Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM
Khoa Cơ Khí Động Lực

TIỂU LUẬN MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG MỚI
TRÊN Ô TÔ
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về hệ thống truyền lực trên xe
Hybrid hãng Toyota
GVHD: Th.s Võ Xuân Thành
Nhóm 04 : Đoàn Ngọc Đông
Nguyễn Thành Đạt
Nguyễn Võ Anh Kiệt
Tô Phương Kiệt
Nguyễn Hữu Tuấn
Y: Rom Mlo

15145219
15145215
15145273
15145274
15145406
15145440

TP HCM, ngày 20 tháng 11 năm 2018


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA XE HYBRID………………………….1
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE HYBRID……………………10
2.1 Hệ thống Hybrid……………………………………………………………….10
2.2 Các phương pháp bố trí………………………………………………………..16
2.2.1 Hệ thống Hybrid song song (Hybrid Parallel System)…………………..17

2.2.2 Hệ thống hybrid nối tiếp (Series Hybrid System)……………………….21
2.2.3 Hệ thống hybrid kết hợp (Series/Parallel Hybrid System)……………....23
2.2.4 Hệ thống truyền lực trên xe Hybrid hãng Toyota………………………..25
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE HYBRID….36
3.1. So sánh ưu, nhược điểm giữa 3 kiểu hệ thống lai……………………………..36
3.2. Phân tích phương án…………………………………………………………..38
3.2.1. Truyền động kiểu bánh răng hành tinh đơn……………………………..38
3.2.2. Truyền động kiểu bánh răng hành tinh có motor phụ…………………...40
3.2.3. Hệ thống truyền lực với stator motor di chuyển tự do trong giới hạn…..42
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT…………………………….47
4.1. Kết luận....................................................................................................47
4.2. Đề nghị và đề xuất....................................................................................48
CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………..51


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và rèn luyện học phần Năng lượng mới trên ô tô chúng em đã
học được rất nhiều kiến thức bổ ích về chuyên môn từ thầy, chúng em được thầy tân tình chỉ
dạy và giúp đỡ trong quá trình học tập. Từ những kiến thức mà các thầy chỉ dạy giúp chúng
em có nền tảng vô cùng vững chắc để hoàn thành tiểu luận một cách tốt đẹp.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy trong bộ môn Điện-Điện Tử đã truyền dạy cho
chúng em những kiến thức về chuyên môn vô cùng quý báu, giúp chúng em tiếp cận gần
hơn và hiểu biết rõ hơn về ngành nghề mà mình đã chọn để chúng em có một nền tảng kiến
thức và hiểu biết vững chắc để bước vào đời.
Nhóm chúng em đặc biệt gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Giảng viên Võ Xuân Thành
giảng viên hướng dẫn đề tài, người thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo điều khiện, động
viên và giúp đỡ chúng em rất nhiều về mặt tinh thần cũng như kiến thức để chúng em vượt
qua những ngày tháng khó khăn trong sự tìm tòi hiểu biết về lĩnh vực mới, kiến thức mới để
rồi cuối cùng hoàn thành được tiểu luận ngày hôm nay.
Mặc dù đã rất cố gắng và nỗ lực nhiều, nhưng do kiến thức ít ỏi của chúng em cũng như

thời gian nghiên cứu là có hạn nên những thành quả đạt được không tránh khỏi những thiếu
sót. Do đó chúng em kính mong nhận được những sự đóng góp, chỉ dạy của thầy để chúng
em hoàn thiện tiểu luận được tốt hơn.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11 năm 2018
Nhóm sinh viên thực hiện


MỞ ĐẦU
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Vấn đề tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch và giảm ô nhiễm môi trường do khí
thải của động cơ đốt trong (ICE) đã và đang là áp lực rất lớn đối với các nhà thiết
kế và chế tạo xe cơ giới. Với trình độ công nghệ hiện có và nếu chỉ xét từ góc độ
bảo vệ môi trường thì xe chạy bằng động cơ điện (EM) là giải pháp triệt để nhất
cho tình trạng ô nhiễm bởi khí thải của xe cơ giới hiện nay. Thực tế đã có hàng loạt
mẫu xe cơ giới chạy bằng điện được sinh ra từ các tấm pin mặt trời gắn trực tiếp
trên xe hoặc chạy bằng điện từ ắcqui đã được thiết kế và chế tạo. Tuy nhiên, nếu
xét một cách toàn diện, trong đó có cả khả năng phải huỷ bỏ hàng ngàn dây chuyền
chế tạo và lắp ráp xe cơ giới hiện nay thì xe chạy bằng ICE vẫn là loại phương tiện
giao thông cơ giới có vị trí độc tôn và hàng triệu chiếc xe chạy bằng ICE ở khắp
nơi trên thế giới vẫn sẽ là những hình ảnh quen thuộc cho nhiều thế hệ mai sau.
Phát triển xe hybrid được xem là một trong những giải pháp quá độ nhằm tiết
kiệm nhiên liệu hóa thạch và giảm mức độ gây ô nhiễm môi trường bởi khí thải của
ICE trang bị trên xe cơ giới.
Trong tiếng Anh, từ "hybrid" có nghĩa là "lai/ ghép/ kết hợp", thuật ngữ "hybrid
vehicle" được định nghĩa là phương tiện di động có hệ thống động lực được cấu thành
từ hai hoặc nhiều nguồn động lực khác biệt nhau. Các loại phương tiện di động như:
xe đạp điện chạy bằng cách đạp pedal và bằng EM, ô tô được trang bị cả động cơ
xăng và EM để dẫn động bánh xe chủ động, xe lửa được trang bị cả EM để chạy bằng

điện lưới và động cơ diesel để chạy ở những khu vực không có lưới điện, máy bay
được trang bị động cơ phản lực để bay và EM để di chuyển trên đường băng, tàu
ngầm điện-diesel được trang bị EM để chạy khi tàu lặn và động cơ diesel để chạy khi
tàu nổi trên mặt nước, v.v. đều được xếp vào đối tượng "hybrid vehicle".
Ô tô hybrid có hệ động lực được cấu thành từ động cơ xăng và EM đã được
chế tạo từ những năm cuối thế kỷ XVIII và đã tạo được ấn tượng mạnh đối với


khách hàng và giới kỹ nghệ gia ở giai đoạn đầu mới phát triển do đạt được các tính
năng vượt trội so với ô tô truyền thống (ô tô chỉ được trang bị một loại nguồn động
lực, hoặc là ICE hoặc là động cơ đốt ngoài hoặc là EM). Tuy nhiên, do vận hành và
sửa chữa đơn giản hơn, giá thành động cơ xăng và diesel ngày càng giảm do được
sản xuất hàng loạt, nguồn cung xăng dầu ngày càng dồi dào với giá rẻ, v.v., ô tô truyền
thống đã chiếm lĩnh gần như toàn bộ thị trường của ô tô hybrid trong giai đoạn trước
1990.
Dưới áp lực ngày càng tăng của yêu cầu tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch và các
tiêu chuẩn về khí thải ngày càng khắt khe, ô tô hybrid lại được quan tâm trở lại từ đầu
những năm 1990 và đã phát triển nhảy vọt cho đến nay. Bên cạnh những ưu điểm vốn
có của phương án hybrid, những tiến bộ vượt bậc của công nghệ chế tạo, điện-điện
tử, thông tin, v.v. cũng được xem là yếu tố quan trọng góp phần làm nên thành công
của ô tô hybrid hiện đại.
Toyota được xem là hãng chế tạo ô tô tiên phong và thành công nhất trong lĩnh
vực phát triển ô tô hybrid hiện đại. Dòng ô tô hybrid thương mại hiện đại đầu tiên có
tên Toyota Prius được bán ở thị trường Nhật Bản vào năm 1997. Đến tháng 6 năm
2013, khoảng 3 triệu Toyota Prius đã được bán ở 80 quốc gia và khu vực. Hiện nay,
hầu hết các hãng chế tạo ô tô hàng đầu trên thế giới đều đã cho ra đời các các mẫu ô
tô hybrid của mình và ô tô hybrid đã được khẳ ng định là một phần của thị trường ô
tô hiện nay và trong tương lai.
Trong quá trình thiết kế ô tô truyền thống, công suất cực đại của động cơ được
xác định trên cơ sở một số tính năng kỹ thuật của ô tô, ví dụ: tính năng động lực học,

