انواع خودروهای هیبریدی
نوشته شده در تاریخ 1400/8/18 ساعت 11:36 بامداد
Image Not Loaded

انواع خودروهاي هيبريدي

 

 

برخلاف پيشرفت گسترده موتورهاي احتراق داخلي, سوخت ها و تجهيزات کاهنده انتشار آلايندگي خودروها, همچنان آلودگي هوا در مناطق شهري در اثر ازدياد تعداد خودروها و سفرهاي درون شهري تحت تاثير انتشار منابع متحرک است. همراه با پيشرفت جهاني در قرن بيست و يکم, افزايش قابل ملاحظه اي در مصرف نفت و گاز به وجود آمد که در نهايت منجر به بروز مشکلاتي از قبيل گرمايش جهاني, تغييرات اقليمي, کمبود نفت و... شد. اين دلايل باعث شدند کمپاني هاي خورو سازي شروع به انجام تحقيقات براي قابل استفاده کردن تکنولوژي هيبريدي در زندگي روزمره کردند. خودروي هيبريدي شامل ترکيبي از دو منبع توان انرژي است که اينترکيب امکان دارد شامل ديزل الکتريک, گازوئيل چرخ لنگر و يا سلول سوخت باتري باشد. بر اساس اهميت اين موضوع برخي از قسمت هاي مهم خودروهاي هيبريدي از جمله انواع موتور هيبريدي بررسي شد. در نهايت نتيجه گرفته شد که هر نوع خودروي هيبريدي مزايا و معايب مربوط به خود را دارا مي باشد و امروزه به دليل آلايندگي کمتر اين خودروها, تلاش براي کم کردن معايب آن ها به اوج سرعتش رسيده است. امروزه تکنولوژي هيبريدي سري داراي بيشترين راندمان است و بيشتر پژوهش ها پيرامون آن ها انجام مي شوند.

 

به کار بردن موتوربنزيني و الکتريکي در کنارهم موجب کارآمدي موتوراحتراق داخلي ، مصرف بهينه سوخت و نهايتا آلودگي کمتر مي­شود.

انواع موتور هيبريدي و مقايسه آنها با هم:

تکنولوژه هاي مورد استفاده براي ساخت خودروهيبريدي عبارتند از : خورشيدي-هيبريدي، الکتريکي-هيبريدي، هيبريدي اتصال به شبکه.

 

خودروهاي الکتريکي هيبريدي:

در اينگونه خودروها سيستم محرکه موتورهاي احتراق داخلي معمولي را با سيستم محرکه الکتريکي ترکيب ميکند. . يک خودروي الکتريکي شامل باتري، يک موتور الکتريکي و وسايل توليد قدرت الکتريکي براي کنترل است. خودرو هيبريدي- الکتريکي ترکيب يک موتور گازوئيلي با يک موتور الکتريکي است که در آن موتور ديزلي مي تواند جايگزيني براي موتور گازوئيلي باشد يعني ترکيب موتور ديزلي با موتور الکتريکي ، خودرو هيبريدي را تشکيل مي­دهد.

 

هيبريد سري:

اين دسته به ساختار خودروهاي برقي يک سيستم موتور احتراق داخلي و ژنراتور اضافه مي­شود. ولي موتور احتراق داخلي و موتور الکتريکي با يکديگر هيچگونه ارتباط مکانيکي ندارند. در اين خودروها موتورالکتريکي به چرخ ها و موتور احتراق داخلي به ژنراتور کوپل مي شود. به اين ترتيب انرژي مکانيکي توسط موتور احتراق داخلي به ژنراتور منتقل شده پس از تبديل به انرژي الکتريکي در باتري ها ذخيره ميگردد.

تمام توان مکانيکي به الکتريکي تبديل مي شود و دوباره به توان مکانيکي تبديل ميشود. هر مرحله تبديل انرزي تلفات خاص خود را دارد. موتور احتراق داخلي مي تواند در دور بهينه کار کند و دريچه ي تنظيم سوخت در مصرف مينيمم سوخت تنظيم گردد.

مزاياي هيبريد سري:

سوخت پربازده / امکان رساندن سطح آلودگي به حداقل / طراحي آزاد / امکانات مختلف با تکنولوژي ها ي پيشرفته.

مزاياي هيبريد سري:

افزايش جرم و پيچيدگي زيادو افزايش هزينه / راننده با اين خورده راحت نميتواند رانندگي کند/ به کاربردن محرک مستقيم امکانپذير نيست.

