Nguyên lý hoạt động của hệ thống Hybrid trên các dòng xe Hàn Quốc

Hệ truyền động hybrid trên các dòng xe đến từ tập đoàn Hyundai Motor Group (bao gồm cả hai thương hiệu Hyundai và Kia) được xây dựng trên một nền tảng kỹ thuật chung mang tên TMED (Transmission Mounted Electric Device). Khác với cấu trúc power-split (e-CVT) phổ biến của Toyota hay hệ thống e:HEV của Honda, Hyundai và Kia lựa chọn hướng đi kết hợp động cơ tăng áp, motor điện và hộp số tự động 6 cấp có cấp số thực.

Kiến trúc này được áp dụng rộng rãi trên nhiều mẫu xe gầm cao lẫn sedan của cả hai hãng như Hyundai Santa Fe Hybrid, Tucson Hybrid, Kia Sorento Hybrid, Sportage Hybrid hay Carnival Hybrid.

1. Kiến trúc hai motor điện (P0 và P2)

Hệ thống Turbo Hybrid của Hyundai-Kia sử dụng hai motor điện riêng biệt đảm nhận các vai trò kỹ thuật khác nhau:

• Motor truyền động chính (P2): Đặt kẹp giữa động cơ xăng 1.6L tăng áp và hộp số tự động 6 cấp. Motor này sở hữu công suất trung bình từ 44 kW đến 54 kW tùy từng dòng xe, truyền lực trực tiếp tới bánh xe thông qua hộp số khi xe di chuyển ở chế độ thuần điện (EV mode) hoặc hỗ trợ tăng tốc.
• Motor khởi động kiêm máy phát (HSG - Hybrid Starter Generator / P0): Lắp trên lốc máy và kết nối bằng dây curoa chịu lực. Motor HSG có nhiệm vụ quay để khởi động động cơ xăng một cách êm ái, đồng thời hoạt động như một máy phát điện cao áp để thu hồi năng lượng nạp lại cho pin.

2. Ly hợp đơn và hộp số tự động 6 cấp

Điểm đặc trưng nhất trên các dòng xe hybrid của Hyundai và Kia là việc giữ lại hộp số tự động 6 cấp dùng biến mô truyền thống.

• Ly hợp động cơ (Engine Clutch): Nằm giữa động cơ đốt trong và motor điện P2.
• Chế độ thuần điện (EV Mode): Ly hợp tách hoàn toàn động cơ xăng. Motor P2 vận hành độc lập và truyền lực qua toàn bộ 6 cấp số. Người lái vẫn cảm nhận được quá trình chuyển số nhẹ nhàng dù động cơ xăng không hoạt động.
• Chế độ kết hợp (HEV Mode): Khi cần thêm công suất hoặc dung lượng pin xuống thấp, motor HSG quay để đưa động cơ xăng 1.6L đạt đúng tốc độ vòng tua. Sau đó, ly hợp đóng lại để kết hợp sức kéo từ cả hai nguồn năng lượng truyền qua hộp số.

3. Động cơ đốt trong và hệ thống quản lý nhiệt

Cung cấp năng lượng chính cho toàn hệ thống là khối động cơ xăng Smartstream 1.6L Turbo 4-xi-lanh:

• Hệ thống nạp và làm mát khí nạp: Không khí qua lọc gió được đưa vào bộ tăng áp đặt phía sau động cơ, đi qua hệ thống làm mát khí nạp dạng khí-đối-khí (Air-to-Air Intercooler) đặt ở mặt trước xe trước khi vào cổ nạp.
• Công nghệ nhiên liệu và van biến thiên: Động cơ sử dụng công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp (GDI) kết hợp hệ thống van biến thiên liên tục CVVD (Continuously Variable Valve Duration) trên cả van nạp và van xả.
• Hệ thống làm mát hai vòng tuần hoàn: Khoang máy bố trí hai bình nước làm mát riêng biệt. Một đường làm mát nhiệt độ cao cho động cơ đốt trong và một đường làm mát nhiệt độ thấp độc lập cho hệ thống điện tử công suất (HPCU).

4. Hệ thống điện tử công suất và dẫn động 4 bánh AWD

• Bộ điều khiển công suất Hybrid (HPCU): Đặt ngay phía trên cụm hộp số, tích hợp bộ biến đổi điện áp DC-DC và bộ đảo chiều (inverter). Cụm này chuyển đổi điện áp giữa pin cao áp và các motor, đồng thời cấp nguồn cho lốc điều hòa chạy điện và hệ thống điện 12V.
• Hệ dẫn động AWD cơ khí: Trái ngược với phong cách dùng motor điện riêng cho cầu sau (e-AWD) của một số đối thủ, phiên bản AWD trên các dòng xe hybrid của Hyundai và Kia vẫn duy trì trọn vẹn cơ cấu cơ khí gồm hộp số phụ (transfer case), trục truyền động (propshaft) và vi sai cầu sau tích hợp bộ ly hợp nhiều đĩa điều khiển điện tử.

Hệ thống Turbo Hybrid trên các dòng xe Hyundai và Kia mang lại tổng công suất phổ biến từ 227 đến 232 mã lực. Sự kết hợp giữa động cơ tăng áp, motor điện và hộp số tự động có cấp giúp các mẫu xe hybrid Hàn Quốc cân bằng giữa mức tiêu hao nhiên liệu tối ưu và cảm giác lái tự nhiên.