và kết cấu của hộp số phân phối đơn giản trên ô tô

Nhờ bộ chia công suất PSD, động cơ đốt trong được hoạt động ở vùng có hiệu suất cao nhất, qua đó tiết kiệm nhiên liệu nhất mà vẫn tạo ra đủ công suất giúp đáp ứng nhu cầu của người lái. Vì vậy đây là lý do xe hybrid có thể đạt hiệu suất lên đến 40% mà vẫn tiết kiệm nhiên liệu, phát thải ít ra môi trường.

Xem thêm bài viết:
9 chế độ hoạt động của hệ thống truyền lực trên xe hybrid

Bộ phân chia công suất PSD sẽ phối hợp hai nguồn động lực này một cách tối ưu nhất để tận dụng tối đa nguồn năng lượng, giúp tiết kiệm nhiên liệu. Nhờ bộ phân chia công suất, động cơ đốt trong có thể hoạt động ở vùng hiệu suất chuyển hóa năng lượng cao.

*Như trên hình ta có thể thấy khoảng mô men xoắn lớn nhất và công suất lớn nhất bị giới hạn của động cơ đốt trong*

Động cơ đốt trong chỉ làm việc hiệu suất cao (công suất cực đại và mô men cực đại) ở khoảng vòng tua nhất định, còn ngoài khoảng đó, công suất và mô men sinh ra của động cơ sẽ giảm đi. Việc giúp động cơ đốt trong chạy trong khoảng tối ưu giúp chuyển hóa tối đa hóa năng có thể của nhiên liệu thành cơ năng giúp xe chuyển động. Do đó, xe Hybrid tiết kiệm nhiên liệu hơn nhiều so với xe chỉ sử dụng động cơ đốt trong.

2. Cấu tạo của bộ chia công suất PSD:

Bộ chia công suất PSD thực chất là một hệ bánh răng hành tinh, trong đó:

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.

3. Nguyên lý hoạt động của bộ chia công suất PSD:

Cụm bánh răng hành tinh trong bộ phân chia công suất PSD có nhiệm vụ chia công suất từ động cơ chính của xe thành hai thành phần tạm gọi là phần dành cho cơ và phần dành cho điện. Các bánh răng hành tinh của nó có thể truyền công suất đến động cơ chính, động cơ điện/máy phát và các bánh xe chủ động trong hầu hết các điều kiện khác nhau. Các bánh răng hành tinh này hoạt động như một hộp số tự động sử dụng bộ bánh băng mặt trời, gọi tắt là hộp số tự động AT (Automatic Transmission).

Xem thêm bài viết:
Cách tạo số của hộp số tự động trên xe ô tô

Motor/máy phát số 1 (MG1) có nhiệm vụ nạp điện trở lại cho ắc quy điện áp cao đồng thời cấp điện năng để dẫn động cho MG2. MG1 hoạt động như một mô tơ để khởi động động cơ chính của xe đồng thời điều khiển tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng hành tinh gần giồng như một CVT. Trong khi đó, MG2 có nhiệm vụ dẫn động cho các bánh xe chủ động tiến hoặc lùi xe.

Trong suốt quá trình giảm tốc và 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.

Bài viết liên quan: