Hoang Son
Phụ Xế
- Bài viết
- 1,117
- Loại bài
- Thông cáo báo chí
Audi đã ra mắt công nghệ hybrid MHEV plus trên các mẫu A5 và Q5 mới, đánh dấu sự ra mắt của động cơ lai tiên tiến, giảm mức tiêu thụ và mang lại trải nghiệm lái xe êm ái hơn.
Công nghệ MHEV plus với máy phát điện (PTG) làm động cơ điện đảm bảo hiệu suất cao hơn với việc lái xe điện một phần. Hệ thống điện 48 volt hỗ trợ động cơ đốt trong, giảm lượng khí thải CO2 và tăng hiệu suất cũng như sự thoải mái khi lái xe.
Thành viên Ban Giám đốc Kỹ thuật Phát triển của Audi - Geoffrey Bouquot, cho biết: "Chúng tôi đang thúc đẩy quá trình điện khí hóa phù hợp với nhu cầu của khách hàng".
Công nghệ MHEV plus áp dụng trên Audi A5 và Q5 mới
Với dòng A5 và Q5 mới được xây dựng trên nền tảng Premium Platform Combustion (PPC), Audi đã ra mắt động cơ đốt trong đầu tiên với công nghệ MHEV plus mới. Với sự kết hợp độc đáo giữa máy phát điện (PTG), bộ khởi động dây đai (BAS) và pin lithium iron phosphate (LFP), hệ thống mild hybrid 48 volt hỗ trợ động cơ đốt trong, giảm lượng khí thải carbon và đồng thời tăng hiệu suất và sự linh hoạt.
PTG có thể được kết hợp hoặc tách biệt hoàn toàn, tích hợp công suất và động cơ điện cho phép lái xe điện một phần. Điều này giảm tiêu thụ và mang lại trải nghiệm lái xe mượt mà hơn.
“Với công nghệ MHEV plus mới, chúng tôi đang thúc đẩy quá trình điện khí hóa trong các phương tiện động cơ đốt trong mới của chúng tôi dựa trên nền tảng Premium Platform Combustion phù hợp với nhu cầu của khách hàng”, Geoffrey Bouquot, Thành viên Ban Quản lý Kỹ thuật Phát triển tại AUDI AG cho biết.
“Điều này sẽ củng cố danh mục sản phẩm của chúng tôi gồm các mẫu xe hoàn toàn điện, plug-in hybrid và các phương tiện có động cơ đốt trong hiệu quả.”
MHEV plus cung cấp các chức năng hấp dẫn như lái xe điện một phần, tăng đáng kể hiệu suất cũng như sự thoải mái. Hệ thống mild hybrid trong Audi A5 và Q5 mới bao gồm 3 thành phần chính: hệ thống truyền động (PTG), bộ khởi động máy phát điện đai (BAS) và pin lithium iron phosphate (LFP), mang lại hiệu suất nâng cao, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và giảm CO2 Emissions.
Ví dụ, A5 2.0 TDI (201 mã lực, hệ dẫn động cầu trước/quattro) có mức tiêu hao nhiên liệu hỗn hợp 5,7–4,8L/100km. Lượng khí thải CO2 kết hợp trong 150–125 g/km, lớp CO2: E–D), có thể tiết kiệm tới 10 g/km hoặc 0,38 l/100 km, và trong 3.0 TFSI với động cơ V6 (362 mã lực, hệ dẫn động quattro) có mức tiêu thụ nhiên liệu 8,0–7,4L/100 km; lượng khí thải CO2 kết hợp 182–169 (g/km), lớp CO2: G–F), có thể tiết kiệm tới 17 g/km hoặc 0,74 l/100 km (theo WLTP).
Máy phát điện như mô-đun cải thiện hiệu suất hoạt động
Một ưu điểm khác là hệ thống MHEV plus cải thiện hiệu suất và sự thoải mái khi lái xe. Mô-đun truyền động điện nhỏ gọn nhưng mạnh mẽ trong hệ thống MHEV plus mới là máy phát điện (PTG).
Thành phần này thể hiện sự khác biệt lớn nhất so với công nghệ MHEV trước đây của Audi, hoạt động độc quyền với bộ khởi động máy phát điện bằng dây đai.
Hệ truyền động (PTG) bổ sung công suất trực tiếp trên trục đầu ra của hộp số, nâng công suất lên 24 mã lực (18 kW) cho mỗi trục. Mô-đun cho phép đạt mô-men xoắn tối đa 230 Nm ngay khi xe khởi động. Hộp số nhỏ gọn của PTG hoạt động với tỷ số 3,6:1. Tốc độ tối đa của MHEV plus đạt 130-140 km/h.
Hệ thống này còn có nhiệm vụ thu hồi năng lượng từ phanh tái sinh, giảm tần suất sử dụng phanh cơ học, giúp má phanh hạn chế mài mòn cũng nhưu cải thiện hiệu quả. Cấu hình PTG có thể sử dụng đối với xe dẫn động cầu trước và dẫn động 4 bánh mà không cần sửa đổi.
Để đáp ứng các yêu cầu cao về sự thoải mái của hệ thống, cần đảm bảo khả năng kiểm soát chính xác mô-men xoắn, dòng điện và tốc độ của động cơ điện. Phạm vi nhiệt độ hoạt động kéo dài từ -40 đến 75 độ C.
Phát triển tập trung vào yêu cầu của khách hàng
Audi đã phát triển công nghệ MHEV plus với tầm nhìn hướng tới các yêu cầu của khách hàng trong tương lai.
Đối với động cơ truyền thống có sẵn công nghệ start-stop thế hệ đầu tiên hoặc hệ thống hybrid nhẹ (Mild Hybrid) dựa vào các thành phần để tối ưu hiệu suất, chẳng hạn như tắt động cơ khi xe dừng, chạy trớn bằng điện, ngắt động cơ xăng thông qua bộ pin 12V hoặc 48V.
Những lợi ích của công nghệ mới gồm: hoạt động start-stop, chạy trớn không phát thải, tái tạo năng lượng, lái xe thuần điện. Điển hình như đỗ xe hoặc lái xe chế độ thuần điện, tăg cường hiệu suất và hỗ trợ động cơ đốt trong.
Đặc biệt là có thể lái xe ở chế độ thuần điện hoàn toàn, động cơ đốt trong sẽ tắt lâu hơn, phù hợp cho các chuyến đi trong đô thị hoặc cao tốc.
Ở tốc độ bắt đầu 0 km/h đến mức tối đa 140 km/h, PTG có thể hỗ trợ động cơ đốt trong, MHEV plus cung cấp đầu ra điện bổ sung lên đến 24 mã lực (18 kW), cho phép động cơ đốt trong hoạt động hiệu quả nhất có thể.
Trong khoảng tốc độ này, PTG có thể phục hồi lên đến 33,2 mã lực (25 kW) năng lượng thông qua phanh tái sinh.
Hệ thống kiểm soát phanh có khả năng hòa trộn tích hợp đảm bảo phanh không có áp lực và phanh tái tạo tối ưu, thường không sử dụng phanh ma sát. Nhờ máy nén điều hòa không khí điện, MHEV plus cũng cho phép hoạt động liên tục của hệ thống điều hòa không khí ngay cả khi động cơ đốt trong đã tắt, chẳng hạn như khi chờ đèn đỏ.
BAS, pin lithium-ion và iBRS: Sự kết hợp lý tưởng
Là một phần của công nghệ MHEV plus, bộ khởi động máy phát điện dây đai (BAS) đảm nhận nhiệm vụ khởi động động cơ và cung cấp năng lượng điện cho pin.
Hệ thống truyền động bằng dây đai mang lại lợi thế về mặt âm thanh so với bộ khởi động bánh răng, đồng thời giúp động cơ đốt trong khởi động ở tốc độ cao hơn; cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu và mang lại sự thoải mái hơn khi khởi động.
Ngoài ra, BAS có thể thu hồi năng lượng của động cơ khi tắt và đặt các xi-lanh vào vị trí tối ưu để tái khởi động. Pin lithium-ion sử dụng công nghệ lithium sắt photphat (LFP) có dung lượng 37 Ah, tương đương khoảng 1,7 kWh. Công suất xả tối đa của pin đạt 24 kW.
Do các yêu cầu cung cấp công suất và mô-men xoắn, pin được tích hợp vào mạch làm mát bằng nước nhiệt độ thấp, đảm bảo điều kiện tối ưu trong khoảng từ 25 đến 60 độ C. Đây là lần đầu tiên Audi sử dụng pin LFP cho các hệ thống mild hybrid của mình.
Hệ thống kiểm soát phanh tích hợp (iBRS) đóng vai trò quan trọng trong quá trình thu hồi năng lượng. Trên các mẫu xe trang bị công nghệ MHEV plus, iBRS đảm bảo phanh không áp suất và đạt được sự giảm tốc cần thiết thông qua phanh tái tạo mà không sử dụng phanh bánh xe cơ học. Phanh cơ học chỉ được áp dụng khi bàn đạp phanh bị đạp mạnh hơn. Điều này không ảnh hưởng đến cảm giác phanh.
Khả năng vận hành tiên tiến của MHEV plus
Trong một hệ thống hybrid, quy tắc chung là pin hoạt động hiệu quả nhất khi sạc từ 50 - 60%. Ở mức này, pin cung cấp dòng điện cao cho động cơ điện và hấp thụ dòng sạc lớn khi thu hồi năng lượng.
