خودروهای هیبریدی (Hybrid Cars)

حتماً اسم خودروهای هیبریدی(هایبرید) به گوش شما آشناست. به طورکلی، هیبرید یعنی ترکیبی که از دو عنصر  مجزا تشکیل شده باشد. اما در صنعت خودرو به خودروهایی اطلاق می شود که دو موتور مجزا یکی موتور بنزینی یا دیزلی و دیگری موتور الکتریکی. اغلب از ترکیب موتورهای بنزینی و الکتریکی در طراحی خودروهای هیبریدی استفاده می شود. این خودروها به دلیل مصرف کم تر سوخت های فسیلی و جایگزینی هرچه بیش تر آن با انرژی الکتریکی و در نتیجه آلایندگی کم تر، اهمیت بسیار بالایی در بحث کاهش آلودگی هوا دارند. شکی نیست که در آینده به تدریج این خودروها، جای خودروهای بنزینی و دیزلی را خواهند گرفت.

در خودروهای هیبریدی، موتور بنزینی به دلیل این که کوچک تر شده است، بهره وری آن بالاتر یا به عبارتی مصرف سوخت آن پایین تر رفته است. به عبارت بهتر، هنگامی که دو خودرو با سرعت یکسان در جاده در حال حرکت باشند و یکی دارای موتور کوچک تری نسبت به دیگری باشد؛ با وجود این که هر دو قدرت موتور یکسانی تولید می کنند، خودرویی که موتور کوچک تری دارد، مصرف آن کم تر است.

یکی از برترین مزیت های خودروهای هیبریدی، قابلیت مهار و بازیابی انرژی جنبشی در ترمزهای آن ها است. همان طورکه می دانید، هنگام ترمز کردن، انرژی جنبشی خودرو در ترمزها به صورت گرما هدر می رود. در خودروهای هیبریدی، سیستمی طراحی شده است که می تواند با دریافت این انرژی در حال اتلاف، آن را به شکل انرژی الکتریکی در باتری خودرو ذخیره کند تا در راه اندازی موتور الکتریکی خودرو مورد استفاده قرار گیرد.

در خودروهای هیبریدی یکی از راه های کاهش مصرف سوخت و در نتیجه آلایندگی خودرو، افزایش قابلیت آیرودینامیکی آن است که این امر با حذف بخش های اضافی روی بدنه خودرو حاصل می شود و مقاومت باد در مقابل حرکت خودرو کاهش می یابد. طبیعی است خودرو برای غلبه بر این مقاومت، نیاز به انرژی کم تری خواهد داشت. در این مقاله قصد داریم به بررسی بخش های مختلف یک خودروی هیبریدی بپردازیم. این بخش ها عبارتند از: (1) موتور بنزینی، (2) موتور الکتریکی، (3) باتری، و (4) سیستم انتقال قدرت که در ادامه به بررسی هر کدام از آن ها پرداخته می شود.

(1) موتور بنزینی: موتور بنزینی در خودروهای هیبریدی کاملاً مشابه موتور خودروهای عادی است، با این تفاوت که نسبت به آن، پیشرفته تر و آلایندگی آن کم تر است. لازم به توضیح است، باک بنزین در خودروهای هیبریدی، محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی به شمار می رود.

(2) موتور الکتریکی: موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی، هم به عنوان موتور، نیروی محرکه را تأمین می کند و هم به عنوان ژنراتور، برق اتلافی را مجدداً در باتری ذخیره می کند. به عنوان مثال، زمانی که به موتور الکتریکی نیاز است، این موتور با استفاده از باتری ها، شتاب مورد نظر را ایجاد می کند و زمانی که به آن نیازی نیست، مثلاً در سراشیبی ها، به عنوان ژنراتور عمل می کند و برق اتلافی را به باتری بر می گرداند.

(3) باتری: برخلاف بنزین موجود در باک بنزین  که می تواند فقط به موتور بنزینی سوخت برساند، نقش باتری ها در خودروی هیبریدی، ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی است. البته موتور الکتریکی نیز به نوبه خود می تواند در مواقعی که اتلاف انرژی رخ می دهد، انرژی را به باتری پس دهد.

 (4) سیستم انتقال قدرت: به طور کلی دو نوع سیستم انتقال قدرت در خودروهای هیبریدی وجود دارد: (الف) موازی و (ب) سری. در سیستم انتقال قدرت موازی، باک بنزین، سوخت را به موتور بنزینی می رساند و باتری ها نیز الکتریسیته را به موتور الکتریکی می رساند و هر دو موتور بنزینی و الکتریکی  هم زمان به سیستم انتقال قدرت متصل می شوند و در نهایت، قدرت موتور به چرخ ها می رسد. توجه داشته باشید که باک بنزین و موتور بنزینی به سیستم انتقال قدرت متصل هستند. باتری  ها و موتور الکتریکی نیز اغلب به طور مستقل و جداگانه به سیستم انتقال قدرت متصل می شوند. به عبارت بهتر، در سیستم انتقال قدرت موازی،  هر دو موتور بنزینی و الکتریکی، نیروی محرکه مورد نیاز خودرو را به طور توأماً فراهم می کنند. در سیستم انتقال قدرت سری، موتور بنزینی، ژنراتور را به حرکت در می آورد و ژنراتور می تواند باتری ها را شارژ کند یا به موتور الکتریکی قدرت بدهد که این موتور نیز به سیستم انتقال قدرت متصل است. بنابراین موتور بنزینی در سیستم انتقال قدرت سری، هرگز به طور مستقیم  قدرت موتور را به چرخ ها منتقل نمی کنند.

در فیلم زیر (دانلود) که توسط تیم 1Car ترجمه و زیرنویس شده است، چگونگی عملکرد این خودروها به خوبی نمایش داده شده است.

لینک دانلود ویدئو

در خاتمه امیدواریم 1Car توانسته باشد تا حد امکان اصول و مفاهیم مرتبط با خودروهای هیبریدی را شرح بدهد. طبق روال همیشه، این نظرات و پیشنهادات شماست که به بهبود هرچه بیش تر محتوای سایت کمک می کند.