يمكن أن يؤدي ربط محرك كهربائي بمحرك احتراق داخلي إلى تحسين كفاءة الإقتصاد استهلاك الوقود بشكل كبير
تحتوي السيارة الهجينة على مجموعة نقل حركة معقدة ومركبة، تتكون من محرك كهربائي ومحرك احتراق داخلي. يستخدم هذا المزيج من المحركات ومصادر الطاقة لتحسين كفاءة الاقتصاد في استهلاك الوقود وتقليل انبعاثات أنبوب العادم. ويأتي استهلاك الوقود المنخفض للسيارة الهجينة من الاستفادة من الطاقة الكهربائية ، التي توفرها حزمة بطارية وضعت بأرضية السيارة.
إن تقنية عمل السيارة الهجينة تعتد علي تشغيل المحرك الكهربائي وتحفيز السيارة جزئيًا أو كليًا، وينوب المحرك الكهربائي مكان محرك الوقود عادةً عند السرعات المنخفضة. وذلك من خلال تقليل دور محرك البنزين في قيادة السيارة الهجينة، بحيث يمكن تحسين كفاءة الإقتصاد في استهلاك الوقود بشكل كبير مقارنة بالسيارة التقليدية.
أنواع السيارات الهجينة
بينما يغطي الوصف أعلاه التصميم الأساسي للسيارة الهجينة، لكن ستجد أن هناك اختلافات في تصميم السيارة الهجينة.
السيارة الهجينة (هجين خفيف) Mild Hybrid
استخدمت بعض الطرازات الهجينة المبكرة، بما في ذلك سيارة هوندا إنسايت 1999 و 2005 شيفروليه سيلفرادو ، تصميمًا هجينًا معتدلًا. وتسمى أحيانُا بالهجين الأساسي، وتتضمن هذه السيارات الهجينة محركًا كهربائيًا وحزمة بطارية هجينة في مجموعة القيادة، ولكن المحرك والبطارية صغيران نسبيًا، مما يوفر القليل من الطاقة الإضافية للمحرك أثناء التسارع المنخفض السرعة، وتعرف هذه السيارة الهجينة باسم Mild Hybrid.
وخلال حركة محرك الوقود يعمل مولد علي إعادة شحن البطارية عندما تتباطأ السيارة أو تمر بعمليات تجدد للكبح. فإلى جانب المحرك والبطارية الصغيرة نسبيًا، يتم تعريف هذا النوع من السيارات باسم الهجين المعتدل، ولايمكنك نقلها للعمل بالطاقة الكهربائية فقط، ويتم تناوب العمل بين المحرك الكهربائية ومحرك النزين أليًا، ويلعب محرك البنزين دائمًا الدور الأساسي في قلب وتحريك العجلات.
السيارة الهجينة .. الهجين كامل Full Hybrid
كما يوحي الاسم Full Hybrid، تستخدم السيارة الهجينة الكاملة الطاقة الكهربائية بقوة أكبر من الهجين المعتدل، ويمكنها أيضًا توفير قيادة كهربائية نقية بسرعات منخفضة أو لمسافات قصيرة. وتستخدم البطارية والمحرك الأكبر حجمًا في هذا النظام الهجين جهدًا عاليًا – بالنسبة إلى محرك هجين معتدل – لتقليل عبء عمل المحرك بشكل كبير، وبالتالي توفير استهلاك وقود أفضل بكثير من السيارات التقليدية ذات الحجم المماثل.
وحسبما شاهدنا في نظام تويوتا الهجين الكاميل، يقوم هذا النظام بالتخفيف كثيرا عن محرك البنزين، وهناك نماذج كثيرة لهذه السيارة الهجينة، والأكثر شهرة بينها هي تويوتا بريوس، لكن العديد من صانعي السيارات، بما في ذلك BMW و Ford و Hyundai و Kia و Lexus و Porsche ، أنتجوا وباعوا سيارات سيدان وسيارات دفع رباعي هجينة كاملة.
السيارات الهجينة المتوزاية
تستخدم كل من السيارات الهجينة الخفيفة والكاملة تصميمًا هجينًا متوازيًا. ويأتي الاسم من كيف يكون المحرك الكهربائي جزءًا لا يتجزأ (أو “متوازيًا) مع مجموعة الدفع التي تعمل بالبنزين. وعبر هذه التقنية يتم محاذاة كل من المحرك والمحرك الكهربائي، مما يسمح لأي منهما أو كليهما بتشغيل عجلات السيارة.