Trọng tâm của hệ thống hybrid không nằm ở phạm vi di chuyển bằng điện mà ở khả năng xả và sạc pin trong các chu kỳ. Điều này giúp thu hồi và tái sử dụng năng lượng một cách hiệu quả nhất cho hệ truyền động.
Với công nghệ MHEV plus, phần mềm điều khiển đánh giá trạng thái vận hành của xe để tối ưu sự phối hợp giữa động cơ đốt trong, PTG và BAS.
Các giá trị đặc trưng cho việc tối ưu hai động cơ điện và mức mô-men xoắn mong muốn để truyền động hoặc phục hồi năng lượng lưu trữ để vận hành hệ thống một cách ổn định.
Hệ thống điều khiển có thể điều chỉnh linh hoạt theo từng tình huống cụ thể. Vì khả năng vận hành của các mô-tơ điện bổ sung được tối ưu hóa riêng cho từng loại động cơ đốt trong, kết quả là mức tiêu thụ nhiên liệu thấp nhất có thể không ảnh hưởng đến hiệu suất lái.
Ví dụ, trong chế độ D, toàn bộ công suất điện bổ sung tối đa 18 kW chỉ được áp dụng bởi máy phát điện hệ truyền động bắt đầu từ khoảng 80 phần trăm bàn đạp ga hoặc đạp mạnh chân ga. Trong chế độ S, công suất bổ sung có sẵn ở dải ga thấp
Ngoài ra, chế độ D, PTG có thể tách ra từ 85 km/h để ngăn chặn hao phí trong động cơ điện PTG khi lái xe ở tốc độ không đổi với động cơ đốt trong trên các xa lộ và cao tốc. Tuy nhiên, trong chế độ S, PTG duy trì sức mạnh ở dải 5.550 vòng/phút, đảm bảo phản hồi nhanh chóng.
Về chế độ lái D và S, khả năng vận hành phân biệt rõ rệt do SoC (trạng thái sạc) của pin 48 V.
Ở chế độ D, mức SoC trung bình từ 50-55% giúp cân bằng tối ưu giữa việc hỗ trợ động cơ đốt trong và khả năng vận hành điện, chẳng hạn như khi đỗ xe hoặc di chuyển chậm. Mức SoC này cũng đủ để lưu trữ năng lượng thu hồi từ các pha phanh nhẹ và kéo dài, như khi dừng đèn đỏ hoặc khi vào khu đô thị.
Ở chế độ S, mức SoC mục tiêu khoảng 70% đảm bảo nguồn năng lượng lớn hơn để hỗ trợ động cơ đốt trong khi lái xe thể thao. Vì lái xe thể thao thường có các pha phanh ngắn và gấp, lượng năng lượng thu hồi được cũng ít hơn.
Hệ thống máy phát điện của hệ truyền động không chỉ cải thiện hiệu suất còn nâng cao cảm giác lái. Mô-men xoắn bổ sung giúp xe phản ứng nhanh hơn với thay đổi tải trọng và tăng tốc linh hoạt hơn khi thoát khỏi góc cua.
Các phản ứng chân ga được tinh chỉnh khác nhau giữa chế độ D và S để đảm bảo sự êm ái hơn trong chế độ D và cảm giác thể thao, nhạy bén hơn trong chế độ S.
Các mẫu xe MHEV plus có thể chạy hoàn toàn bằng điện khi xe di chuyển vào khu đô thị. Trong trường hợp hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng (ACC) vượt quá ngưỡng nhất định, động cơ đốt trong sẽ khởi động để đảm nhận việc truyền động.
- Nếu SoC hiện tại thấp hơn SoC mục tiêu, động cơ đốt trong sẽ khởi động sớm hơn để tránh tiêu hao thêm năng lượng từ pin và giúp sạc lại pin thông qua BAS và PTG.
- Nếu SoC hiện tại cao hơn SoC mục tiêu, động cơ đốt trong sẽ khởi động muộn hơn, chỉ khi cần công suất cao hơn. Điều này giúp pin 48V xả xuống mức SoC mục tiêu để có đủ dung lượng lưu trữ năng lượng thu hồi trong tương lai.
Khi tốc độ xe tăng, ngưỡng kích hoạt động cơ đốt trong giảm dần. Đồng nghĩa ở dải tốc độ cao, động cơ đốt trong sẽ đảm nhận nhiều hơn. Nhờ vào sự kết hợp giữa hệ truyền động điện và nhiên liệu, mức hiệu suất cải thiện rõ rệt, giúp xe có phạm vi di chuyển tốt hơn và phù hợp hơn cho các hành trình dài, đồng thời mang lại sự thoải mái tối ưu cho người lái.
Tuy nhiên công nghệ MHEV plus sẽ không được cung cấp tại thị trường Mỹ do nhu cầu khác biệt của khách hàng.
Tham khảo Audi
