لفهم كيف تعمل السيارة الهجينة يجب أن يكون هناك شيء واحد واضح: المركبات التقليدية تهدر الكثير من الطاقة عند التحرك. لا يهم مقدار ضبط المحرك أو مدى إتقان الديناميكا الهوائية. سيضيع جزء كبير دائمًا لأن قوانين الفيزياء لا ترحم.
لحلها ، أو بالأحرى ، لتقليل هذه المشكلة تم ابتكار السيارات الهجينة. خاصة المركبات الكهربائية الهجينة. لأنه ، على الرغم من أن السيارات الأخرى يتم تحريكها أيضًا بواسطة مصدرين للطاقة (انظر تلك التي تستخدم البنزين وغاز البترول المسال) ، لا يستطيع الجميع استعادة تلك الطاقة قبل أن تضيع. من السهل إدراك ذلك لا يمكن إنقاذ أي وقود محترق مرة أخرى. ومع ذلك ، لا يحدث هذا إذا كانت الطاقة المستخدمة هي الكهرباء. هذا هو المكان الذي يكمن فيه سحر السيارات الكهربائية الهجينة أو HEVs. لكن هناك المزيد.
مكونات الهجين
مثل أي سيارة كلاسيكية أخرى ، تحتوي السيارة الهجينة أيضًا على محرك حراري. معظمها من البنزين ، ولكن يوجد أيضًا ديزل مثل تلك التي قدمتها مرسيدس قبل أشهر قليلة مضت. لهذا السبب تحتوي على خزان وقود (يكون عادةً أصغر) ، وعلبة تروس وجميع المكونات النموذجية ، باستثناء بطارية 12 فولت في بعض الحالات.
محركات كهربائية)
لكي تكتسب السيارة الهجينة اسمها ، يجب أن يكون لديها طريقة أخرى لدفع نفسها. في هذه الحالة هو محرك كهربائي الذي يكمل المحرك الحراري الذي سبق ذكره. يمكن أن يقترن بعلبة التروس ، بالمحاور أو مباشرة بالعجلات ، مثل تلك التي أنشأتها Proteanالتي تم تقديمها في وقت سابق من هذا العام.
هناك العديد من الأنواع ولكن محرك متزامن مغناطيسي دائم إنه الأكثر استخدامًا في السيارات الهجينة. لديها ميزة القدرة على ذلك وظيفة المحرك والمولد في نفس الوقت. أي أنه يمكنه تحويل الكهرباء إلى طاقة حركية وتعود تلك الحركة إلى كهرباء. وبهذه الطريقة يوفرون الاضطرار إلى تثبيت مكون آخر من شأنه أن يضيف وزناً أكبر للسيارة فقط.
بطارية
جزء مهم آخر للسيارة الهجينة لتوفير الوقود. كلما زادت السعة لديك, أكثر يمكن أن يساعد المحرك الكهربائي الحرارية. قدرتها ليست كبيرة جدا في الهجينة العادية. لأنها تتطلب طاقة فقط لتعمل بسرعات منخفضة وتدعم تسارع معين. على سبيل المثال ، ذلك من تويوتا بريوس الحالية بسعة قابلة للاستخدام تبلغ 1,3 كيلو وات في الساعة وتلك الخاصة بـ هيونداي أيونيك هايبرد أو كيا نيرو HEV 1,5 كيلو واط في الساعة.
تزداد هذه السعة إذا كانت هجين المكونات في. نظرًا لأن هدفها يمتد إلى التشغيل في الوضع الكهربائي بسرعة أعلى والحصول على مزيد من الاستقلالية. على سبيل المثال ، تبلغ سعة Mini Countryman 7,7 كيلو وات في الساعة و ميتسوبيشي أوتلاندر PHEV تصل إلى 13,8 كيلو واط ساعة.
Inversor
هذا العنصر ضروري لكل شيء للعمل في الهجين. تعمل العديد من المحركات الكهربائية التيار المتناوب، بينما توفر البطارية التيار المباشر. هذا هو المكان الذي يقوم فيه المستثمر بعمله بحيث كلا المكونين متوافقان. إنه يحول تيارًا إلى آخر ، وليس فقط في اتجاه واحد. يقوم بذلك عندما تقوم البطارية بتوصيل الكهرباء إلى المحرك ، وأيضًا عندما يولد المحرك الكهرباء للبطارية.
تستخدم المكونات الأخرى للسيارة أيضًا التيار المتردد. هذا هو السبب في أن العاكس مسؤول أيضًا عن تحويل الكهرباء اللازمة لهم للعمل. عادة ما تكون هذه هي تكييف الهواء، و معدات الوسائط المتعددة، الخ.
الفرق بين التيار المتردد والتيار المباشر:
التيار المتردد (AC)
في ذلك ، تتحرك الإلكترونات للأمام وللخلف عبر السلك بتردد معين. بمعنى آخر: إنه تيار يغير اتجاه تدفق الإلكترونات وبالتالي ليس له قطبية محددة. أولًا موجب ، ثم سلبي ، وهكذا.
التيار المباشر (DC)
إنه الأكثر بديهية. تتحرك الإلكترونات عبر السلك دائمًا في نفس الاتجاه ، كما هو الحال في النهر. يُقال بطريقة أكثر تقنية إلى حد ما: إنه تيار لا تتغير قيمته ضمن المعلمات العادية. وبالتالي ، فهي الأنسب للتخزين. لن يكون من المنطقي وضع الإلكترونات في بطارية ثم إخراجها ، وهو ما سيحدث مع التيار المتردد.
مع العلم بهذا ، يتساءل المرء: لماذا لا تستخدم دائما محركات التيار المستمر؟ ألن يتم التخلص من مشكلة التوافق؟ الأسباب عديدة ، لكنها ترجع أساسًا إلى حقيقة أن تصنيع محركات التيار المتردد أرخص في التصنيع وأنها تعمل بشكل أفضل لفترات طويلة من الزمن. لهذا السبب يتم استخدامها بشكل متكرر في الصناعة.
أنظمة استعادة الطاقة
التهجين هو تقنية تعمل عليها العديد من العلامات التجارية باستمرار. هذا هو السبب في وجود المزيد والمزيد من الطرق لاستعادة طاقة السيارة. من بينها ، هناك نوعان يوضحان تمامًا الجهود التي تم بذلها من أجل تحقيقها تسخير كل واط قبل أن يضيع:
التجدد الكبح
كما ذكرنا من قبل ، يمكن للمحرك الكهربائي أن يعمل كملف مولد كهرباء. هذه هي الخاصية التي يعتمد عليها الكبح المتجدد. عندما يفرمل السائق ليس فقط الفرامل التقليدية تعمل تقع على عجلات ، ولكن المحرك نفسه يضغط على السيارة "امتصاص" تلك الطاقة الحركية التي كانت ستضيع لولا ذلك.
هناك أنواع هجينة من العديد من العلامات التجارية ولكن تشغيل هذه الفرامل عادة ما تكون هي نفسها دائما. عندما يقوم السائق بالفرملة برفق ، فإن فرامل العجلات لا تعمل حتى ، فإن المحرك هو الذي يبطئ السيارة بمساعدة أو بدون ترس إضافي هو الذي يزيد من الطاقة المشحونة ويكبح السيارة أكثر. إذا ضغط السائق بقوة على الفرامل ، فإن فرامل العجلات تعمل أيضًا كما هو الحال في أي سيارة أخرى.
نظام استعادة حرارة العادم
إنه نظام يجمع الحرارة ليتم طردها من خلال العادم، للحفاظ على سائل تبريد المحرك دائمًا في درجة حرارة مثالية حتى يعمل بكفاءة. ما هو أكثر من الاستفادة من جزء من طاقة الوقود الذي يضيع على شكل درجة حرارة.
هذا النظام حل مشكلة نموذجية من السيارات التي تعمل عادةً لبعض الوقت مع إيقاف تشغيل المحرك الحراري. إذا لم يكن لديهم هذا النظام ، فسيتعين على المحرك ذلك العمل البارد أكثر مما هو مرغوب فيه. مع ما يترتب على ذلك من زيادة في الاستهلاك وتآكل أكبر لأجزائه.
سيستيما دي جستيون
بمجرد حصولك على جميع المكونات المادية لاستخدامها الوقود والكهرباء، فقط بحاجة جهاز كمبيوتر يقرر متى يستخدم أحدهما والآخر. بطبيعة الحال ، فإن ترك السيطرة على محركين وطاقتين للسائق من شأنه أن يعقد حياته بشكل مفرط.
بفضل المستشعرات المتعددة ، يعرف هذا النظام المدمج في السيارات الهجينة متى يكون دعم المحرك الكهربائي ضروريًا. المتغيرات كثيرة ، لكن هناك عددًا من المواقف التي تمت برمجتها للعمل ، طالما أن هناك شحنًا كافيًا في البطارية. هذه في يبدأ من حالة الجمود، في اللحظات التي تدور فيها سرعة منخفضة وفي التسارع. باستثناء السيارات الرياضية ، سيكون هدفها دائمًا هو التوفير ، لذلك إذا قمنا بتسريعها فلن نسعى إلى إعطاء المزيد من القوة ، ولكن أن المحرك الحراري يعمل بشكل أقل.
تقنيات جديدة لتقليل الاستهلاك
كلما زادت المعلومات التي يمتلكها الكمبيوتر ، كان من الأفضل إدارة الطاقة التي يمتلكها. بعض الأنظمة الحالية قادرة على دمج بيانات المستعرض ثلاثي الأبعادلتوفير قدر أكبر من الكهرباء. على سبيل المثال ، إذا كنت في طريقك إلى أسفل ممر جبلي كبير حيث يمكن شحن معظم البطارية ، فسيستهلك النظام كل البطارية الموجودة به قبل الوصول إليها.
بالطريقة نفسها ، يمكنك استخدام تلك البيانات حول الرحلة لتجميع أكبر قدر ممكن من الكهرباء قبل أن تصل إلى مستوى تسلق كبير حيث ستحتاج إليه. في كلتا الحالتين ستوفر وقودًا أكثر مما لو لم تكن لديك هذه المعلومات. كما يستعد لما سيأتي.
التهجين الدقيق VS. الهجينة التقليدية
لا تخلط بين سيارات هجينة صغيرة مع الهجينة الموضحة في هذه المقالة. هناك من يستخدم أنظمة كهربائية 48 فولت وبطاريات صغيرة لمساعدة محرك الاحتراق في بعض المناسبات. لكن هذه السيارات ليس لديهم القدرة على التحرك بالكهرباء وحدها وبالتالي لا يمكن الاستفادة من التسمية البيئية ECO. خير مثال على هذا النوع من السيارات هو هيونداي توسان 2019 2.0 CRDi 48v التي اختبرناها قبل بضعة أسابيع.