خودرو هیبرید چیست و چگونه کار می کند؟🤔

در این مقاله اصول اولیه فناوری خودرو هیبریدی و همچنین تفاوت بین خودروهای موازی، سری و پلاگین هیبریدی را می آموزید. در ادامه با SKP همراه باشید؛

تکنولوژی هیبرید چیست؟

به‌طور ساده، یک خودرو هیبریدی حداقل یک موتور الکتریکی را با یک موتور بنزینی ترکیب می‌کند تا به حرکت درآید و سیستم آن انرژی را از طریق ترمز احیاکننده بازیابی می‌کند. گاهی موتور برق همه کارها را انجام می دهد، گاهی موتور بنزینی یا گازی است و گاهی با هم کار می کنند.

نتیجه سوخت کمتر بنزین و در نتیجه مصرف سوخت بهتر است. افزودن نیروی الکتریکی حتی می تواند عملکرد خودرو را در موارد خاصی افزایش دهد.

با همه این‌ها، الکتریسیته از یک بسته باتری ولتاژ بالا (جدا از باتری ۱۲ ولتی معمولی خودرو) می آید که با گرفتن انرژی ناشی از کاهش سرعت که معمولاً در اثر گرمای تولید شده توسط ترمز در خودروهای معمولی از دست می رود، دوباره پر می شود. (این از طریق سیستم ترمز احیا کننده اتفاق می افتد).

خودروهای هیبریدی همچنین از موتور گازی برای شارژ و نگهداری باتری استفاده می کنند. شرکت‌های خودروسازی از طرح‌های هیبریدی متفاوتی برای انجام ماموریت‌های مختلف استفاده می‌کنند، از حداکثر صرفه‌جویی در مصرف سوخت گرفته تا کاهش هزینه‌های خودرو تا حد امکان.

خودرو هیبرید چطور کار می کند؟

“خودرو هیبریدی” یک اصطلاح فراگیر برای هر خودرویی است که دارای موتور احتراق داخلی (ICE) و موتور الکتریکی است. خودروهای هیبریدی نیز با دو باتری عرضه می‌شوند: یکی برای ICE و دیگری برای موتور الکتریکی.

درواقع، یک خودرو هیبرید به طور یکپارچه قدرت موتور بنزینی را با کارایی موتور الکتریکی ترکیب می کند. در یک ماشین هیبریدی، باتری در حین رانندگی شارژ می شود، بنابراین همیشه بدون نیاز به اتصال به برق آماده کار است.

انواع خودروهای هیبرید کدامند؟

در حالی که شاید همه اسم خودرو هیبرید را شنیده باشند، اما اکثر مردم در واقع از انواع مختلف خودروهای هیبرید موجود در بازار بی اطلاع هستند. در ادامه این مقاله، ما نگاهی به انوع اصلی خودروهای هیبریدی خواهیم انداخت و توضیح می دهیم که چه چیزی هر یک از آنها را منحصر به فرد می کند.

هیبرید موازی (Parallel Hybrid)

در سیستم هیبرید موازی که یکی از متداول‌ترین طراحی های خودرو هیبرید می‌باشد، موتور(های) الکتریکی و موتور بنزینی در یک گیربکس مشترک وصل شده‌اند که دو منبع نیرو را با هم ترکیب می‌کند. این گیربکس می تواند اتوماتیک، دستی یا گیربکس متغیر پیوسته (CVT) باشد.

یکی از گیربکس های هیبریدی بسیار محبوب، CVT با تقسیم قدرت است که توسط تویوتا پریوس (Toyota Prius) و شورولت ولت (Chevrolet Volt) استفاده می شود. نوع گیربکس و اندازه موتور بنزینی عوامل اصلی تعیین کننده چگونگی شتاب، صدا و احساس یک خودرو هیبرید موازی هستند.

برندهایی که از طراحی موازی استفاده می کنند عبارتند از تویوتا، لکسوس، هیوندای، کیا، فورد، هوندا، لینکلن، نیسان و اینفینیتی.

هیبرید سری (Series Hybrid)

در طراحی سیستم خودرو هیبرید سری، موتور(های) الکتریکی تمام نیروی رانش را فراهم می کند و هرگز ارتباط مکانیکی فیزیکی بین موتور و چرخ ها وجود ندارد. موتور بنزینی فقط برای شارژ باتری وجود دارد. این منجر به تجربه رانندگی می‌شود که بیشتر نشان‌دهنده یک خودروی الکتریکی با شتاب نرم‌تر و قدرتمندتر است.

معمولاً هنگام درگیر شدن موتور بنزینی لرزش کمتری وجود دارد. با این حال، این درگیری همیشه مطابق با کاری که پای راست شما انجام می‌دهد اتفاق نمی‌افتد (به یاد داشته باشید، باتری خواسته‌ها را ایجاد می‌کند)، بنابراین ممکن است در حالی که ماشین با سرعت ثابت در حال حرکت است، دور موتور بالا برود. برخی این رفتار را نگران کننده می دانند.اگر یک نمونه بخواهیم برای شما مثال بزنیم، BMW i3 با افزایش برد نمونه ای از سری هیبریدی است.

افزایش دهنده برد هیبریدی (Range extender Hybrid)

افزایش دهنده برد یک واحد قدرت کمکی مبتنی بر سوخت (APU) است که با به حرکت درآوردن یک ژنراتور الکتریکی که باتری وسیله نقلیه را شارژ می کند، برد خودروی الکتریکی با باتری را افزایش می دهد. این چیدمان به عنوان پیشرانه هیبریدی سری شناخته می شود.

