چرا هیبرید

امروزه با اهمیت بیش از پیش حفظ محیط زیست و هزینه های روز افزون سوخت، تکنولوژی خودروهای هیبرید توسعه یافته است، این فناوری به عنوان راه حلی مناسب برای رسیدن به این اهداف به خدمت گرفته شده است.در واقع خودروهای هیبریدی ، با کاهش مصرف سوخت و کاهش آلایندگی به این هدف کمک نموده و امکان تردد در محدوده طرح ترافیک کلان شهرها را نیز اخذ نموده اند.

این که چرا خودروسازان جهانی به سراغ عرضه مدل های محبوب و پر فروششان رفته اند و با هیبرید کردن آن ها (به معنای استفاده از دو یا چند قوای محرکه به صورت هم زمان است، به طور مثال استفاده از یک موتور بنزین سوز و یک موتور برقی برای به حرکت در آوردن وسلیه نقلیه) می روند را باید در میزان مصرف سوخت کمتر جست و جو کرد.

در جهان امروز به دلیل شرایط مالیاتی سنگین در اکثر بازارهای جهانی خودروسازان، در عین این که قیمت بنزین افت محصوصی پیدا کرده است برای مدل های پر فروش خود یک مدل هیبرید را هم در نظر می گیرند.
در کشور ما نیز دولت با قراردادن مشوق هایی همچون تعرفه کمتر واردات و اجازه حضور مدل های هیبرید در بخش های دارای طرح ترافیک و وام های با بهره کم، به دنبال این هستند تا استفاده از چنین خودروهایی عمومیت پیدا کند.

مزایا و معایب خودروهای هیبریدی چیست ؟

در این خودروها، برق مصرفی موتور برقی از طریق نسل جدید باتری‌ها، یعنی باتری‌های دوقطبی حاصل می‌شود.
موتور سوختی منبع اصلی انرژی محرکه ماشین بوده است و باتری به عنوان یک منبع کمکی عمل می‌کند و در مواقعی که خودرو به انرژی بالایی برای حرکت یا شتاب گرفتن نیاز دارد، موتور برقی نیز به صورت خودکار به کار می‌افتد. در مواقع عادی، انرژی اضافی حاصل از موتور سوختی از طریق دینام در باتری ذخیره می‌شود و به این طریق اتلاف انرژی موتور سوختی به شدت کاهش می‌یابد، مصرف سوخت کمتر شده است و آلودگی هوایی ناشی از خودروها کاهش می‌یابد.

خودروهای هیبریدی عموما از دو موتور بنزینی و برقی در کنار یکدیگر بهره می برند و در دو نوع پلاگ این هیبرید و هیبرید تولید می گردند که در نمونه اول برای شارژ باطری به برث شهری نیاز دارید و در نمونه دوم که متدوال تر نیز می باشد باطری ها در حین حرکت توسط انرژی حاصله از گرمای ترمزها شارژ می شوند.
خودروهای هیبریدی هنگامی از مزایای زیر سود می برند که در حالت اقتصادی رانده شوند. اگرچه با رانندگی اقتصادی (به عنوان مثال شتاب گیری آرام در کنار ترمز گیری آرام) هر خودرویی کم مصرف تر عمل می کند اما هیبریدی ها با توجه به این در سرعت های پایین و در حالت کارکرد درجا صرفا از موتور الکتریکی تغذیه می شوند میزان مصرف سوخت به طرز قابل توجهی تا ۴٫۵ لیتر در هر صد کیلومتر کاهش می یابد.
خصوصا اینکه تمام خودروهای هیبریدی از کامپیوتر دقیق نشانگر مصرف سوخت و نشانگر میزان شارژ باطری بهره‌مند هستند تا راننده از نحوه رانندگی خود به صورت لحظه ای مطلع گردد. با این توصیف می توان گفت که رانندگان خودروهای هیبریدی چالش اقتصادی رانندگی کردن را بهتر از دیگر راننده ها خواهند آموخت.

خودروهای هیبریدی یک ترکیب بهینه از اجزای مختلف هستند:

  • کنترل کننده ها / موتور کشنده الکتریکی
  • سیستم های ذخیره کننده انرژی الکتریکی (همچون باتری ها و فراخازن ها)
  • واحد توان هیبریدی همچون موتور احتراق جرقه ای
  • موتورهای انژکتور مستقیم احتراق تراکمی (دیزل) توربین های گازی و پیل های سوختی
  • سیستم های سوخت رسانی برای واحد توان هیبریدی
  • جعبه دنده (گیربکس)

برای کمک به گازهای خروجی و بهبود کارایی های خودرو ، اجزاء وسیستم های زیر بواسطه تحقیق و توسعه اصلاح شدند :

