1
BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VĨNH LONG
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Ô TÔ
HYBRID
GIÁO TRÌNH
Tài liệu lưu hành nội bộ, năm 2019
1
LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình “Ô Tô Hybrid” là tài liệu được biên soạn để phục vụ cho việc giảng
dạy, học tập của giáo viên và sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô. Tài liệu cung
cấp những kiến thức cơ bản về cấu tạo - nguyên lý hoạt động của ô tô hybrid và khai
thác sử dụng ô tô Toyota hybrid prius có hiệu quả.
Giáo trình được biên soạn theo đề cương học phần “Ô Tô Hybrid” ở bậc đại
học ngành công nghệ kỹ thuật ô tô đã được Khoa cơ khí động lực và Hội đồng Khoa
học của Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vĩnh Long thông qua. Giáo trình gồm
4 chương: Chương 1 – Giới thiệu chung - nguyên nhân ra đời và xu hướng phát triển
của ô tô Hybrid. Chương 2 – Kiến thức cơ bản về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của
hệ thống truyền lực trên ô tô Hybrid. Chương 3 – Kiến thức cơ bản về các chế độ làm
việc của ô tô Hybrid. Chương 4 – Khai thác ô tô Toyota hybrid prius. Những kiến
thức trong giáo trình không những phục vụ cho việc giảng dạy, học tập học phần “Ô
Tô Hybrid” mà còn là tài liệu tham khảo cho sinh viên trong quá trình học tập, nghiên
cứu, viết báo cáo các chuyên đề ô tô thế hệ mới.
Mặc dù đã hết sức nỗ lực, song do biên soạn lần đầu, giáo trình không tránh
khỏi những thiếu sót. Kính mong đồng nghiệp và bạn đọc đóng góp ý kiến để giáo
trình được hoàn thiện hơn.
2
MỤC LỤC
Lời nói đầu ............................................................................................................................. 1
Mục lục ................................................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Ô TÔ HYBRID.................................................................... 5
1.1. Giới thiệu chung và nguyên nhân ra đời ô tô Hybrid ............................................ 5
1.2. Lịch sử phát triển ô tô Hybrid ............................................................................... 13
1.3. Khái niệm, xu hướng phát triển và phân loại ô tô Hybrid .................................. 18
1.3.1. Khái niệm chung ....................................................................................................... 18
1.3.2. Xu hướng phát triển của ô tô Hybrid ........................................................................ 18
1.3.3. Phân loại ô tô Hybrid ................................................................................................ 20
1.3.3.1. Theo thời điểm phối hợp công suất ......................................................................... 20
1.3.3.2. Theo cách phối hợp công suất giữa động cơ nhiệt và động cơ điện .................................. 20
CHƯƠNG 2: CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE
TOYOTA HYBRID SYSTEM II ...................................................................................... 255
2.1. Mô hình tổng quát của ô tô hybrid ........................................................................ 25
2.2 Động cơ xăng Alkinson ........................................................................................... 26
2.3 Hộp số và bộ phân phối công suất (Hybrid Transaxle) ....................................... 30
2.3.1 Cấu tạo....................................................................................................................... 30
2.3.2 Nguyên lý làm việc ................................................................................................... 30
2.4 Motor điện và máy phát điện ................................................................................. 31
2.5 Bộ phận chuyển đổi điện (Inverter with Converter) ........................................... 31
2.6 Ắc-quy điện áp cao. (HV Battery - High Volt Battery) ....................................... 31
2.7. Cáp nguồn ................................................................................................................ 32
3
2.8. Ắc quy phụ ............................................................................................................... 33
2.9. Các bộ phận khác có công dụng hỗ trợ trên ô tô hybrid ..................................... 33
2.9.1. Khí động lực học/ hệ số kéo thấp .............................................................................. 34
2.9.2. Ngắt tự động động cơ xăng ....................................................................................... 34
2.9.3. Hộp số biến thiên vô cấp (CVT): .............................................................................. 34
2.9.4. Tối ưu hóa đường khí thải ......................................................................................... 34
2.9.5. Pít tông ma sát nhỏ .................................................................................................... 35
2.9.6. Công nghệ biến thiên lưu lượng khí nạp ................................................................... 35
2.9.7. Sử dụng những vật liệu tiên tiến ............................................................................... 35
CHƯƠNG 3: CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ....................................................................... 36
3.1. Khái quát về các chế độ làm việc của ô tô Hybrid ............................................... 36
3.2. Chức năng khởi động/dừng tự động (Automatic Start/Stop) ............................. 39
3.3. Vận hành sau khi khởi động bằng MG2 ............................................................... 39
3.4. Khởi động động cơ nhiệt khi xe đang chạy ........................................................... 40
3.5. Tốc độ thấp ổn định ................................................................................................ 40
3.6. Tăng tốc hoàn toàn .................................................................................................. 41
3.7. Tốc độ cao ổn định .................................................................................................. 41
3.8. Tốc độ tối đa ............................................................................................................ 42
3.9. Giảm tốc độ hoặc phanh ......................................................................................... 42
3.10. Chế độ lùi xe ............................................................................................................ 43
3.11. Điều kiện khởi động động cơ nhiệt khi xe đang đứng yên .................................. 43
3.12. Chế độ EV Mode ..................................................................................................... 43
3.13. Chế độ ECO Mode .................................................................................................. 43
3.14. Chế độ PWR Mode .................................................................................................. 43
4
CHƯƠNG 4: KHAI THÁC Ô TÔ HYBRID TRÊN TOYOTA PRIUS ....................... 44
4.1. Giới thiệu về xe Prius .............................................................................................. 44
4.1.1. Động cơ xăng Atkinson ............................................................................................. 45
4.1.1.1. VVT-i và kỳ Atkinson ............................................................................................... 45
4.1.1.2. Đường ống nạp ....................................................................................................... 49
4.1.1.3. Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (ECTS-i) .................................. 49
4.1.1.4. Các loại cảm biến trong hệ thống điều khiển động cơ ........................................... 49
4.1.2. Bộ giảm chấn ............................................................................................................. 51
4.1.3. Hộp số và bộ phân chia công suất (Hybrid Transaxle) ............................................. 52
4.1.4. Bộ giảm tốc ............................................................................................................... 68
4.1.5. MG1 và MG2 ............................................................................................................ 68
4.1.6. Động cơ điện nam châm vĩnh cửu ............................................................................ 71
4.1.7. Ắc quy điện áp cao (HV Battery - High Volt Battery) ............................................. 72
4.2. An toàn khi làm việc với hệ thống điện cao áp ..................................................... 72
4.2.1. Những tình huống có thể xảy ra điện giật và nguy cơ bị điện giật ........................... 72
4.2.2. Tổn thương do bị điện giật ........................................................................................ 78
4.2.3. Lưu ý về an toàn ........................................................................................................ 79
4.3. Safe & Sound – Giải pháp an toàn khi sử dụng xe Hybrid ................................. 79
Tài liệu tham khảo ............................................................................................................. 81