tính năng việt dã, v.v. được đặt ra khi thiết kế. Đối với ô tô hybrid, các nguồn động
lực khác nhau không những phải có độ lớn sao cho tổng công suất do chúng đồng
thời cung cấp cho bánh xe chủ động phải bằng công suất cực đại của động cơ ở ô tô
truyền thống có tính năng kỹ thuật tương đương, mà công suất của mỗi nguồn động
lực còn phải được lựa chọn sao cho cả hệ thống làm việc với các chỉ tiêu kinh tế - kỹ
thuật - môi trường cao nhất có thể.
Trong quá trình khai thác kỹ thuật, giải pháp hybrid hóa ô tô chỉ có thể đạt
được mục tiêu khi tối ưu hóa được các chế độ làm việc của các nguồn năng lượng,


ví dụ: thời điểm mà một hoặc một số nguồn năng lượng sẽ ngừng hoạt động hoặc hoạt
động ở chế độ nào để phát huy ưu điểm và hạn chế nhược điểm của chúng, tỷ lệ đóng
góp công suất của các nguồn động lực cùng tham gia dẫn động các bánh xe chủ động
tại một thời điểm, chiến lược tái sử dụng năng lượng mà các nguồn động lực đã cung
cấp cho bánh xe chủ động, v.v. Các vấn đề kể trên thuộc nội hàm của khái niệm tối ưu
hóa tham số điều khiển nguồn năng lượng của hệ động lực ô tô hybrid.
Làm chủ kỹ thuật tối ưu hóa độ lớn và tham số điều khiển nguồn năng lượng
của hệ động lực ô tô hybrid là điều kiện tiên quyết để có thể thiết kế và khai thác ô tô
hybrid với những lợi ích mà phương án hybrid có thể mang lại.
Qua tìm hiểu tài liệu cho thấy đến thời điểm hiện nay, ở Việt Nam chưa có công
trình khoa học chuyên sâu nào đã công bố về tối ưu hóa hệ động lực ô tô hybrid. Hầu
hết ấn phẩm tiếng Việt về ô tô hybrid mới chỉ đề cập đến những khái niệm cơ bản hoặc
giới thiệu những thành tựu mới của các hãng chế tạo ô tô hybrid hoặc thiết kế chế tạo
cụm thiết bị, mô hình ô tô hybrid trong phạm vi các đồ án tốt nghiệp đại học hoặc luận
văn thạc sĩ, ... Kỹ thuật và công nghệ tối ưu hóa hệ động lực hybrid được áp dụng cho
các mẫu ô tô hybrid hiện đại vẫn còn là bí quyết của một số hãng chế tạo ô tô hybrid
hàng đầu trên thế giới.
Với mục đích nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn của giải pháp hybrid hóa để làm
cơ sở cho việc thiết kế và chế tạo xe hybrid, đồng thời cho phép đánh giá mức độ phù
hợp của các mẫu xe hybrid được khai thác trong điều kiện ở Việt Nam, nhóm đã nghiên

cứu chọn đề tài tiểu luận: "Nghiên cứu tìm hiểu hệ thống truyền lực trên xe Hybrid
hãng Toyota "
Đề tài "Nghiên cứu tìm hiểu hệ thống truyền lực trên xe Hybrid hãng Toyota " là
bước khởi đầu mà tiếp theo là thiết kế hoàn chỉnh và chế tạo một ô tô mới tại Việt Nam
với mục tiêu hướng tới là:
+ Nâng cao điều kiện sống của người dân.
+ Giảm sự phát xạ khí CO2, NOx, CO, HxCy.... Như vậy sẻ tiết kiệm
được nhiên liệu truyền thống, giảm ô nhiễm môi trường, hơn nữa loại


xe mới này đạt được hiệu suất nhiên liệu cao hơn so với ô tô truyền
thống.
+ Tạo ra mặt hàng công nghiệp đặc thù mang lợi thế cạnh tranh lớn.
+ Phát triển ngành công nghiệp sản xuất ô tô ở Việt Nam.
- Xu thế phát triển ô tô


CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA XE HYBRID
Sự phát triển của xe hybrid
Xe hybrid có một lịch sử phát triển dài. Mặc dù sự phát minh xe hybrid đã bắt đầu cách
đây nhiều thế kỉ. Khi giá của gas tăng lên tại một nhịp phát triển cao hơn, sản xuất ôtô rõ ràng
tạo ra những chiếc xe mà sử dụng công nghệ nhiên liệu xen kẽ. Honda Insight là chiếc xe đầu
tiên đánh vào thị trường nước Mỹ với sản lượng lớn. Và bây giờ tất cả xe hybrid ở nước Mỹ
chỉ chiếm 1% trong tổng số tất cả xe. Và nếu giá gas vẫn tăng tại nhịp phát triển hiện hành,
một ngày không xa sẽ có nhiều xe hybrid hơn xe xăng.

Hình 1: Sự phát triển xe Hybrid ( 1839 – 1900 )
1839
Robert Anderson người Scotland đã xây dựng xe điện đầu tiên. Qua nhiều năm, có nhiều
sự thử nghiệm được làm để cải thiện trên xe của Anderson. Nguồn ắc quy vào thời điểm này

thì quá nặng vì vậy hiệu suất thì thấp.
1842

1


Thêm sự thành công cho xe điện được phát minh ra bởi Thomas Davenport người Mỹ và
Robert Davidson người Scotland. Những phát minh của cả hai là đầu tiên sử dụng nguồn điện
không nạp lại.
1865
Gaston Plante người Pháp đã phát minh một ắc quy lưu trữ điện tốt hơn trong năm 1865 và
được cải tiến vào năm 1881. Cải tiến khả năng lưu trữ ắc quy này mở đường cho xe điện phát
triển.
1870
David Salomon đã tạo ra một xe với một môtơ điện nhẹ và bộ lưu trữ nguồn nặng. Nhưng
tốc độ xe rất chậm.
1886
Xe taxi được chạy bằng điện đầu tiên được phát minh ở Anh với một môtơ điện nhỏ và
một ắc quy có 28 ngăn.
1888
Công ty Immisch đã tạo ra xe du lịch 4 chỗ, được dẫn động bởi một môtơ có công suất 1
mã lực và ắc quy có 24 ngăn. Cùng năm này, Magnus Volk ở Brighton, Anh quốc đã tạo ra xe
điện có 3 bánh xe.
1890-1910:
Có nhiều cải tiến quan trọng trong công nghệ ắc qui như là sự phát triển của ắc qui chì-axít
của H. Tudor và ắc qui niken-sắt của Edison và Junger.
1897
Ứng dụng thương mại đầu tiên được thiết lập là một đoàn xe taxi ở New York, được xây
dựng bởi công ty xe điện và công ty Wagon ở Philadelphia. Công ty xe điện ở London đã sử
dụng những xe được thiết kế bởi Walter cho dịch vụ chính thức. Công ty sản xuất Pope ở

Hartford đã tạo ra khoảng 500 xe điện trong giai đoạn 2 năm. Nó là sự sản xuất lớn trong nền
công nghiệp ô tô nước Mỹ. Công ty đã có tài sản là 200 triệu đôla.
1898:
Năm 1898, Tiến sĩ Ferdinand Porsche 23 tuổi, đã tạo ra xe hybrid đầu tiên hoặc nhiều đặc
tính của xe hybrid đầu tiên. Sử dụng một động cơ đốt trong để quay máy phát cung cấp điện
2


đến môtơ điện. Môtơ điện đặt trong trục bánh xe. Xe có thể chạy được 40 dặm chỉ sử dụng
nguồn điện từ ắc quy.