سيستم هيبريدي سري ايده آل:

در اين سيستم هدف رساندن برد خودرو به خودرو احتراق داخلي ميباشد. در اين حالت توان موتور احتراق داخلي و ژنراتور همان حداکثر توان مورد نياز خودرو در نظر گرفته شده است. در عمل گرچه اين سيستم از نظر افزايش برد و بهبود عملکرد خودرو ايده آل است، ولي به دليل حجم و وزن زياد سيستم ناشي از افزايش مجموع توان سيستم ها ي نصب شده در طرح قابل اجرا نيست.

ويژگي ها ي هيبريد سري:

در اين سيستم يک اتصال مکانيکي بين بخش قدرت هيبريدي و چرخ ها وجود دارد. به علاوه اين ترکيب داراي يک موتور انقباض الکتريکي است که چرخ ها را به حرکت در مي آورد و مي تواند بخشي از نيروي ترمزي را براي شارز کردن باتري بازيابي کند يا به موتوراحتراق داخلي در هنگام شتاب دهي کمک کند.

يکي از مزيت هاي اصلي سيستم موازي وجود تنها يک تبديل انرژي است.

به جز در سلول اکسيد جامد 1کم باتري اين موتور احتراق داخلي است که به تنهايي خودرو را پيش ميراند. لازم به ذکر است که هيبريد موازي به مولفه هاي سنگين نياز نداشته و طراحي انعطاف پذير قابل ملاحظه اي در انتخاب اندازه موتور و ژنراتور وجود دارد. موتور و ژنراتور نسبت به توان کامل هيبريد مي تواند اندازه ي کوچکتري نيز داشته باشد.

حالت کار با موتور الکتريکي براي تقويت مايل در هر گالن در عملکرد توقف يا راه افتادن، بسيار مهم
است. هيبريد موازي همچنين پاسخ بسيار سريعي نسبت به هيبريد سري داشته و اين امر در تغيير آني گشتاور با توان مشاهده مي شود. پاسخ سريع مزيتي در موقعيت ترافيک است.

از اين مولفه ها مي توان از سيستم انتقال قدرت و کلاچ نام برد. معمولا سه نوع شفت انتقال قدرت ضروري است:

دو شفت ورودي و يک شفت خروجي. به علاوه مجموعه سوپاپ هاي موتور بنا به سختي در کنترل گازهاي خروجي، متغير است، متغير بودن مجموعه سوپاپ موتور منجر به عملکرد موتور احتراق داخلي در مصرف ويژهي سوخت بالاتر مي شود.

 

هيبريدي موازي

در اين سيستم، يک اتصال مکانيکي بين بخش قدرت هيبريدي و چرخ ها وجود دارد. به علاوه، اين ترکيب داراي يک موتور انقباض الکتريکي است که چرخ ها را به حرکت درمي آورد و مي تواند بخشي از نيروي ترمزي را براي شارژ کردن باتري بازيابي کند يا به موتور احتراق داخلي در هنگام شتاب دهي کمک کند. در اين سيستم مي تواند يک اتصال گشتاوري با يک يا دو شفت، يک اتصال سرعتي با واحد چرخ دنده خورشيدي و يا ترکيبي از اين دو سيستم وجود داشته باشد. شکل ساختار يک هيبريد موازي را نشان ميدهد. يکي از مزيت هاي اصلي سيستم موازي وجود تنها يک تبديل انرژي است. اين تبديل به شکل زير مي باشد.

 

به جز در سلول اکسيد جامد 1کم باتري اين موتور احتراق داخلي است که به تنهايي خودرو را پيش ميراند. لازم به ذکر است که هيبريد موازي به مولفه هاي سنگين نياز نداشته و طراحي انعطاف پذير قابل ملاحظه اي در انتخاب اندازه موتور و ژنراتور وجود دارد. موتور و ژنراتور نسبت به توان کامل هيبريد مي تواند اندازه ي کوچکتري نيز داشته باشد.

حالت کار با موتور الکتريکي براي تقويت مايل در هر گالن در عملکرد توقف يا راه افتادن، بسيار مهم
است. هيبريد موازي همچنين پاسخ بسيار سريعي نسبت به هيبريد سري داشته و اين امر در تغيير آني گشتاور با توان مشاهده مي شود. پاسخ سريع مزيتي در موقعيت ترافيک است.

 

هيبريدي سري_موازي

در اين سيستم، ترکيب موازي و سري به منظور استفاده از مزاياي هر دو سيستم، ادغام شده اند. به طور خاص، موتور احتراق داخلي قادر به تامين موتور الکتريکي يا شارژ کردن باتري براي ژنراتور است.

