این مقاله را به اشتراک بگذارید
با سهمیه بندی افزایش قیمت بنزین این روزها استقبال از خودروهای هیبریدی در بازار افزایش داشته و علاوه بر افزایش قیمت آنها در بازار خرید و فروش بهتری را نیز این روزها تجربه می کند.در این مطلب ضمن توضیح فرآیند چگونگی کار کرد موتورهای هیبریدی برخی از خودروهای موجود هیبریدی در ایران را معرفی می کنیم.
درخودروهای معمول با موتور درون سوز بنزینی، انرژی موردنیاز برای حرکت خودرو، توسط سوختن بنزین در موتور بنزینی تأمین میشود. در خودروهای برقی، نیروی برق ایجاد شده به کمک مجموعه‌ای از باتری‌ها، موتور الکتریکی را فعال کرده و نیروی رانشی موتور را به چرخ‌ها منتقل میکنند اما خودروهای هیبریدی مجهز به هر دو نوع موتورهای ذکر شده هستند و درواقع بیش از یک نوع پیشرانه برای حرکت و کاردارند.
به طور‌کلی کلمه هیبرید (Hybrid)، به معنای مرکب یا ترکیب دو عنصر متفاوت است. گاهی خودروهای هیبریدی با خودروهای برقی اشتباه گرفته می‌شوند. در خودروهای هیبریدی دو موتور بنزینی (یا دیزل) و الکتریکی مکمل یکدیگرند. این در صورتی است که خودروهای برقی فقط موتور الکتریکی دارند.
نحوه عملکرد خودروی هیبریدی چگونه است؟
در خودروهای هیبریدی کلاسیک، موتور الکتریکی در هنگام شروع حرکت و در هنگام توقف وظیفه تولید قدرت را برعهده دارد.
زمانی که سرعت ماشین از یک حد معینی بالاتر رفته و شارژ باتری از یک حد مشخص کمتر شد، موتور بنزینی وظیفه تولید قدرت را برعهده گرفته و همزمان باتری را نیز شارژ می کند. باتری خودروی هیبریدی از انرژی جنبشی برای شارژ کردن خود استفاده می کند. این خودرو را می توان خودرو دوگانه با قدرتی ترکیبی بین یک موتور بنزینی و یک موتور الکتریکی معرفی کرد.
- موتور بنزینی از طریق سوخت نیروی لازم برای پیشرانه را فراهم می کند.
- موتور الکتریکی توسط نیروی باتری سبب حرکت ماشین می شود.
- شارژ باتری موتور الکتریکی توسط نیروی جنبشی ماشین هنگام حرکت و ترمز گیری انجام می شود و نیاز به منبع خارجی نیست، در هنگام حرکت با موتور بنزینی، انرژی الکتریکی لازم برای شارژ باتری فراهم می شود.
همان طور که گفتیم قسمتی از انرژی باتری هنگام ترمزگیری به دست می آید. در خودروی هیبریدی از موتور الکتریکی برای ترمز کردن به جای نیروی اصطکاک استفاده می شود، برای اینکار باید موتور الکتریکی انرژی جنبشی خودرو را دریافت کرده و سپس انرژی جنبشی چرخ ها را به انرژی الکتریکی در باتری تبدیل کند، باتری از انرژی الکتریکی جهت تبدیل انرژی جنبشی برای حرکت خودرو استفاده می نماید. از آن جایی که انرژی الکتریکی باتری از انرژی مکانیکی ایجاد می شود در نتیجه باعث صرفه جویی در مصرف سوخت و کاهش اتلاف انرژی و کاهش آلاینده های محیط زیست خواهد شد.
اجزای خودروی هیبریدی
1. باتری کمکی
باتری کمکی وظیفه تامین قدرت برای استارت و تجهیزات داخلی ماشین را برعهده دارد.
2. باتری اصلی
انرژی الکتریکی مورد نیاز برای عملکرد موتور الکتریکی را در خود ذخیره می کند، موتور الکتریکی از این انرژی برای پیش راندن ماشین خواهد کرد.
3. سیستم کنترل توان الکتریکی
جریان الکتریکی ذخیره شده توسط باتری اصلی، توسط این سیستم کنترل می شود.
4. مبدل جریان DC/DC
جریان ولتاژ باتری اصلی را به جریان ولتاژ پایین باتری کمکی تبدیل می کند زیرا باتری کمکی به ولتاژ کمتری جهت عملکرد خود نیاز دارد و مبدل وظیفه تبدیل ولتاژ بالا به ولتاژ پایین را برعهده دارد.
5. ژنراتور الکتریکی
هنگام ترمز گیری، چرخش چرخ ها دارای انرژی جنبشی است که ژنراتور از آن را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و به باتری اصلی می رساند تا در آن جا ذخیره شود. در برخی از خودروهای هیبریدی، ژنراتور الکتریکی با موتور تلفیق شده و موتور الکتریکی وظیفه احیای انرژی و همچنین حرکت چرخ ها را برعهده دارد.
6. موتور الکتریکی
توان لازم برای حرکت در آوردن چرخ ها را از باتری اصلی می گیرد، همچنین موتور الکتریکی در برخی از خودروهای هیبریدی وظیفه احیای باتری از طریق ترمز را برعهده دارد.
7. اگزوز
اگزوز در خودروهای هیبریدی مانند اگزوز ماشین های بنزینی عمل کرده و از کاتالیزور برای مبدل آلاینده های استفاده می کند.
8. باک بنزین
باک بنزین در این خودروها محل ذخیره سوخت برای موتور بنزینی است، باک خودرو هیبریدی هیچ تفاوتی با باک خودرو بنزینی ندارد.
9. موتور احتراق داخلی
موتور احتراق در خودروی هیبریدی مکانیسمی مشابه با خودروی بنزینی دارد و در جلو خودرو و در زیر کاپوت قرار می گیرد.
10. واحد انتقال
انرژی جنبشی تولید شده در باتری و یا موتور بنزینی را جهت چرخش چرخ ها انتقال می دهد.
انواع خودروی هیبریدی
هیبریدی موازی، هیبریدی سری، هیبریدی سری موازی
– خودرو هیبریدی موازی
در این خودروها هر دو موتور بنزینی و موتور الکتریکی با هم کار می کنند، در واقع در این مدل هر دو موتور همیشه روشن هستند، به عبارتی دیگر هم موتور الکتریکی و هم موتور بنزینی قدرت مورد نیاز چرخ ها را تامین می کند. در این خودرو اجزای فنی مشابه خودروهای بنزینی بوده اما تفاوت بین آن ها این است که موتور الکتریکی به یاری موتور بنزینی آمده است.
در خودروهای هیبریدی از نوع موازی، موتور بنزینی دو کار انجام می دهد:
- قدرت را به چرخ ها منتقل می کند.
- نیروی الکتریکی لازم باتری را برای موتور الکتریکی فراهم می کند.
در خودروی هیبریدی موازی موتور الکتریکی در مسیر سیستم انتقال قدرت قرار گرفته و در اکثر موارد موتور الکتریکی بین موتور بنزینی و میل گاردان قرار گرفته است. اکثر خودروهای هیبریدی بازار از این نوع هستند و باتری کوچکتری نسبت به مدل هیبریدی سری دارند که به این معنی است که سریعتر شارژ می شود.
– خودرو هیبریدی سری
در این خودروها موتور الکتریکی همه کارها را انجام داده و موتور بنزینی فقط برای شارژ کردن باتری به کار می رود. در این خودروها موتور الکتریکی قدرت خود را به چرخ ها انتقال داده و موتور الکتریکی نقش ژنراتور را برعهده دارد. این خودروها از نظر عملکرد شباهت زیادی به خودرو تمام الکتریکی دارند اما تفاوت بارز آن ها این است که برای شارژ باتری نیاز به یک منبع خارجی نداشته بلکه برای شارژ باتری از موتور بنزینی استفاده می کنند. باتری خودروهای هیبریدی سری نسبت به خودروهای هیبریدی موازی بزرگتر است.
– خودروهای هیبریدی سری موازی
در این خودرو با کمک ECU دستورهای هماهنگی بین موتور الکتریکی و موتور بنزینی صادر می شود، در واقع کامپیوتر دستور می دهد که آیا باید این دو موتور با هم کار کنند یا دستور استفاده یکی از موتورها را می دهد. در نوع سری موازی امکان سوئیچ کردن بین موتور الکتریکی و بنزینی یا استفاده هم زمان از هر دو وجود دارد همچنین انتقال قدرت به چرخ ها هم توسط موتور بنزینی و الکتریکی انجام می شود. در خودروی هیبریدی سری موازی هر موتور با توجه به نقطه قوت خود مورد استفاده قرار می گیرد. این خودروها معمولا در شروع حرکت نیازمند قدرت موتور الکتریکی هستند و در سرعت های بالاتری موتور بنزینی وارد عمل می شود.
سه نوع دیگر خودروی هیبریدی که کمتر در بازار رواج دارد شامل دسته های زیر است:
خودرو هیبریدی خفیف یا ملایم
در این خودرو ها که عملکرد مشابه به خودرو هیبریدی موازی دارند، سیستم الکتریکی آن ها به تنهایی قابل استفاده نیست و باید حتما به موازات موتور بنزینی به کار گرفته شود. با توجه به نقش کم رنگ موتور الکتریکی نیاز به باتری بزرگ با قابلیت ذخیره سازی زیاد نیاز نمی باشد و قیمت کمتری دارند.
خودرو هیبریدی فول هیبرید
در این خودروها امکان استفاده همزمان از دو موتور برقی و الکتریکی وجود دارد و بنابر نیاز، راننده از یکی از آن ها یا هر دو به طور همزمان می تواند استفاده کند.
خودرو هیبریدی شارژی (پلاگین)
خودروهای هیبریدی پلاگین نیز نامیده می شوند که با اتصال برق به باتری می توان آن را شارژ نموده و در مصرف سوخت جهت شارژ باتری صرفه جویی کرد، در این خودروها از موتور بنزینی نیز استفاده می شود.
نحوه عملکرد خودروهای هیبریدی در شرایط مختلف
1. آغاز حرکت
در آغاز حرکت خودروی هیبریدی تنها موتور الکتریکی وارد عمل شده و نیازی به روشن شدن موتور بنزینی نمی باشد.
2. حرکت با سرعت پایین
در حالت حرکت ماشین در سرعت های پایین برای مثال در ترافیک یا جاده های شلوغ نیاز به توان بالا نیست و موتور الکتریکی نیروی کافی جهت حرکت خودرو را فراهم می کند، گشتاور موتور الکتریکی قادر است تا بدون نیاز به مصرف بنزین، ماشین را به پیش ببرد.
3. حرکت خودرو در هنگام شتاب گیری
زمانی که ماشین شتاب می گیرد، موتور بنزینی وارد عمل شده و ترکیب توان موتور بنزینی و موتور الکتریکی سبب شتاب گیری سریع خودرو می شود.
4. حرکت خودرو در مسیرهای سربالایی
در مسیرهای سربالایی باید هر دو موتور الکتریکی و بنزینی فعال باشند تا ماشین به راحتی بر شیب جاده فائق آید و به سمت بالا حرکت کند.
5. حرکت خودرو با سرعت ثابت
در هنگام حرکت خودرو با سرعت ثابت بسته به میزان سرعت، موتور الکتریکی یا بنزینی یا هر دو وارد عمل می شوند. اگر شارژ باتری موتور الکتریکی در زمان حرکت خودرو با سرعت ثابت کم شود، موتور بنزینی نقش ژنراتور را ایجاد کرده و اقدام به شارژ باتری می کند، در این حالت باتری خودرو جهت استفاده بعدی در بالاترین میزان شارژ خود قرار دارد.
6. حرکت خودرو در مسیرهای سر پایینی
در مسیرهای سر پایینی، نیازی به نیروی موتور بنزینی نیست و موتور الکتریکی نیروی لازم برای چرخش چرخ ها را فراهم می کند و در عین حال نیروی لازم جهت شارژ باتری نیز به باتری می رسد.
7. توقف خودرو
در زمان توقف خودرو، موتور بنزینی به طور خودکار خاموش می شود و موتور الکتریکی وارد عمل می شود. در این زمان موتور الکتریکی انرژی جنبشی چرخ های در حالت ایستادن را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و این انرژی در باتری ذخیره می شود.
تفاوت خودروهای هیبریدی و بنزینی
در همه خودروهای هیبریدی کاهش سوخت و صرفه جویی در منابع انرژی را به دلیل استفاده از انرژی الکتریکی شاهد هستیم اما در خودروهای بنزینی سوخت تنها منبع انرژی است.
در خودروهای هیبریدی به دلیل استفاده کمتر از موتور بنزینی، آلاینده های کمتری تولید می شود و به همین دلیل به این خودرو دوستدار طبیعت نیز می گویند.
تمام خودروهای هیبریدی از هر دو منبع نیرو یعنی سوخت و برق برای پیشرانه استفاده می کنند. اما در خودروهای بنزینی تنها منبع به حرکت در آوردن ماشین، سوخت است.
انرژی لازم جهت شارژ باتری خودرو هیبریدی از انرژی جنبشی تامین شده و نیازی به شارژ آن از منبع خارجی نیست اما در خودرو بنزینی باید از طریق باک، سوخت مورد نیاز موتور را تامین کرد.
در خودروهای هیبریدی اتلاف انرژی نداریم و اما در خودرو بنزینی سوخت زیادی هدر می رود.
بخوانید: راهنمای خرید شمع خودرو
تفاوت خودروهای هیبریدی و تمام الکتریکی
• در خودرو های هیبریدی نیاز به منبع خارجی برای شارژ کردن باتری نیست اما در خودرو الکتریکی باید از طریق کابل مخصوص به برق شهری متصل شود.
• برای خودرو هیبریدی نیاز به توقف ماشین برای شارژ باتری نیست اما در خودرو هیبریدی باید طی مسافت مشخص اقدام به شارژ کردن آن نمائید.
• در خودروی هیبریدی موتور الکتریکی و موتور بنزینی هر دو نیروی لازم برای به حرکت در آوردن خودرو را فراهم می کنند اما در خودرو الکتریکی تنها نیروی موجود جهت حرکت در آوردن ماشین همین موتور الکتریکی می باشد.
• خودرو الکتریکی به طور میانگین بین 6- 8 ساعت و در ایستگاه های مخصوص 1 ساعت نیاز به شارژ دارد، در بهترین خودروهای برقی به طور میانگین بعد از 130 کیلومتر باید شارژ باتری انجام شود.
باتری خودروی هیبریدی
باتری خودروی هیبریدی مشابه باتری های به کار رفته در تلفن های همراه و لپ تاپ ها اما در ابعاد بزرگتر است، باتری ماشین هیبریدی معمولا در کف صندوق عقب تعبیه شده تا فضای کمی را اشغال کند.
گیربکس خودروی هیبریدی
گیربکس خودرو هیبریدی از نوع اتوماتیک است، برخی از خودروهای هیبریدی (سری-موازی) به یک بخش مستقل برای انتقال قدرت مجهز هستند.
وظیفه سیستم انتقال قدرت ویژه در برخی خودروهای هیبریدی شامل:
- انتقال نیرو از هر دو موتور به چرخ ها
- انتقال‌قدرت از موتور بنزینی به موتور الکتریکی جهت شارژ باتری
- انتقال قدرت از چرخ ها به موتور الکتریکی جهت شارژ باتری
در دوره ای که واردات خودرو به کشور آزاد بود برخی از نمایندگی خودروسازان بزرگ اقدام به واردات انواع خودروهای هیبریدی از برندهای مختلف به بازار ایران کردند. در این مطلب به برخی از آنها اشاره می شود
تویوتا پریوس
این خودرو که با ظاهر متفاووت به بازار ایران آمد به عنوان پرچمدار خودروهای هیبردی ژاپنی در ایران مطرح است.
موتور بنزینی تویوتا پریوس هیبرید 1800 سی سی حجم و قابلیت تولید 110 اسب بخار را داراست و در ترکیب با موتور برقی ماشین در مجموع 121 اسب بخار قدرت را در اختیار راننده ماشین قرار می دهد.
مجموع گشتاور تولیدی موتور برقی و بنزینی تویوتا پریوس در ترکیب با یکدیگر 141 نیوتن متر گشتاور است. تویوتا پریوس استاندارد آلایندگی یورو 6 را پاس کرده است. این خودرو در سیکل ترکیبی 100 کیلومتر تنها به حدود 5 لیتر بنزین نیاز دارد. یک گیربکس CVT یا دنده متغیر وظیفه انتقال قدرت تویوتا پریوس به چرخ های ماشین را داراست.
تویوتا پریوس در بازار ایران در تیپ های 2 ، 3 و تیپ C موجود است.
تویوتا کمری XLE
دومین خودروی هیبردی تویوتا در ایران است که استقبال خوبی نیز از آن در بازار شده است.
ظاهر تویوتا کمری هیبرید 2018 شباهت بسیار زیادی به تویوتا آریون نسل جدید دارد. تویوتا کمری هیبرید در بازار دارای رقبایی مانند هیوندای سوناتا هیبرید و کیا اپتیما هیبرید است. این ژاپنی برقی – بنزینی در کلاس خودروهای خانوادگی قرار دارد که از کیفیت بالاتری نسبت به بقیه رقبا برخوردار است.
در تویوتا کمری هیبرید مدل 2018 از یک موتور 2.5 لیتری چهار سیلندر همراه با یک موتور الکتریکی و یک باتری برای پیشرانه استفاده شده است. این موتور۴ سیلندر میتواند ