خودروی هیبریدی چیست و چگونه عمل میکند؟

خودروی هیبرید ، خودرویی است که از دو منبع انرژی مختلف برای به حداکثر رساندن راندمان و کارایی استفاده می‌کند. هیبرید به این معنی است که ترکیب کردن انرژی الکتریکی ذخیره شده در باتری‌ها با انرژی احتراقی سوخت‌هایی چون بنزین، دیزل و یا گاز مایع یک خودروی هیبریدی را می‌سازد. البته موضوع پیچیده‌تر از این حرف‌ها است زیرا در سیستم‌های هیبریدی متفاوت انرژی الکتریکی شاید مثلاً توسط پیشرانه‌ی احتراق داخلی و یا از ترمزهای احیا شونده تولید شود درحالی‌ که در دیگر سیستم‌ها شما می‌توانید برای شارژ باتری‌ها از پریز برق استفاده نمایید.

همچنین تفاوت‌هایی در چگونگی استفاده از الکتریسیته‌ی ذخیره شده وجود دارد. برخی سیستم‌های هیبرید شاید به‌طور انحصاری توسط یک یا بیش از یک پیشرانه‌ی الکتریکی و پیشرانه‌ی احتراق داخلی حرکت کنند که اکثراً به عنوان هیبریدهای گسترش دهنده‌ی محدوده‌ی حرکتی شناخته می‌شوند. دیگر خودروها پیشرانه‌هایی الکتریکی دارند که می‌توانند هم‌زمان با پیشرانه‌ی احتراق داخلی عمل کنند و یا از تنظیماتی برخوردار هستند که می‌تواند بین این دو پیشرانه به‌طور متناوب سوئیچ نماید.

خودروهای بنزینی شامل یک باک بنزین میباشند که منبع ذخیره کننده بنزین موتور است و موتور نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی را به چرخ ها میرساند. در مقابل در خودروهای الکتریکی یک مجموعه از باتری ها وجود دارد که الکتریسیته مورد نیاز موتور الکتریکی را فراهم میکند و موتورالکتریکی نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی خود را به چرخ ها میرساند. تعداد زیادی از مردم خودروهای هیبریدی را در مکانهایی دیده اند .مثلا در لوکوموتیوها، بیشتر لوکوموتیو ها از سیستم هیبریدی دیزل-الکتریکی بهره میبرند و یا در شهرها اتوبوس هایی با همین سیستم دیزل-الکتریکی وجود دارند .این اتوبوس ها که به نوعی تراموا هستند، وقتی که به سیمهای برق بالای سقف خود دسترسی دارند از نیروی پیشرانه الکتریکی خودبهره میبرند و زمانی که به این کابل های برق دسترسی ندارند با پیشرانه دیزل خود به حرکت ادامه میدهند. زیر دریایی ها نیز نوعی ماشینهای هیبریدی هستند  که معمولا با یکی از سیستمهای  هسته ای – الکتریکی و یا دیزل – الکتریکی  کار می کنند. بطور کلی تمام وسایل نقلیه ای که از ادغام دو و یا چند پیشرانه انتقال نیرو که بطور مستقیم و یا غیر مستقیم به سیستم انتقال قدرت وابسته هستند را ماشینهای هیبریدی میگویند. بیشتر خودروهای هیبریدی تولید شده تاکنون از نوع بنزینی – الکتریکی هستند گرچه بعضی از خودروسازها مانند پژو سیتروئن خودروهای هیبریدی از نوع دیزل – الکتریکی نیز تولید کرده اند .

سیستم هیبریدی بنزینی – الکتریکی
موتور بنزینی : 
موتور بنزینی که در این خودرو وجود دارد شباهت زیادی به همان موتورخودروهای بنزینی دارد. ولی این موتور کوچکتر و نیز دارای تکنولوژی  بالاتری نسبت به خودروهای معمولی است که باعث کاهش الودگی و افزایش کارایی میشود.

باک بنزین :
باک بنزین در این نوع خودروها محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی است.

موتور الکتریکی :
موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی خیلی پیشرفته هستند این موتور پیشرفته هم به عنوان یک موتور قادر به انجام کار است و هم به عنوان ژنراتور هم عمل میکنند.  به عنوان مثال زمانی که به این موتور نیاز است، موتور با استفاده از باتری ها قادر خواهد بود شتاب مورد نظر را ایجاد کند و زمانی که خودرو نیازی به موتور الکتریکی ندارد ،مثلا در یک سراشیبی در حال حرکت است این موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور نیرو را به باتری ها بر میگرداند.

ژنراتور :
ژنراتور بسیار شبیه به موتور الکتریکی است با این تفاوت که ژنراتور فقط وظیفه تامین الکتریسیته مورد نیاز موتور را بر عهده دارد، ژنراتور بیشتر در خودروهای هیبریدی سری به کار میرود.

باتری :
باتری ها در خودروی هیبریدی یک وسیله ذخیره انرژی برای موتورالکتریکی هستند. موتورهای الکتریکی علاوه بر کار فوق میتوانند انرژی را به باتری پس دهند.