سيستم هيبريدي سري موازي يا به بيان ديگر سيستم هيبريدي کوپلينگ گشتاور / سرعت مزيت هاي سيستم هاي سري و سيستم هاي موازي را يک جا جمع ميکند.

اين سيستم موتور احتراق داخلي را از چرخ هاي راندن در محدوديتهاي سرعت و گشتاور آزاد مي کند. لذا گشتاور و سرعت و انرزي موتور احتراق داخلي مي تواند از گشتاور اعمالي و سرعت خودرو مستقل باشد که اين امر منجر به عملکرد موتور احتراق داخلي در ناحيه ي پربازده ميگردد. از طرف ديگر موتور احتراق داخلي ميتواند توان خود را مستقيما به چرخ ها رسانده و از تلفات تبديل انرزي جلوگيري نمايد.

 

هيبريدي خورشيدي:

اين سيستم در واقع حاصل يکپارچگي خودرو و پنل هاي فوتوولتاييک است. معمولا پنل هاي فوتوولتاييک بر روي سقف خودرو قرار داده مي شوند. همچنين اين تکنولوژي داراي چهار دسته بندي است: هيبريدي سري، هيبريدي موازي، هيبريدي سري_موازي و هيبريدي ترکيبي. از ميان تمام اين دسته بندي ها، تکنولوژي هيبريدي سري داراي بيشترين راندمان است و بيشتر پژوهش ها پيرامون اين نوع انجام مي شود.

 

هيبريدي اتصال به شبکه:

خودروي هيبريدي اتصال به شبکه مشابه خودروي هيبريدي الکتريکي در بازار امروز است، با اين تفاوت که داراي باتري بزرگتري است که توسط موتور بنزيني خودرو و شبکه برق استاندارد 110يا 220ولت براي چند ساعت در روز شارژ مي شود.

قابل ها در حين حرکت ، نياز به وزن و حجم کمتري از باتري ها ، قابليت اعتماد بيشتر بدليل وجود دو منبع انرژي ، امکان استفاده از خودرو در مسافتهاي طولاني تر.

راندمان پايي تعداد مولفه ها شيافزا ليبدل شتريتر و وزن ب ن (البته در حد يآلودگ دي، تول ستميس ي بسيار پايين تر از خودروهاي معمولي)، کنترل پيچيده تر ، افزايش قسمت هاي مکانيکي البته خودروهاي هيبريد مزاياي ديگري نيز دارند که به نوع سيستم هيبريد مربوط است و در بخش مربوطه به آنها اشاره مي شود. سيستم هاي هيبريد براساس طرز قرار گرفتن موتور احتراق داخلي ، موتور الکتريکي و نقش هريک در تامين انرژي حرکتي در تامين انرژي حرکتي خودرو به سه دسته هيبريد سري ، هيبريد موازي ، و هيبريد سري – شوند.

 

وضعيت صنعت خودروهاي الکتريکي- هيبريدي و سلول سوختي

امروزه با توجه به آلودگي ها ناشي از خودروها و محدوديت ها ي سوخت فسيلي کارخانه هاي خودرو سازي گام مهمي در مقابل با اين امر برداشته اند که از جمله آنها مي توان به خودروهاي هيبريدي تکنولوزي پيل سوختي و خودروهاي برقي اشاره کرد. خودروهاي هيبريدي چندسالي  است که در کشورهاي اروپايي وارد بازار شده اندالبته در ابتدا چنين استقبال ي از آن نشده بوداما اکنون با توجه به آشنايي مردم با چنين تکنولوزي و اقبال عمومي براي خريد رقابت شرکت ها ي توليد کننده خودرو براي توليد چنين خودروهايي با ويژگي برتر آغاز شده است.

بررسي ميزان و نوع آلايندگي خودروها ي هيبريدي نسبت به ساير خودروها

خودروها ي هيبريدي بنزيني و هيبريدي هاي قابل شارژ که با رنگ قرمز و سبز نشان داده شده است مصرف سوخت کمتري نسبت به خودروهاي بنزيني دارند.

با توجه به بالا بودن ميزان مصرف بنزين در تاکسي ها و حمل و نقل عمومي به کارگيري خودروهاي هيبريدي در حمل و نقل عمومي منطقي است به اين موضوع در قانون هواي پاک نيز توجه شده است. از جمله دلايلي که مخالفان افزايش تعرفه ي خودروهاي هيبريدي مطرح مي کنند اين است که خودروهاي هيبريدي در مقايسه با خودروهاي غير هيبريدي< گاز مونوکسيد کربن کمتري توليد مي کنند .

 نتيجه گيري:

اشتراک گذاری مطلب
تست