  • سیستم های کنترل گازهای خارجی
  • مدیریت انرژی و کنترل سیستم ها
  • مدیریت حرارتی اجزاء
  • وزن پایین و ایرودینامیک بدنه/شاسی
  • مقاومت غلطشی پایین (شامل طراحی بدنه و تایرها )
  • کاهش بار لوازم اضافی عملکرد خودروی هیبریدی

خودروهای هیبریدی به وسیله دو منبع انرژی – یک واحد تبدیل انرژی (همچون یک موتور احتراق یا پیل سوختی) و یک وسیله ذخیره انرژی (هم چون باتری هل یا فرا خازن ها) توان می گیرند. واحد تبدیل انرژی امکان قدرت گرفتن از بنزین، متانول، گاز طبیعی فشرده، هیدروژن یا سوخت های جانشین دیگر را دارد. خودروهای هیبریدی این پتانسیل را دارند که ۲ تا ۳ برابر راندمان بالاتری نسبت به خودروهای متداول داشته باشند. خودروهای هیبریدی می توانند دارای طراحی موازی طراحی سری یا ترکیبی از هر دو باشند. در یک طراحی موازی، واحد تبدیل انرژی و سیستم محرکه الکتریکی مستقیما به چرخ های خودرو مرتبط شده اند. موتور اصلی برای رانندگی در بزرگراه ها استفاده می شود، موتور الکتریکی توان اضافی را هنگام پیمودن سر بالایی ها، شتاب گرفتن و مواقع دیگر که توان بالای خودرو نیاز باشد فراهم می آورد. به عبارت ساده تر در هیبرید موازی باک بنزین سوخت را به موتور بنزینی می رساند و باتری ها نیز الکتری

سیته را به موتور الکتریکی می رسانند و هر دو موتور بنزینی و الکتریکی هم زمان و تواما به سیستم انتقال قدرت متصل می شوند و این قدرت به چرخ ها می رسد. در یک طراحی سری، موتور اصلی به یک ژنراتور تولید کننده الکترسیته مرتبط است. الکتریسیته باتری‌هایی را شارژ می کند که موتور الکتریکی را که به چرخ ها توان می دهد به کار می اندازد. بر خلاف خودروهای الکتریکی، خودروهای هیبریدی نیازی به اتصال به برق شهر ندارند. در عوض آنها با ترمز واکنشی یا ژنراتور شارژ می شوند.

یک خودروی هیبریدی می تواند انرژی را بازیابی و در باتری ذخیره نماید. هنگامیکه شما پدال ترمز را فشار می‌دهید، شما در حال تلف کردن انرژی در خودرو هستید. هر چه خودرو سریع تر رود انرژی جنبشی بیشتری دارد. ترمز کردن این انرژی را هدر می دهد و به شکل گرما در می آورد. در خودروهای هیبریدی می توان مقداری از این انرژی را بازگرداند و در باتری برای استفاده مجدد ذخیره کرد. این کار با سیستم” ترمز احیا کننده ” انجام می گیرد. در این حالت موتور الکتریکی به مانند یک ژنراتور رفتار می کند و ضمن کند شدن حرکت ماشین این انرژی جنبشی را صرف شارژ کردن باتری می کند.

بعضی وقت ها موتور بنزینی خاموش می شود. یک خودروی هیبریدی همیشه نیاز به روشن بودن موتور بنزینی ندارد. بعضی وقت ها برای مثال پشت چراغ قرمز می توان موتور بنزینی خودروی هیبریدی را خاموش کرد و به این وسیله کاهش چشمگیری در مصرف انرژی نمود.

می توان گفت خودروهای هیبریدی، نوع تعمیم یافته خودروهای برقی خالص می‌باشند که معایب خودروهای برقی خالص تا حدود زیادی در آنها برطرف گردیده است و می توان گفت معایب خودروهای احتراق داخلی نیز تا حدودی در آنها برطرف شده است. از مزایای مهم این خودروها نسبت به خودروهای احتراق داخلی، کارکرد در دور و بار ثابت بوده و به اصطلاح در نقطة بهینة خود کار می‌کنند که این امر باعث بالا رفتن بازده موتور و کاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت می‌گردد و دیگر اینکه به هنگام ترمزگیری و یا شتاب منفی، انرژی به صورت الکتریکی در باطری ها ذخیره می‌شود و همین امر باعث کارکرد کمتر موتور احتراقی خواهد شد و در نتیجه منجر به کاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت می‌گردد. به عنوان مثال تویوتا پریوس (Toyota Prius) با موتور ۴ سیلندر ۱۵۰۰ سی سی مصرف سوختی معادل ۲/۴ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر دارد. مزیت دیگر این خودروها نسبت به خودروی برقی خالص، قابلیت پیمودن مسیرهای طولانی در هر بار شارژ کردن باطری می‌باشد.