خودروهای هیبرید با سیستم Range extender Hybrid می توانند به عنوان یک اتومبیل تمام الکتریک به حساب بیایند. به این دلیل که موتور بنزینی نقش کمی در مقایسه با موتور الکتریکی دارد. پیشرانه بنزینی به عنوان یک ژنراتور برای شارژ باتری عمل می کند و بدین ترتیب مسافت طی شده خودرو با یک بار شارژ را افزایش می دهد. برای کسی که می خواهد یک اتومبیل تمام الکتریک داشته باشد و در عین حال مسافت زیادی را طی کند، سیستم (Range extender Hybrid) بسیار کارآمد و هوشمندانه است.

پلاگین هیبریدی (Plug-In Hybrid)

یک پلاگین هیبریدی مفهوم هیبریدی معمولی را با یک بسته باتری بسیار بزرگتر بهبود می بخشد که مانند یک ماشین الکتریکی، باید با استفاده از یک منبع برق خارجی – از خانه، محل کار یا ایستگاه شارژ عمومی، به طور کامل شارژ شود.

این مقدار بیشتر ذخیره انرژی مانند یک مخزن بنزین بزرگتر است؛ امکان رانندگی طولانی مدت تمام الکتریکی (بسته به مدل میزان مسافتی که طی می شود متفاوت است) را فراهم می کند و می تواند مصرف سوخت را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. در واقع، اگر رفت و آمد کوتاهی داشته باشید و شبانه شارژ کنید، بیشتر اوقات با برق کار خواهید کرد. اگر محدوده تمام الکتریکی را کاهش دهید، خودرو اساساً به هیبریدی موازی معمولی تبدیل می‌شود. کرایسلر پاسیفیکا پلاگین هیبریدی نمونه ای از نسل خودرو هیبرید پلاگین است. هیبریدهای پلاگین می توانند هیبرید سری یا موازی باشند. هیچ کس نگفت که این پیچیده نیست!

تغییرات در طرح هیبریدی
Variations on the Hybrid Theme

بیست سال پیشرفت، پاسخ دادن به “هیبرید چیست؟” را پیچیده تر می کند. به عنوان مثال، طراحی هیبریدی جدید هوندا، به خوبی در نوع سری یا موازی قرار نمی گیرد. در این طرح، موتور بیشتر اوقات یک ژنراتور را مانند یک هیبرید سری می چرخاند، اما در زمان های دیگر، موتور می تواند مستقیماً چرخ ها را مانند یک هیبرید موازی به حرکت درآورد. سپس هیبریدی‌های به‌اصطلاح جاده‌ای مانند هیبریدی‌های پلاگین ولوو وجود دارند که از موتور و گیربکس نسبتاً متعارف چرخ‌های جلو استفاده می‌کنند که با محور عقب با نیروی الکتریکی همراه است. ابرخودروهای آکورا NSX، بی‌ام‌و i8 و پورشه ۹۱۸ اسپایدر مشابه هستند، با این تفاوت که محورهای الکتریکی آن‌ها در جلو قرار دارند.

هیبریدهای نیمه (Mild Hybrids)

همه موارد فوق “هیبرید کامل” در نظر گرفته می شوند، به این معنی که موتور الکتریکی قادر است به تنهایی خودرو را حرکت دهد، حتی اگر برای یک مسافت کوتاه باشد. خودرو هیبرید از نوع Mild را نمی توان یک هیبرید کامل درنظر گرفت. به هنگام ترمز، این موتور برعکس کار می کند که به توقف اتومبیل کمک می کند و باتری را نیز شارژ می کند. این تکنولوژی می تواند با گیربکس دستی نیز جفت شود و شبیه سیستم KERS (سیستم استفاده از انرژی جنبشی به هنگام ترمز-Kinetic Energy Recovery System) استفاده شده در اتومبیل های فرمول یک است.

همانطور که در یک خودرو هیبرید کامل، یک موتور الکتریکی هیبریدی Mild برای کمک به موتور بنزینی به منظور بهبود مصرف سوخت، افزایش عملکرد یا هر دو وجود دارد. همچنین به عنوان استارت برای سیستم استارت-استاپ خودکار عمل می کند که در هنگام استراحت خودرو موتور را خاموش می کند تا در مصرف سوخت صرفه جویی شود.

هیبریدهای Mild که در ابتدا به عنوان وسیله‌ای ساده‌تر و ارزان‌تر برای عرضه تکنولوژی هیبریدی به بازار تصور می‌شد، اقتصاد سوخت را تا حدی که سیستم‌های هیبریدی کامل می‌توانند بهبود بخشند، بهبود نمی‌بخشند. به این ترتیب، آنها هرگز از محبوبیت یکسانی برخوردار نشدند.

با این حال، اخیراً پیشرانه‌های هیبریدی Mild در حال بازگشت هستند، همانطور که با استفاده از زیرسیستم‌های الکتریکی ۴۸ ولتی در خودروهایی مانند Ram 1500، و،، و . اساساً، شرکت‌های خودروسازی اکنون از فناوری هیبریدی Mild تقریباً برای هر مدل جدید استفاده می‌کنند. در آینده ای نه چندان دور، پاسخ به “هیبرید چیست؟” ممکن است “همه چیز” باشد.

سوالات متداول درباره خودروهای هیبرید

منبع: caranddriver.com