Hình 2

Hình 3

3


1898-1899
Nguồn điện tổng hợp đã sản xuất xe điện và tạo ra xe hybrid với một động cơ xăng 4 xi
lanh.
1899
Công ty mô tô Woods ở Chicago được thành lập và đã bán xe điện đến năm 1919
1900
Những công ty ô tô ở Mỹ đã tạo ra 4200 xe. Trong đó có 38% là xe được dẫn động bằng
điện, 40% là xe được dẫn động bằng hơi nước và 22% là xe được dẫn động bằng động cơ
xăng.
Một hãng chế tạo ở Bỉ tên là Pieper đã giới thiệu ‘voiturette’ 3-1/2 mã lực mà có sự phối
hợp động cơ xăng và môtơ điện. Khi xe chạy hành trình, môtơ điện chạy như một máy phát,
nạp ắc quy. Nhưng khi xe leo dốc, môtơ điện được đặt đồng trục với động cơ xăng sẽ hỗ trợ

thêm công suất.
1903
Hybrid krieger đã sử dụng một động cơ xăng để hỗ trợ một bộ ắc quy. Nó gần giống với
Lohner-Porsche 1903. Dây chuyền lắp ráp nhanh của hãng sản xuất xe Ford và tiến tới sự tự
khởi động của động cơ xăng báo hiệu một sự sụp đổ nhanh của xe hybrid năm 1920.

Hình 4
4


Hình 5: Sự phát triển xe Hybrid ( 1904 – 1917 )
1904
Công ty xe điện đã tạo ra 2000 xe taxi, xe tải và xe bus và thiết lập công ty xe taxi và công
ty xe cho thuê từ New York đến Chicago. Những công ty nhỏ, sắp xỉ 57 xí nghiệp ôtô, sản
lượng khoảng 4000 xe.
Henry Ford đã vượt qua những thử thách đề ra bởi tiếng ồn xe dẫn động bằng động cơ
xăng, sự rung và bắt đầu dây chuyền lắp ráp sản phẩm với giá cả thấp, trọng lượng nhẹ của xe
động cơ xăng. Giá nhiên liệu rẽ và những cải tiến trong động cơ đốt trong và sản suất ôtô dần
dần đã giết chết công ty xe hybrid và xe điện.
1905
Một kĩ sư người Mỹ tên là H. Piper đã nhận được bằng sáng chế cho xe hybrid. Ý tưởng
của anh ấy là sử dụng một môtơ điện để hỗ trợ cho một động cơ đốt trong, cái chính bổ sung
cho động cơ đốt trong là để tăng tốc xe đến 40km/giờ trong 10s, thay vì 30s. Nhưng chỉ 3.5
năm sau, các động cơ đã trở nên đủ mạnh mẻ để đạt được hiệu suất tốt nhất của chính nó.
Khi xe đi được quãng đường dài, người lái có thể đóng ngắt nguồn từ mô tơ điện đến động
cơ 2 xy lanh. Không may là quá trình này làm mất 15 phút và nó không được chấp nhận bởi
khách hàng.
5



1910
Sự giới thiệu của xe tải hybrid thương mại với động cơ xăng 4 xy lanh để dẫn dộng máy
phát. Bỏ đi cả hộp số và bộ ắc qui. Xe hybrid này được tao ra ở Philadelphia đến 1918.
1913
Với sự giới thiệu bộ tự khởi động, xe chạy bằng hơi nước và xe điện thì hầu hết được xóa
sạch. Trong năm này, kinh doanh xe điện giảm tới 6000 xe trong khi đó FORD đã bán được
182 809 xe sử dụng động cơ xăng.
1914
Công ty môtô Galt đã tạo ra xe hybrid có cấu trúc nối tiếp với động cơ 2 kì, 2 xy lanh, 10
mã lực dẫn động máy phát 40V, 90A. Và có thể chạy 70 dặm với 1 gallon xăng trong đó xe
có thể chạy được 15-20 dặm mà chỉ sử dụng nguồn ắc quy. Nhưng tốc độ cao nhất chỉ khoảng
30 dặm/giờ.
1917
Woods đề nghị tăng gấp đôi công suất mà đòi hỏi cả động cơ điện và động cơ xăng làm
việc kết hợp lẫn nhau để chạy xe 35 vòng/phút. Trong đó sự chạy chỉ có nguồn điện thì xe có
thể chạy 20 dặm/giờ.
1920-1965
Sản suất hàng loạt xe điện và xe hybrid được đặt trong tình trạng tạm dừng lại. Chỉ có một
vài người tạo ra một vài xe điện hybrid.
1966
Quốc hội Mỹ đưa ra dự luật đầu tiên đề nghị sử dụng xe điện để qiảm ô nhiễm không khí.
Xe hybrid đã không xuất hiện nữa đến năm 1960 và 1970. Khi những xe như là 1965 GM512
và đặc biệt là xe taxi hybrid 1973 VW được sản suất đến sau lệnh cấm vận dầu mỏ Arập.
Nhưng công nghệ hybrid không mất đi quá trình phát triển của chính nó. Nó đã tiếp tục và có
thể thấy kết quả hiện nay trong thị trường xe.
1969
GM 512 là một xe hybrid thử nghiệm có trọng lượng nhẹ, chạy hoàn toàn bằng nguồn điện
lên đến 10 dặm/giờ. Tại tốc độ thấp hơn nó kết hợp cả mô tơ và động cơ xăng 2 kì. Trên 13
dặm/giờ, GM 512 chạy động cơ xăng. Nó có thể chỉ đạt được 40dặm/giờ.
6



1970
Giá xăng tăng lên. Lúc này người ta quan tâm đến xe hybrid. Bộ năng lượng Mỹ chạy thử
nghiệm nhiều xe điện và xe hybrid được sản suất ra bởi nhiều nhà sản suất, trong đó có thương
hiệu đã được biết đến như VW taxi là Volkswagen ở wolfsburg, Đức.
1975
Bưu điện Mỹ đã thử nghiệm xe điện chở thư phân phối trong quãng đường ngắn. Quản lý
sự phát triển và nghiên cứu năng lượng Mỹ đã bắt đầu một chương trình công nghệ hybrid
tiên tiến.
1977-1979
GM bỏ ra trên 20 triệu đôla cho nghiên cứu và phát triển xe điện. Và cho rằng xe điện có
thể sản xuất hàng loạt giữa năm 1980.
1980-1997
Nhiều công ty ôtô khác nhau, cũng như là nhà sáng chế độc lập tiếp tục cải tiến trên lí
thuyết hybrid. Tạo ra nhiều dự định khác nhau. Những năm này được xem là một mốc quan
trọng trong lịch sử hybrid bởi vì máy tính đã bắt đầu được sử dụng trong hybrid giúp tăng hiệu
suất.
1992
Tập đoàn môtô Toyota đã thông báo “công bố trái đất” một văn bản phát thảo những mục
tiêu phát triển và thị trường xe với ô nhiễm thấp nhất có thể.

7


Hình 6: Sự phát triển xe Hybrid ( 1997 – 2004 )
1997
Toyota Prius được bán đầu tiên ở thị trường Nhật Bản với khoảng 18000 chiếc năm đầu
tiên.
1997-1999

Một sự lựa chọn nhỏ đối với tất cả xe điện từ những hãng sản xuất xe lớn bao gồm
EV plus của Honda, EV1 của GM và S-10, Ford ranger và RAV4 EV của Toyota được giới
thiệu ở California.
1999
Honda tung ra chiếc Insight 2 cửa, xe hybrid đầu tiên đánh vào thị trường Mỹ. Honda
Insight đã giành nhiều giải thưởng.
2000
Toyota tung ra chiếc Toyota Prius, xe hybrid dòng sedan 4 cửa đầu tiên được dùng ở Mỹ.
2002
Honda giới thiệu chiếc Honda Civic Hybrid là sản phẩm thương mại thứ hai của xe hybrid.
Hình dáng và khả năng lái của Civic tương tự như Civic truyền thống.
2004

8


Honda và Toyota đã tăng tỉ lệ sản xuất lên 20-30%. Toyota thì đang bán nhiều xe hơn là
họ có thể sản xuất và đã dừng việc quảng cáo. Các công ty khác thấy được tiềm năng của xe
hybrid và SUVs. Ford tung ra Hybrid Escape, xe hybrid đầu tiên của người Mỹ và là xe
Hybrid SUV đầu tiên.
2005
Toyota tung ra Prius 2005 phiên bản mới. Toyota dự định sản xuất và bán Toyota Camry
Hybrid vào năm cuối 2006. Và Saturn SUV của GM và Toyota Highlander được mong đợi
trong năm 2005.
Từ 2005 đến nay : các hãng xe đang tiến hành nghiên cứu và cải tiến để cho ra đời những
dòng xe hybrid chất lượng tốt hơn, thân thiện với môi trường hơn. Trong đó kể đến là chiếc
Prius thế hệ mới vừa được Toyota tung ra năm 2008.
Prius là một từ la tinh có nghĩa là “đi trước”. Toyota chọn tên này bởi vì chiếc xe Prius là
tiên phong của những chiếc xe hybrid. Với sự tăng trưởng dân số nhanh và sự phát triển kinh
tế trong những thập kỉ gần đây đã cho kết quả tăng đột biến sự tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch

trên quy mô toàn cầu. Đối mặt với thử thách tạo ra một chiếc xe thân thiện với trái đất, Toyota
đã sản xuất ra những mẫu xe hybrid cung ứng đầu tiên trên thế giới.
Cấu trúc đơn giản nhất của hệ thống này là kết hợp đặc tính làm việc tốt nhất của một động
cơ đốt trong và một mô tơ điện. Nhiều hệ thống hybrid phức tạp như hệ thống Toyota hybrid,
năng lượng được tái sinh nếu không thì bị mất do ma sát nhiệt trong hệ thống phanh và sử
dụng nó để bổ sung năng lượng cho động cơ đốt trong của hệ thống hybrid. Những công nghệ
kỹ thuật được nâng cấp này cho phép hệ thống hybrid đạt được hiệu suất nhiên liệu tốt hơn và
giảm lượng khí CO2.
Khi chiếc xe Prius lần đầu tiên được xuất xưởng, nó được chọn là chiếc xe du lịch được
trang bị động cơ tốt nhất trên thế giới vào năm 2001. Chiếc xe được chọn bởi vì nó là xe hybrid
đầu tiên lắp đặt 4 đến 5 chổ ngồi cùng với một khoan hành lý, và nó là một trong những chiếc
xe kinh tế và thân thiện với môi trường nhất. vào năm 2004, xe Prius thế hệ thứ 2 giành phần
thưởng xe đạt uy tín và là chiếc xe được trang bị động cơ tốt nhất vào năm 2004.

9


Hệ thống Toyota Hybrid (THS) dẫn động cho xe Prius thế hệ thứ nhất và hệ thống Toyota
Hybrid II (THS-II) dẫn động cho xe Prius thế hệ thứ hai, cả hai đều tạo được ấn tượng về tính
kinh tế nhiên liệu và sự làm sạch của khí thải.
THS (2001-2003 prius)

THS-II (2004 về sau )

Thành phố

52 mpg

Thành phố


60 mpg

Xa lộ

45 mpg

Xa lộ

51 mpg

SULEV

AT-PZEV
Hình 7

+ Tiêu chuẩn SULEV là khoảng 75% nhiều khắc khe hơn tiêu chuẩn ULEV và gần 90%
sạch hơn LEV trong khói xả.
+ Tiêu chuẩn SULEV sẽ sinh ra HC ít hơn trong suốt 100,000 dặm.
+ Tiêu chuẩn AT-PZEV sử dụng tính năng công nghệ cao cấp để tạo ra một phần lượng
khí thải không ô nhiễm.

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE HYBRID
2.1 Hệ thống Hybrid
Các thành phần chính của hệ thống hybrid
+ Động cơ đốt trong (ICE).
+ Mô tơ-máy phát 1 (MG1).
+ Mô tơ-máy phát 2 (MG2).
+ Bộ bánh răng hành tinh.
+ Bộ chuyển đổi điện.
+ Ắc qui điện áp cao (Ắc qui HV).

10


+ ECU điện áp cao ( ECU HV).

Hình 8: Sơ đồ tổng quát hệ thống Hybrid
+ Động cơ đốt trong (ICE): Sử dụng động cơ xăng 1NZ-FXE 1.5l trang bị hệ thống VVTI (hệ thống điều khiển thời điểm nạp thông minh) và hệ thống ETCS-I (hệ thống điều khiển
bướm ga điện tử thông minh).

11


Hình 9: Động cơ đốt trong ICE
+ Mô tơ-máy phát 1 (MG1): Nó hoạt động giống như thành phần điều khiển công suất
của bộ bánh răng hành tinh. Nó nạp điện cho Ắc qui điện áp cao và cung cấp năng lượng
điện để dẫn động Mô tơ-máy phát 2 (MG2). Mô tơ-máy phát 1 (MG1) điều khiển hiệu quả
chức năng truyền động vô cấp của hộp số hybrid. MG1 cũng làm việc như một máy khởi
động.

12


Hình 10: Mô tơ máy phát MG1
+ Mô tơ-máy phát 2 (MG2): MG2 dùng để tạo một lực chuyển động cho xe hoạt động ở
tốc độ thấp và hổ trợ thêm lực kéo cho động cơ xăng khi xe hoạt động ở tốc độ cao. Nó cung
cấp công suất trợ giúp thêm cho công suất động cơ xăng khi cần thiết và giúp xe đạt được đặc
tính động lực học tối ưu. Nó có chức năng giống như một máy phát trong suốt quá trình phanh
tái sinh.

13



Hình 11: Mô tơ máy phát MG2
+ Bộ bánh răng hành tinh: Bộ bánh răng hành tinh là một bộ phân chia công suất. MG1
kết nối với bánh răng mặt trời, MG2 kết nối với bánh răng bao và trục đầu ra của động cơ
xăng gắn với cần dẫn của bánh răng hành tinh. Những bộ phần này được sử dụng để kết hợp
phân phối công suất từ động cơ xăng và MG2, và để nạp lại năng lượng cho ắc qui điện áp
cao.

14


Hình 12: Bộ bánh răng hành tinh
+ Bộ chuyển đổi điện: Dòng điện giữa MG1, MG2 và Ắc qui điện áp cao được điều khiển
nhờ bởi bộ chuyển đổi điện. Bộ chuyển đổi điện biến đổi dòng điện một chiều của Ắc qui điện
áp cao thành nguồn điện xoay chiều, và nó điều chỉnh dòng điện xoay chiều điện áp cao từ
MG1 và MG2 để nạp lại cho Ắc qui điện áp cao.

Hình 13: Bộ truyền đổi điện
15


+ Ắc qui điện áp cao: Ắc qui lưu trữ năng lượng được phục hồi bởi MG2 trong suốt quá
trình phanh tái sinh và năng lượng được tạo ra bởi MG1. Ắc qui cung cấp điện đến mô tơ điện
khi khởi động động cơ xăng kết thúc hoặc khi công suất cần bổ sung được yêu cầu.
THS (Prius thế hệ 2001-2003)

THS-II (Prius thế hệ 2004 về sau)

38 ngăn ắc qui niken-kim loại hydrua


28 ngăn ắc qui niken-kim loại hydrua

Tổng điện áp: 273.6V

Tổng điện áp: 201.6V

Hình 14: Ắc quy điện áp cao
2.2 Các phương pháp bố trí
Về phương diện cấu tạo, ô tô truyền thống và ô tô hybrid chỉ khác nhau cơ bản
ở hệ thống động lực. Hệ thống động lực của ô tô hybrid (sau đây gọi tắt là hệ động lực
hybrid) phổ biến hiện nay được cấu thành từ một ICE và một hoặc nhiều EM. Trong
các ấn phẩm chuyên ngành bằng tiếng Anh, các thuật ngữ: "hybrid car", "hybrid
vehicle", "hybrid road vehicle" và "hybrid electric vehicle" thường được sử dụng để
chỉ loại ô tô hybrid có hệ thống động lực như vậy. Trong luận án này, thuật ngữ "xe
hybrid" và "ô tô hybrid" được hiểu là có nội hàm tương đương.
Căn cứ vào cách thức liên kết giữa ICE và EM, tỷ lệ công suất của ICE và của
16


EM được sử dụng để dẫn động bánh xe chủ động, sự phân công về thời gian làm việc
của ICE và của EM trong quá trình vận hành; ô tô hybrid hiện đại được phân thành 3
nhóm: ô tô hybrid kiểu nối tiếp, ô tô hybrid kiểu song song và ô tô hybrid kiểu hỗn
hợp.
2.2.1 Hệ thống Hybrid song song (Hybrid Parallel System)

Hình 15: Sơ đồ tổng quan hệ thống hybrid song song

17



Hình 16: Cấu trúc hệ thống hybrid song song

Hình 17:Hệ thống lai song song
18