سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟
اصطلاحات خودکار,  مقالات,  دستگاه وسیله نقلیه

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

اخیراً ، وسایل نقلیه الکتریکی محبوبیت بیشتری پیدا کرده اند. با این حال ، وسایل نقلیه برقی تمام عیب قابل توجهی دارند - یک ذخیره کوچک انرژی بدون شارژ مجدد. به همین دلیل ، بسیاری از تولیدکنندگان برجسته خودرو برخی از مدل های خود را به واحدهای هیبریدی مجهز می کنند.

اصولاً اتومبیل هیبریدی وسیله ای است که پیشرانه اصلی آن یک موتور احتراق داخلی است ، اما انرژی آن توسط سیستم الکتریکی با یک یا چند موتور الکتریکی و باتری اضافی تامین می شود.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

امروزه از چندین دسته هیبرید استفاده می شود. برخی فقط در شروع کار به موتور احتراق داخلی کمک می کنند ، برخی دیگر به شما امکان رانندگی با استفاده از کشش الکتریکی را می دهند. ویژگی های چنین نیروگاه هایی را در نظر بگیرید: تفاوت آنها ، نحوه کار آنها و همچنین جوانب مثبت و منفی اصلی هیبریدها چیست.

تاریخچه موتورهای هیبریدی

ایده ایجاد یک اتومبیل هیبریدی (یا تلاقی بین یک ماشین کلاسیک و یک ماشین الکتریکی) با افزایش قیمت سوخت ، استانداردهای سختگیرانه آلایندگی وسایل نقلیه و راحتی بیشتر در رانندگی ایجاد می شود.

توسعه نیروگاه ترکیبی اولین بار توسط شرکت فرانسوی Parisienne de voitures electriques انجام شد. با این حال ، اولین اتومبیل هیبریدی قابل اجرا خلق فردیناند پورشه بود. در نیروگاه برق لوهنر ، یک موتور احتراق داخلی به عنوان یک ژنراتور برای برق کار می کرد ، که دو موتور الکتریکی جلو (مستقر بر روی چرخ ها) را تأمین می کرد.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

این وسیله نقلیه در سال 1901 به مردم ارائه شد. در مجموع ، حدود 300 نسخه از این نوع خودروها فروخته شد. این مدل بسیار کاربردی به دست آمد ، اما ساخت آن گران است ، بنابراین یک راننده معمولی توانایی خرید چنین وسیله نقلیه ای را ندارد. علاوه بر این ، در آن زمان اتومبیل ارزان تر و کم کاربردی ظاهر شد که توسط هنری فورد طراح ساخته شده است.

پیشرانه های کلاسیک بنزینی توسعه دهندگان را مجبور کرد تا ایده ایجاد هیبرید را برای دهه های طولانی کنار بگذارند. با تصویب لایحه ارتقاicle خودروهای الکتریکی ایالات متحده ، علاقه به حمل و نقل سبز بیشتر شده است. در سال 1960 تصویب شد.

به طور هم زمان ، در سال 1973 ، بحران جهانی نفت آغاز شد. اگر قوانین ایالات متحده تولیدکنندگان را ترغیب نکرده اند که در مورد تولید اتومبیل های سازگار با محیط زیست با قیمت مناسب فکر کنند ، بحران آنها را مجبور به انجام این کار کرد.

اولین سیستم کامل ترکیبی ، که اصل اساسی آن امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرد ، توسط TRW در سال 1968 توسعه یافت. طبق این مفهوم ، همراه با موتور الکتریکی امکان استفاده از یک موتور احتراق داخلی کوچکتر وجود داشت ، اما قدرت دستگاه از بین نرفت و کار بسیار نرم تری انجام شد.

نمونه ای از یک خودروی هیبریدی تمام عیار GM 512 هیبریدی است. این موتور توسط یک موتور الکتریکی تأمین می شد و سرعت خودرو را به 17 کیلومتر در ساعت می رساند. با این سرعت موتور احتراق داخلی فعال شد و عملکرد سیستم را افزایش داد ، به همین دلیل سرعت خودرو به 21 کیلومتر در ساعت افزایش یافت. اگر نیازی به سرعت بیشتر بود ، موتور الکتریکی خاموش می شد و ماشین از قبل روی موتور بنزینی شتاب می گرفت. محدودیت سرعت 65 کیلومتر در ساعت بود.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

VW Taxi Hybrid ، یکی دیگر از خودروهای هیبریدی موفق ، در سال 1973 به مردم معرفی شد.

تاکنون ، خودروسازان در تلاشند سیستم های هیبریدی و تمام الکتریکی را به سطحی برسانند که بتواند آنها را در مقایسه با ICE های کلاسیک قابل رقابت کند. اگرچه این هنوز اتفاق نیفتاده است ، اما بسیاری از تحولات ، میلیاردها دلار هزینه شده برای توسعه آنها را توجیه کرده است.

با آغاز هزاره سوم ، بشر شاهد تازگی به نام تویوتا پریوس بود. ایده تولیدکننده ژاپنی مترادف مفهوم "ماشین هیبریدی" شده است. بسیاری از تحولات مدرن از این توسعه وام گرفته شده است. تا به امروز ، تعداد زیادی از تغییرات نصب های ترکیبی ایجاد شده است ، که به خریدار اجازه می دهد بهترین گزینه را برای خود انتخاب کند.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

ماشین های هیبریدی چگونه کار می کنند

یک موتور هیبریدی نباید با یک وسیله نقلیه الکتریکی کامل اشتباه گرفته شود. نصب برق در برخی موارد دخیل است. به عنوان مثال ، در حالت شهری ، هنگامی که ماشین در ترافیک قرار دارد ، استفاده از یک موتور احتراق داخلی منجر به گرم شدن بیش از حد موتور و همچنین افزایش آلودگی هوا می شود. برای چنین شرایطی ، نصب برق فعال می شود.

با طراحی ، یک ترکیبی متشکل از:

  • واحد اصلی نیرو. این یک موتور بنزینی یا دیزلی است.
  • موتور الکتریکی. بسته به اصلاح ممکن است چندین مورد وجود داشته باشد. با توجه به اصل عمل ، آنها همچنین می توانند متفاوت باشند. به عنوان مثال ، برخی می توانند به عنوان یک درایو اضافی برای چرخ ها مورد استفاده قرار گیرند ، و برخی دیگر به عنوان دستیار موتور هنگام راه اندازی ماشین از حالت سکون استفاده می شوند.
  • باتری اضافی در بعضی از اتومبیل ها ظرفیت کمی دارد که ذخیره انرژی آن برای فعال سازی تأسیسات الکتریکی برای مدت کوتاهی کافی است. در برخی دیگر ، این باتری ظرفیت زیادی دارد تا وسایل نقلیه بتوانند آزادانه از طریق برق حرکت کنند.
  • سیستم کنترل الکترونیکی. سنسورهای پیچیده عملکرد موتور احتراق داخلی را کنترل می کنند و رفتار دستگاه را تجزیه و تحلیل می کنند ، موتور موتور بر اساس آن فعال / غیرفعال می شود.
  • معکوس کننده. این یک مبدل انرژی مورد نیاز از باتری به یک موتور الکتریکی سه فاز است. این عنصر بسته به تغییر نصب ، بار را به گره های مختلف توزیع می کند.
  • ژنراتور بدون این مکانیسم ، شارژ مجدد باتری اصلی یا اضافی غیرممکن است. همانند اتومبیل های معمولی ، ژنراتور توسط موتور احتراق داخلی تأمین می شود.
  • سیستم های بازیابی گرما. بیشتر هیبریدهای مدرن به چنین سیستمی مجهز هستند. این انرژی "اضافی" را از اجزای سازنده اتومبیل مانند سیستم ترمز و شاسی "جمع می کند" (وقتی ماشین از یک تپه جلوتر است ، مبدل انرژی آزاد شده را باتری جمع می کند).
سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

پیشرانه های هیبریدی را می توان به صورت جداگانه یا جفت کار کرد.

طرح های کاری

چندین هیبرید موفق وجود دارد. سه مورد اصلی وجود دارد:

  • استوار؛
  • موازی؛
  • سریال موازی

مدار سریال

در این حالت از موتور احتراق داخلی به عنوان مولد برق برای کارکرد موتورهای الکتریکی استفاده می شود. در حقیقت ، یک موتور بنزینی یا دیزلی ارتباط مستقیمی با سیستم انتقال قدرت خودرو ندارد.

این سیستم امکان نصب موتورهای کم مصرف با حجم کم در محفظه موتور را فراهم می کند. وظیفه اصلی آنها هدایت ژنراتور ولتاژ است.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

این وسایل نقلیه غالباً مجهز به سیستم بازیابی هستند که از طریق آن انرژی مکانیکی و جنبشی برای شارژ مجدد باتری به جریان الکتریکی تبدیل می شود. بسته به اندازه باتری ، یک ماشین بدون استفاده از موتور احتراق داخلی می تواند مسافت مشخصی را منحصراً بر روی کشش الکتریکی طی کند.

مشهورترین نمونه این دسته از هیبریدها شورلت ولت است. می توان آن را مانند یک ماشین الکتریکی معمولی شارژ کرد ، اما به لطف موتور بنزینی ، برد به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

مدار موازی

در نصب های موازی ، موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی به طور همزمان کار می کنند. وظیفه موتور الکتریکی کاهش بار در واحد اصلی است که منجر به صرفه جویی قابل توجهی در سوخت می شود.

اگر موتور احتراق داخلی از سیستم انتقال قدرت جدا شود ، ماشین قادر است مسافت مشخصی را از کشش الکتریکی طی کند. اما وظیفه اصلی قطعه الکتریکی اطمینان از شتاب روان خودرو است. واحد اصلی نیرو در چنین تغییراتی یک موتور بنزینی (یا دیزلی) است.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

هنگامی که سرعت خودرو کاهش می یابد یا از کار موتور احتراق داخلی حرکت می کند ، موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور برای شارژ مجدد باتری عمل می کند. به لطف موتور احتراقی ، این وسایل نقلیه نیازی به باتری ولتاژ بالا ندارند.

برخلاف هیبریدهای متوالی ، این واحدها مصرف سوخت بالاتری دارند ، زیرا موتور الکتریکی به عنوان واحد قدرت جداگانه استفاده نمی شود. در برخی از مدلها مانند BMW 350E iPerformance ، موتور الکتریکی در گیربکس تعبیه شده است.

یکی از ویژگی های این طرح کار گشتاور زیاد در سرعت های پایین میل لنگ است.

مدار سریال موازی

این مدار توسط مهندسان ژاپنی ساخته شده است. به آن HSD (Hybrid Synergy Drive) گفته می شود. در واقع ، این توابع توابع دو نوع اول بهره برداری نیروگاه را با هم ترکیب می کنند.

هنگامی که اتومبیل نیاز به راه اندازی یا حرکت آرام در یک ترافیک دارد ، موتور الکتریکی فعال می شود. برای صرفه جویی در انرژی در سرعت بالا ، یک موتور بنزینی یا دیزلی (بسته به مدل خودرو) متصل است.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

اگر نیاز به شتاب شدید دارید (به عنوان مثال ، هنگام سبقت گرفتن) یا ماشین در سربالایی رانندگی می کند ، نیروگاه در حالت موازی کار می کند - موتور الکتریکی به موتور احتراق داخلی کمک می کند ، که باعث کاهش بار آن می شود و در نتیجه باعث صرفه جویی در مصرف سوخت می شود.

اتصال سیاره ای موتور احتراق داخلی اتومبیل بخشی از نیرو را به دنده اصلی سیستم انتقال قدرت و بخشی به ژنراتور برای شارژ مجدد باتری یا درایو الکتریکی منتقل می کند. در چنین طرحی ، الکترونیک پیچیده ای نصب می شود که با توجه به شرایط ، انرژی را توزیع می کند.

برجسته ترین نمونه هیبریدی با پیشرانه موازی سری ، تویوتا پریوس است. با این حال ، برخی از تغییرات مدلهای معروف ژاپنی قبلاً چنین نصب هایی را دریافت کرده اند. نمونه ای از آن تویوتا کمری ، تویوتا هایلندر هیبرید ، لکسوس LS 600h است. این فناوری نیز توسط برخی نگرانی های آمریکایی خریداری شده است. به عنوان مثال ، توسعه به Ford Escape Hybrid راه یافت.

انواع دانه های ترکیبی

تمام پیشرانه های هیبریدی به سه نوع طبقه بندی می شوند:

  • ترکیبی نرم
  • ترکیبی متوسط؛
  • ترکیبی کامل

هر یک از آنها عملکرد خاص خود و همچنین ویژگی های منحصر به فرد را دارند.

پیشرانه میکرو هیبریدی

چنین نیروگاه هایی غالباً مجهز به سیستم بازیابی هستند تا انرژی جنبشی به انرژی الکتریکی تبدیل شده و به باتری برگردانده شود.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

مکانیسم درایو در آنها یک شروع کننده است (همچنین می تواند به عنوان یک ژنراتور عمل کند). در چنین تاسیساتی هیچ چرخ محرک برقی وجود ندارد. این طرح با استارتهای مکرر موتور احتراق داخلی استفاده می شود.

پیشرانه هیبریدی متوسط

چنین خودروهایی نیز به دلیل موتور الکتریکی جابجا نمی شوند. موتور الکتریکی در این حالت هنگام افزایش بار به عنوان دستیار واحد قدرت اصلی عمل می کند.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

این سیستم ها همچنین به سیستم بازیابی مجهز شده و انرژی آزاد را به داخل باتری جمع می کنند. واحدهای ترکیبی متوسط ​​موتور گرمای کارآمدتری را ایجاد می کنند.

پیشرانه کامل هیبریدی

در چنین تاسیساتی ، یک ژنراتور قدرت بالا وجود دارد که توسط یک موتور احتراق داخلی هدایت می شود. سیستم با سرعت کم خودرو فعال می شود.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

اثربخشی سیستم در حضور عملکرد "شروع / توقف" آشکار می شود ، هنگامی که ماشین در یک ترافیک به آرامی حرکت می کند ، اما شما باید در چراغ های راهنمایی سرعت بالایی داشته باشید. از ویژگی های نصب کامل هیبریدی ، امکان خاموش کردن موتور احتراق داخلی (کلاچ از کار افتاده است) و رانندگی یک موتور الکتریکی است.

طبقه بندی بر اساس درجه برق

در اسناد فنی یا به نام یک مدل اتومبیل ، شرایط زیر ممکن است وجود داشته باشد:

  • میکرو هیبرید
  • ترکیبی ملایم؛
  • ترکیبی کامل؛
  • پلاگین هیبریدی

میکرو هیبرید

در چنین خودروهایی ، یک موتور معمولی نصب می شود. آنها برقی نیستند. این سیستم ها یا به عملکرد شروع / توقف مجهز هستند یا به سیستم ترمز احیا کننده مجهز هستند (هنگام ترمز ، باتری شارژ می شود).

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

بعضی از مدل ها به هر دو سیستم مجهز هستند. برخی از کارشناسان معتقدند که چنین وسایل نقلیه ای ترکیبی محسوب نمی شوند ، زیرا آنها فقط از یک واحد بنزینی یا دیزلی بدون ادغام در سیستم محرکه الکتریکی استفاده می کنند.

ترکیبی ملایم

چنین خودروهایی نیز به دلیل برق جابجا نمی شوند. آنها همچنین مانند دسته قبلی از موتور گرمایی استفاده می کنند. با یک استثنا - موتور احتراق داخلی توسط یک نصب الکتریکی پشتیبانی می شود.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

این مدل ها چرخ دنده ندارند. عملکرد آن توسط یک ژنراتور شروع کننده الکتریکی انجام می شود. سیستم الکتریکی باعث افزایش پس زدن موتور کم توان در هنگام شتاب سخت می شود.

ترکیبی کامل

این وسایل نقلیه به عنوان وسایل نقلیه ای قابل درک هستند که می توانند تا حدی از کشش الکتریکی را طی کنند. در چنین مدلهایی می توان از هر طرح اتصال ذکر شده در بالا استفاده کرد.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

چنین هیبریدی هایی از شبکه برق شارژ نمی شوند. باتری با انرژی حاصل از سیستم ترمز احیا کننده و ژنراتور شارژ می شود. مسافتی که می تواند با یک بار شارژ طی شود به ظرفیت باتری بستگی دارد.

پلاگین های ترکیبی

چنین خودروهایی می توانند به عنوان یک وسیله نقلیه الکتریکی عمل کنند یا از یک موتور احتراق داخلی کار کنند. به لطف ترکیب دو نیروگاه ، مصرف سوخت مناسبی فراهم می شود.

سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

از آنجا که نصب باتری حجیم از نظر جسمی غیرممکن است (در وسایل نقلیه الکتریکی جای باک بنزین را می گیرد) ، چنین هیبریدی می تواند با یک بار شارژ بدون شارژ تا 50 کیلومتر را طی کند.

مزایا و معایب خودروهای هیبریدی

در حال حاضر ، می توان هیبرید را یک اتصال انتقالی از یک موتور گرمائی به یک آنالوگ برقی سازگار با محیط زیست دانست. اگرچه هدف نهایی هنوز محقق نشده است ، به لطف معرفی تحولات نوین مدرن ، روند مثبتی در توسعه حمل و نقل الکتریکی وجود دارد.

از آنجا که هیبریدها یک گزینه انتقالی هستند ، هم امتیاز مثبت دارند و هم امتیازات منفی. این مزایا شامل موارد زیر است:

  • اقتصاد سوخت. بسته به عملکرد جفت قدرت ، این شاخص می تواند تا 30٪ یا بیشتر افزایش یابد.
  • بدون استفاده از برق شارژ کنید. این به لطف سیستم بازیابی انرژی جنبشی امکان پذیر شد. اگرچه ، شارژ کامل اتفاق نمی افتد ، اما اگر مهندسان بتوانند تبدیل را بهبود بخشند ، وسایل نقلیه الکتریکی به هیچ وجه نیازی به خروجی ندارند.
  • قابلیت نصب موتور با حجم و توان کمتر.
  • الکترونیک بسیار مقرون به صرفه تر از مکانیک است ، آنها سوخت را توزیع می کنند.
  • موتور کمتر گرم می شود و هنگام رانندگی در ترافیک ، سوخت مصرف می شود.
  • ترکیبی از موتورهای بنزینی / دیزلی و برقی به شما این امکان را می دهد که در صورت از بین رفتن باتری پرقدرت ، به رانندگی ادامه دهید.
  • به لطف عملکرد موتور الکتریکی ، موتور احتراق داخلی می تواند پایدارتر و سر و صدای کمتری کار کند.
سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

تاسیسات ترکیبی همچنین لیست مناسبی از معایب را دارند:

  • باتری به دلیل تعداد زیاد چرخه شارژ / دشارژ (حتی در سیستم های ترکیبی ملایم) سریعتر غیر قابل استفاده می شود.
  • باتری اغلب به طور کامل تخلیه می شود.
  • قطعات این خودروها بسیار گران است.
  • ترمیم خود تقریباً غیرممکن است ، زیرا این امر به تجهیزات الکترونیکی پیشرفته ای نیاز دارد.
  • در مقایسه با مدل های بنزینی یا دیزلی ، قیمت هیبریدی ها چندین هزار دلار بیشتر است.
  • تعمیر و نگهداری منظم هزینه بیشتری دارد.
  • وسایل الکترونیکی پیچیده نیاز به رسیدگی دقیق دارند و خطاهایی که رخ می دهد گاهی می تواند یک سفر طولانی را قطع کند.
  • یافتن متخصصی که بتواند عملکرد نیروگاه ها را به درستی تنظیم کند دشوار است. به همین دلیل ، شما مجبورید به خدمات آتلیه های حرفه ای گران قیمت متوسل شوید.
  • باتری ها نوسانات دمایی قابل توجهی را تحمل نمی کنند و خود تخلیه می شوند.
  • علی رغم سازگاری با محیط زیست در هنگام کار یک موتور الکتریکی ، تولید و دفع باتری بسیار آلوده است.
سیستم وسایل نقلیه هیبریدی چیست؟

برای اینکه هیبریدها و وسایل نقلیه الکتریکی به یک رقیب واقعی برای موتورهای احتراق داخلی تبدیل شوند ، لازم است منابع تغذیه را بهبود بخشید (به طوری که آنها انرژی بیشتری را ذخیره کنند ، اما در عین حال بسیار حجیم نیستند) ، و همچنین سیستم های شارژ سریع بدون آسیب رساندن به باتری.

سوالات و پاسخ ها:

خودروی هیبریدی چیست؟ این وسیله نقلیه ای است که بیش از یک واحد قدرت در حرکت آن درگیر است. اساساً مخلوطی از یک ماشین الکتریکی و یک ماشین با یک موتور احتراق داخلی کلاسیک است.

تفاوت بین خودروهای هیبریدی و معمولی چیست؟ یک خودروی هیبریدی دارای مزایای یک خودروی الکتریکی (کارکرد بی صدا موتور و رانندگی بدون استفاده از سوخت) است، اما با کاهش شارژ باتری، واحد قدرت اصلی (بنزین) فعال می شود.

اضافه کردن نظر