Mục lục:
Cấu tạo
Hệ thống truyền động hybrid phân nhánh công suất (Power-Split Hybrid) là sự kết hợp của hệ thống truyền động hybrid song song và nối tiếp. Thông qua một thiết bị phân nhánh công suất, thí dụ như một bộ truyền động bánh răng hành tinh, động cơ đốt trong và 1 hoặc 2 động cơ điện (MG1 và MG2 – Motor Generator) được kết nối cơ học với nhau.
Lực truyền động của động cơ đốt trong được chia ra nhờ 1 bộ truyền động bánh răng hành tinh. Một phần lực truyền động được dẫn đến bánh xe chủ động, trong khi phần khác đi đến động cơ điện MG1 để tạo ra điện. Vì động cơ điện MG2 được nối kết với các bánh xe chủ động nên MG2 phải được vận hành, nếu không, nó sẽ tạo ra hiệu ứng phanh điện từ.
Các động cơ điện MG1 và MG2 cũng có thể được sử dụng như máy phát điện tùy theo tình trạng vận hành.
MG2 và hộp vi sai cho bánh xe chủ động được nối với nhau nhờ xích truyền động và bánh răng.
Cấu tạo bộ truyền động bao gồm các động cơ-máy phát điện MG1 và MG2, bộ truyền động bánh răng hành tinh và hộp số vi sai (Hình dưới). Ngoài ra, còn có một đầu nối với bộ đảo điện (Inverter) hoặc Pin cao thế.
Bộ truyền động được cung cấp điện áp từ 200 V đến 300 V từ pin cao thế. Inverter chuyển điện xoay chiều thành điện một chiều. Động cơ điện được kết nối với Inverter bằng dây dẫn điện áp cao. Pin cao thế nằm ở phía sau xe.
Nguyên lý hoạt động
Động cơ đốt trong và hai động cơ-máy phát điện MG1 và MG2 nối kết với nhau qua bộ truyền động bánh răng hành tinh.
Kết hợp giữa bộ truyền động và bộ truyền động bánh răng hành tinh (Hình dưới):
- MG1 → bánh răng trung tâm
- MG2 → vòng răng trong với xích truyền động
- Động cơ đốt trong → bánh răng hành tinh
Bộ điều khiển nhận ra mong muốn của người lái xe qua cảm biến bàn đạp ga. Ngoài ra, nó nhận được thông tin về vận tốc và vị trí hộp số. Dựa trên các thông tin này, nó điều khiển dòng năng lượng và lực truyền động.
Khởi chạy
Khi xe khởi chạy, lực truyền động chỉ do động cơ MG2 cung cấp. Động cơ xăng tắt và MG1 quay theo hướng ngược lại, không sinh ra năng lượng điện.
Khởi động động cơ xăng
Nếu khi vận hành cần một mô-men xoắn lớn hơn, động cơ MG1 khởi động động cơ xăng như là lực truyền động hỗ trợ thêm. Động cơ xăng cũng khởi động khi bộ phận quản lý pin nhận biết dung lượng của pin thấp hay nhiệt độ pin không đạt như mức quy định.
Sau khi động cơ xăng được khởi động, động cơ này vận hành MG1 như một máy phát điện. MG1 nạp điện thông qua Inverter vào pin cao áp.
Xe vận hành với tải thấp
Bộ truyền động bánh răng hành tinh phân chia lực truyền động của động cơ xăng. Một phần được sử dụng cho các bánh xe chủ động và phần còn lại được sử dụng để phát điện thông qua MG1. MG2 có thể hỗ trợ thêm lực truyền động.
Vận hành với tải tối đa
Khi xe cần công suất truyền động cao, hệ thống sẽ nâng cao lực truyền động của MG2 nhờ vào năng lượng điện bổ sung từ pin cao thế.
Giảm tốc
Khi xe được phanh lại hoặc ở chế độ tự thả trôi, động cơ xăng tự tắt đi, các bánh xe chủ động sẽ vận hành quay MG2. MG2 hoạt động như một máy phát điện và nạp điện vào pin cao thế.
Khi xe chuyển sang chế độ giảm tốc/phanh lúc đang ở vận tốc cao, động cơ xăng sẽ nổ máy và duy trì tốc độ quay đã được định trước (nhờ vào cơ chế hoạt động của bộ bánh răng hành tinh). Qua đó tránh được sự sai biệt tốc độ quay quá lớn giữa các bộ truyền động và bảo vệ tránh hư hỏng cho bộ truyền động bánh răng hành tinh.
Chạy lùi
Khi xe chạy lùi, việc truyền động chủ yếu được thực hiện bởi MG2.
Xem thêm:
