Không khí tồn tại trong tự nhiên như một nguồn năng lượng vô tận, đã bao giờ bạn nghĩ không khí có thể sử dụng giống như một dạng nhiên liệu dùng để chạy ô tô?

Chúng ta đều biết, nhiên liệu hóa thạch (dầu mỏ) không phải là vô tận vì vậy các nhà sản xuất ô tô toàn cầu đã tìm nguồn nhiên liệu thay thế từ vài thập kỷ nay. Trong khi chưa có nguồn nhiên liệu thay thế thực sự khả thi, các nhà sản xuất ô tô đang tìm các giải pháp để hạ thấp mức tiêu thụ nhiên liệu mà xe hybrid – kết hợp động cơ đốt trong và động cơ điện mà Toyota Prius có thể được coi là sản phẩm tiêu biểu. Sau sự khởi đầu thành công của Prius, các nhà sản xuất ô tô tiếp tục cho ra đời động cơ “Hybrid Diesel” – kết hợp động cơ diesel và động cơ điện, tuy nhiên sự đột phá này là không đáng kể. Tuy nhiên, tại triễn lãm Geneva Motoshow 2013 Peugot đã giới thiệu một dạng xe Hybrid hoàn toàn mới – “Hybrid Air” kết hợp động cơ đốt trong và khí nén để vận hành xe.

1. Sự khác biệt của Hybrid Air.

Trên các xe hybrid thông thường sử dụng động cơ điện và motor để thu năng lượng trong quá trình phanh, giảm tốc độ và nạp vào pin, khi xe chạy ở tốc độ thấp thì pin này sẽ cung cấp điện cho motor làm quay các bánh xe. Nhờ vậy, sẽ giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu của xe. Đối với Hybrid Air thay vì bố trí motor điện và máy phát, hệ thống sẽ sử dụng motor và bơm thủy lực để thu giữ năng lượng. Năng lượng thu giữ trong quá trình phanh và giảm tốc của xe không phải dưới dạng năng lượng điện mà sẽ ở dạng khí nén. Khi vận hành xe ở chế độ này thì khí nén với áp suất lớn sẽ làm quay motor thủy lực để tạo ra momen quay các bánh xe.

Cũng giống như trên các xe hybrid hiện nay, Hybrid Air sử dụng một bộ ECU điều khiển để giúp xe có thể vận hành độc lập theo 3 chế độ dựa vào điều kiện vận hành của xe:

- Chạy hoàn toàn động cơ đốt trong: khi xe yêu cầu công suất lớn, thường khi xe trên đường cao tốc.

- Chế độ hybrid - kết hợp cả động cơ đốt trong và khí nén: khi tốc độ động cơ xuống dưới

70 km/h, xe yêu cầu lực kéo lớn ở tốc độ thấp hoặc khí nén yêu cầu phải được giải phóng.

- Chạy hoàn toàn bằng khí nén: Khi đi trong thành phố.

2. Ưu điểm của Hybrid Air.

Với việc sử dụng không khí trong quá trình vận hành xe thì đây đã được coi là một bước đột phá. Sở dĩ PSA có ý tưởng thu năng lượng trong quá trình giảm tốc của xe dưới dạng khí nén thay cho điện năng như thông thường là do chi phí dành cho việc sản xuất pin dùng cho xe hybrid điện lớn hơn nhiều so với chi phí để làm bình chứa khí nén do không phải dử dụng các kim loại quý hiếm (Lithium). Bên cạnh đó, theo những thử nghiệm của Peugot trên động cơ xăng sử dụng 3 xilanh, trang bị hộp số tự động ứng dụng công nghệ Hybrid Air thì xe đạt mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình 2.9l/100 km, trong điều kiện lý tưởng mức tiêu thụ này có thể giảm xuống còn 2,0l/100km – mức tiêu thụ nhiên liệu kỷ lục của xe ô tô thương mại.

Với việc giảm mức tiêu thụ nhiên liệu như trên nên hoàn toàn dễ hiểu khi lượng khí thải do dòng xe này tạo ra có thể đáp ứng được tiêu chuẩn khí thải của bất kỳ quốc ra nào ở Châu âu – nơi có tiêu chuẩn khí thải khắt khe nhất. trong điều kiện tốt nhất Hybrid Air có thể chỉ thải ra 69g CO­­ 2 cho mỗi km di chuyển.

Nhờ hiệu suất cao của quá trình chuyển hóa năng lượng trong quá trình giảm tốc của xe để nén không khí nên “Hybrid Air” có thể chạy ở chế độ khí nén độc lập khoảng 60-80% thời gian trên đường (tùy thuộc vào mật độ giao thông). Điều này không những giúp giảm chi phí nhiên liệu mà còn giúp tránh được ô nhiễm môi trường.

Về mặt nguyên tắc, “Hybrid Air” có thể kết hợp với bất kỳ động cơ đốt trong thông thường nào và cũng không có yêu cầu gì đặc biệt về mặt cấu trúc. Vì vậy nếu thử nghiệm đạt được hiệu quả cao trên các dòng xe cỡ nhỏ thì nhà sản xuất hoàn toàn có thể nâng cấp, mở rộng và trang bị cho các xe chở khách và xe tải nhỏ và dần trở nên phổ biến đối với những người sử dụng.

3. Tương lai nào chờ đón Hybrid Air ?

Bên cạnh những ưu điểm, mẫu xe Hybrid Air mà PSA mang đến triển lãm cũng đặt ra các vấn đề mà nhà sản xuất cần khắc phục như: làm thế nào để giải phóng nhiệt sinh ra ở bình nén khí trong điều kiện khá “chật trội” do bình nén khí đặt giữa thân xe. Lưu ý, lượng nhiệt này sinh ra không hề nhỏ do sự va chạm của không khí và là nhân tố rất dễ gây ra cháy nổ.

Là một trong những mẫu Concept gây được chú ý nhất tại Geneva Motoshow 2013. Đại diện của PSA cho biết “những mẫu xe Hybrid Air đầu tiên sẽ được ra mặt tại thị trường Châu âu vào năm 2016 và chắc chắn sẽ rẻ hơn mẫu xe Toyota Prius, chúng tôi cũng hy vọng Hybrid Air sẽ chiếm được khoảng 15% thị trường xe hơi của Châu âu vào năm 2020”.

S.Hà