ويعمل كلاهما بشكل متوازي معًا أو يعمل كل منهما بشكل مستقل عن الآخر، وعادةً ما يتم تمكنك السيارة الهجينة المتوازية من إعادة شحن حزمة البطارية، وهي حزمة مصنوعة عادةً من خلايا أيونات الليثيوم، ويتم شحنها بواسطة المحرك أو من خلال الكبح المتجدد.
السيارة الهجينة نظام السلسلة الهجينة
تتخذ السيارات التي تعمل بتقنية السلسلة الهجينة نهجًا مختلفًا لتوفير الوقود باستخدام محركها الكهربائي فقط لتشغيل عجلات السيارة أثناء تشغيل المحرك إما بواسطة حزمة بطارية أو مولد على متن السيارة. ويعمل محرك البنزين فقط عندما تنخفض حزمة البطارية عن جهد معين.
وعند هذه النقطة يتم تشغيل المحرك لتشغيل مولد كهربائي على متن السيارة. والذي يرسل الكهرباء إلى المحرك الكهربائي. وفي هذا النظام ، لا يقوم المحرك بتوجيه العجلات بشكل مباشر. ومن المحتمل أن تكون شيفروليه فولت هي أشهر سلسلة هجينة.
السيارة الهجينة الموصولة بالكهرباء Plug-In Hybrid
نظرًا لأن الهجينة المتسلسلة تتطلب حزم بطارية أكبر، فإن معظمها عبارة عن مركبات كهربائية هجينة تعمل بالكهرباء، أو PHEVs. لكن الهجينة المتوازية مثل Prius و RAV4 متوفرة أيضًا كنماذج هجينة مدمجة. وفي كلتا الحالتين، تستخدم السيارات الهجينة الموصولة بالكهرباء الطاقة من الشبكة الكهربائية لشحن حزمة البطارية عندما تكون السيارة متوقفة.
كما تستخدم السيارات الهجينة الموصولة بالكهرباء حزم بطارية أكبر من السيارات الهجينة الكاملة، وتوفر جميع السيارات الهجينة القابلة للتوصيل بمصدر كهرباء (PHEV) نطاقًا كهربائيًا نقيًا محدودًا على الأقل – يتراوح عادةً بين 20 و 50 ميلاً. ويعتبر ذلك توفيرًا لوقود السيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEV) مقابل السيارات التقليدية هو الأعلى نظرًا لطاقة البطارية الكبيرة والمدى الكهربائي الخالص الممتد.
أفضل تصميم هجين
تطورت التكنولوجيا الهجينة وتحسنت خلال العقدين الماضيين، ولكن التحول الحقيقي في السنوات الأخيرة هو التحرك نحو المزيد من النماذج الهجينة الموصولة بالكهرباء. وهذه تشكل بديلاً ممتازًا للسيارات الكهربائية النقية لأن نطاقها الكهربائي بالكامل يمكن أن يلبي احتياجات التنقل اليومية لمعظم المستهلكين، مما يعني عدم استهلاك الوقود وانبعاثات العادم في معظم الأوقات.
وإذا احتاج السائق إلى السفر إلى ما هو أبعد من النطاق الكهربائي لسيارة PHEV الموصولة بالكهرباء، فإن المحرك موجود دائمًا ومستعد ومستعد لإطلاق النار للحفاظ على حركة السيارة بعد نفاد حزمة البطارية. بالطبع ، ومثلها مثل Tesla أو أي سيارة كهربائية أخرى، تحتاج السيارات الهجينة الموصولة بالكهرباء PHEVs إلى الوصول اليومي إلى الشبكة الكهربائية لإعادة الشحن، سواء كان ذلك يأتي من شاحن المستوى 2 في مرآب المالك أو محطة الشحن العامة.
يبدو أيضًا أن السيارات الهجينة الموصولة بالكهرباء هي دليل على المستقبل، حيث أدرجتها كاليفورنيا ، جنبًا إلى جنب مع السيارات الكهربائية والهيدروجينية ، كواحدة من أنواع المركبات التي سيتم بيعها بشكل قانوني في الولاية بدءًا من عام 2035. وهذا هو العام الذي تخطط فيه كاليفورنيا لحظر جميع السيارات الجديدة بيع سيارات البنزين التقليدية.
إذا كنت تحب فكرة استخدام البنزين نادرًا ، ولكنك ترغب في تجنب قلق النطاق الذي يشعر به العديد من المستهلكين مع السيارة الكهربائية ، فإن السيارات الهجينة الموصولة بالكهرباء تقدم مزيجًا ممتازًا من تقنيات السيارات التقليدية والحديثة.