هیبریدهای سری

در هیبریدهای سری ، خودرو به تنهایی توسط الکتریسیته حرکت می‌کند و درحالی‌ که شما در حال رانندگی هستید، پیشرانه‌ی احتراق داخلی با شارژ کردن باتری‌ها به محدوده‌ی حرکتی شما اضافه می‌کند. هیبریدهای سری می‌توانند بسیار پاک باشند زیرا تمام اهداف و نیات یک خودروی تمام الکتریکی را در مسافت‌های کوتاه برآورده می‌کند. بزرگ‌ترین نقطه‌ ضعف این سیستم‌ها هزینه‌ی بالا است. با تکنولوژی زمان کنونی، باتری‌های بزرگ‌تر موردنیاز هیبریدهای سری گران‌تر از باتری‌های کوچک‌تر سیستم‌های هیبریدی موازی هستند. هزینه‌ی اضافی و پیچیدگی ژنراتور احتراق داخلی می‌تواند این خودروها را حتی گران‌تر از خودروهای الکتریکی خالص کند.

هیبریدهای موازی

سیستم سینرژی هیبرید تویوتا بی‌شک شناخته‌شده‌ترین مثال سیستم‌های هیبرید موازی است. خودرو در ابتدا با پیشرانه‌ی احتراق داخلی حرکت می‌کند اما واحد الکتریکی نیز به همین قوای محرکه متصل می‌شود بنابراین می‌تواند قدرت بیشتری را در هنگام شتاب‌گیری‌ها ایجاد کند. به همین دلیل در مصرف سوخت صرفه‌جویی می‌شود.
هیبرید موازی می‌تواند به تنهایی با حالت الکتریکی نیز عمل کند اگرچه که معمولاً تنها در سرعت‌های پایین و برای رانندگی در شهر و محدوده‌های بسیار محدود این کار صورت می‌پذیرد. البته اندازه‌ی کوچک باتری‌ها باعث می شود که رسیدن به حداکثر ظرفیت شارژ به سرعت امکان‌پذیر شود و هرگز نگرانی از بابت محدوده‌ی حرکتی وجود نخواهد داشت.
حتی اگر شارژ باتری‌ها به‌طور کامل تخلیه شود شما می‌توانید به تنهایی با پیشرانه‌ی احتراق داخلی به رانندگی خود ادامه دهید. این سیستم به همراه هیبریدهای ملایم عموماً به عنوان بهترین گزینه‌های هیبریدی در نظر گرفته می‌شوند. همچنین یادآوری این نکته مهم است که حالت الکتریکی هرچند در شهر از آلودگی جلوگیری می‌کند اما الکتریسیته‌ای که شما استفاده می‌کنید عموماً با سوختن سوخت در پیشرانه تولید می‌شود. معنی سخن این است که رانندگی در حالت فقط الکتریکی در حقیقت راندمان کمتری نسبت به حالت هیبریدی دارد.

هیبریدهای ملایم

سیستم هیبرید ملایم (Mild) اساساً مشابه سیستم هیبرید موازی است و در آن پیشرانه‌ی الکتریکی در زمان نیاز خودرو به قدرت بیشتر با پیشرانه‌ی احتراق داخلی همکاری می‌کند.
به عنوان نتیجه این سیستم عموماً از کوچک‌ترین باتری‌ها استفاده می‌کند و به تنهایی نیز نمی‌تواند با باتری‌ها کار کند. البته شما از مزیت‌های کاهش مصرف سوخت بهره مند می‌شوید و انرژی‌ای که معمولاً در هنگان ترمز گیری هدر می‌رود می‌تواند به الکتریسیته تبدیل شده و در باتری‌ها ذخیره شود و در هنگام نیاز به سیستم رانندگی وارد گردد. درحالی‌که این سیستم به عنوان هیبرید ملایم طبقه‌بندی شده اما این همیشه تعریفی مناسب نیست. فراری لافراری ۹۶۳ اسب بخاری از سیستمی شبیه این سود می‌برد که با نیروی الکتریکی می‌تواند به کارایی بسیار بالایی دست پیدا کند.

پلاگین هیبریدها

سیستم‌های پلاگین هیبرید یا PHEV تازه‌ترین نوع قوای محرکه هستند و به سرعت محبوبیت خود را افزایش داده‌اند. این سیستم‌ها با اضافه کردن باتری‌های بزرگ‌تری که می‌تواند از منبع انرژی خارجی تغذیه شود اساس مفهوم هیبریدهای موازی را به خودروهای تمام الکتریکی نزدیک‌تر کرده‌اند.
خودروهای هیبرید موازی به‌طور چشمگیری با آپشن پلاگین هیبریدی سفارش داده می‌شوند بنابراین برای مثال می‌توان جدیدترین نسخه‌ی تویوتا پریوس PHEV را نام برد.
جدای از پریوس، دیگر خودروهای پلاگین هیبریدی هم وجود دارند که در بین دوست داران خودرو از محبوبیت بالایی برخوردارند از جمله شاسی‌ بلند میتسوبیشی اوت لندر، مرسدس C350e و ولوو V60. ابرخودروهای مک لارن P1 و پورشه ۹۱۸ نیز در این دسته جای می‌گیرند.

 

 

 

2 thoughts on “خودروی هیبریدی چیست و چگونه عمل میکند؟

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *