خودروی هیبریدی چیست

به‌خصوص از سال‌های آخر قرن بیستم که فعالین محیط زیست و سازمان‌های مرتبط موفق به وضع استانداردها و قوانین سختگیرانه درخصوص میزان آلایندگی خودروها شدند، این دغدغه شکلی جدی‌تر به خود گرفت. جایگزینی بنزین و دیزل با گاز CNG اولین قدم در راستای ایجاد آلودگی کمتر در این صنعت بود. اما موفقیت آرمانی زمانی حاصل می‌شد که به‌طور کلی استفاده از هرگونه سوخت فسیلی در خودروها حذف شود. بر همین اساس جایگزینی این سوخت‌ها با سوخت‌های سالم و بی‌خطر برای محیط زیست در برنامه‌های جدی خودروسازان قرار گرفت. خودروهای هیبریدی و انواع آن‌ها هدف آرمانی همین برنامه‌ها بود.

خودروی هیبریدی چیست؟

خودروهایی که مجهز به موتورهای درون‌سوز یا احتراق داخلی هستند، به‌طور کلی انرژی موردنیاز برای حرکت خود را از طریق سوخت بنزین یا دیزل کسب می‌کنند. نوع دیگر از خودروها که به سوخت فسیلی وابستگی ندارند، خودروهای برقی هستند. این دسته خودروها که مجهز به موتور الکتریکی هستند، انرژی خود را از  باتری  مخصوص تأمین می‌کنند. این باتری‌ها نیز از طریق اتصالات مخصوص شارژ می‌شوند. اما خودروهای هیبریدی درواقع ترکیبی از دو خودروی احتراق داخلی و برقی هستند. به این معنی که در این خودروها از هر دو نوع موتور استفاده می‌شود. کلمه هیبرید به معنای ترکیب دو نیرو (دو عنصر، دو سوخت)، بیانگر همین تلفیق است. بنابراین تفاوت خودروهای الکتریکی و خودروهای هیبریدی در همین ترکیب منبع تأمین انرژی نهفته است.

درواقع به‌دلیل ضعف موتورهای الکتریکی و عدم توان کافی آن‌ها برای شتاب‌گیری‌های اولیه و ثانویه، در خودروهای هیبریدی از یک موتور بنزینی کمک گرفته می‌شود تا در مواقعی که خودرو نیاز به انرژی و گشتاور بیشتری دارد این موتور وارد مدار شده و توان موردنیاز بدنه را تأمین کند. ورود خودروهای هیبریدی به صنعت خودروسازی و بازارهای جهانی در اوایل قرن ۲۱ اتفاق افتاد. اما امروزه استفاده از این تکنولوژی در اقصی نقاط جهان و تمام انواع کلاس‌های خودرویی رواج یافته است. جالب است بدانید تویوتا پریوس اولین خودروی هیبریدی جهان بود که در سال ۱۹۹۷ به جهان معرفی شد.

اجزا و قطعات اختصاصی خودروی هیبریدی

اجزا و قطعات فنی که معمولا در هر خودرویی مشاهده می‌کنیم شامل موتور،  سیستم سوخت رسانی ،  سیستم برق رسانی ،  سیستم انتقال قدرت ،  سیستم تعلیق  و  سیستم خنک‌سازی  می‌شود. اما طبعا خودروهای هیبریدی به‌واسطه یک نوع موتور اضافه‌تر و تأمین قدرت متفاوت‌تر اجزایی بیشتر از خودروهای احتراق داخلی تک‌سوخت و معمولی دارند. این اجزا عبارتند از:

۱. موتور الکتریکی

این موتور در خودروهای هیبریدی منبع تأمین انرژی از نیروی الکتریسیته است. البته در کنار این وظیفه، نیروی برق اتلاف‌شده را نیز در ژنراتور ذخیره می‌کند.

۲. باتری‌ها

باتری در خودروهای هیبریدی علاوه‌بر تأمین برق موردنیاز اجزای برقی خودرو، انرژی لازم جهت عملکرد و فعالیت موتور الکتریکی را نیز ذخیره و تأمین می‌کند.

۳. ژنراتور

این قطعه نیز در کنار موتور الکتریکی به ذخیره و پیشگیری از انرژی برق می‌پردازد. البته که باتری قطعه‌ای است که در خودروهای معمولی نیز وظیفه تأمین برق قطعات برقی خودرو و سنسورها را برعهده دارد اما این قطعه در خودروهای هیبریدی شرایط جدیدی را تجربه می‌کند. تفاوت دیگر خودروهای هیبریدی و بنزینی یا دیزلی در  سیستم ترمز  آن‌ها است که در ادامه درباره آن توضیح خواهیم داد. به این اجزا باید موتور اصلی بنزینی یا دیزلی را نیز اضافه کرد. موتور بنزینی یا دیزلی در خودروهای هیبریدی کاملا مشابه دیگر موتورهای احتراق داخلی است اما با حجم کمتر و ابعاد کوچکتر که مصرف سوخت کمتر خودرو را نیز به‌دنبال دارد.

۴. سیستم ترمز

در خودروهای هیبریدی سیستم ترمز از نوع بازیافتی است. در این نوع سیستم ترمز از موتور الکتریکی برای ترمزگیری استفاده می‌شود و اصطکاک نقش چندانی در این فرایند ندارد. موتور الکتریکی در این نوع سیستم ترمز، انرژی جنبشی خودرو را دریافت کرده و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند و سپس آن‌ها را در باتری‌ها ذخیره می نماید. این همان بخش از وظیفه موتور است که مانع از هدررفت انرژی می‌شود. به این ترتیب در این بخش موتور در نقش یک ژنراتور عمل می‌کند.

انواع خودروی هیبریدی

خودروهای هیبریدی با توجه به قدرت و توان موتورهای برقی‌شان و نقشی که در تأمین توان حرکتی آن‌ها دارند، به چند دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

• خودروهای پلاگین‌هیبرید (موازی)
• خودروهای نیمه‌هیبرید (سری موازی)
• خودروهای تمام‌هیبرید (سری)

در ادامه به شرح و توضیحات بیشتری از این مدل‌های می‌پردازیم.

۱. خودروهای پلاگین‌هیبرید

نام کامل این دسته خودروها که PHEV نامیده می‌شوند درواقع plug-in hybrid electric vehicle است. در خودروهای پلاگین‌هیبرید برای شارژ کردن باتری‌ها باید از یک منبع انرژی خارجی کمک گرفت. در خودروهای پلاگین‌هیبرید می‌توان تنها از موتور الکتریکی یا از هر دو موتور به‌صورت همزمان استفاده کرد. این شرایط بسته به میزان شارژ باتری موتور الکتریکی انتخاب می‌شود. معمولا ظرفیت باتری‌های خودروهای پلاگین هیبرید بین ۱۳ کیلووات ساعت تا ۱۸ کیلووات ساعت است که می‌تواند انرژی لازم برای پیمودن ۴۰ تا ۶۰ کیلومتر بر ساعت را تنها با موتور الکتریکی تأمین کند. استفاده از خودروهای پلاگین‌هیبرید نگرانی از تمام‌شدن شارژ باتری را به‌دلیل امکان استفاده از موتور بنزینی کاهش داده و اطمینان خاطر را برای راننده به‌همراه دارد. زمان لازم برای شارژ کامل باتری بسته به حجم باتری و روش شارژ آن متغیر است.

۲. خودروهای نیمه‌هیبرید

در این نوع خودرو که به یک موتور الکتریکی کوچک مجهز هستند، استفاده از این تکنولوژی به‌دلیل امکان استفاده از موتور بنزینی با حجم کمتر صورت می‌گیرد. درواقع موتور الکتریکی در خودروهای هیبرید کامل نقش پشتیبان موتور احتراق داخلی را بازی می‌کند که با هدف کاهش سطح آلایندگی کوچک‌تر شده و حجم آن کاهش یافته است. به این ترتیب موتور الکتریکی این نوع خودرو به‌تنهایی قادر به تأمین انرژی موردنیاز برای حرکت خودرو نیست و همواره به‌عنوان کمک برای موتور اصلی فعالیت دارد. ظرفیت موتور الکتریکی خودروهای هیبرید کامل معمولا ۱۲، ۲۴ یا ۴۸ ولت است. در میان خودروهای هیبریدی این نوع محبوبیت بیشتری دارد.

۳. خودروهای کامل هیبرید

در این نوع خودروی هیبریدی نیز موتور الکتریکی و موتور بنزینی ضمن همکاری قادر به فعالیت انفرادی هستند. به این معنی که موتور الکتریکی می‌تواند توان لازم برای به حرکت درآوردن خودرو را تأمین کند. اما ظرفیت باتری آن کم است و خودرو معمولا تنها می‌تواند ۳۰ کیلومتر را به‌تنهایی با موتور الکتریکی طی کند. این مسئله به‌دلیل ظرفیت پایین باتری اتفاق می‌افتد. البته ظرفیت پایین باتری نیاز خودرو به شارژ از منابع خارجی را از بین برده و باتری با ذخیره انرژی خود شارژ می‌شود. به این ترتیب هیبرید کامل نیاز به شارژر خارجی ندارد. در این خودروها زمانی که موتور الکتریکی شارژ کافی داشته باشد و توان لازم را تأمین کند، تنها از آن استفاده می‌شود اما وقتی نیاز به قدرت بیشتری برای شتاب‌گیری است یا موتور برقی شارژ کافی ندارد، موتور بنزینی نیز وارد مدار می‌شود.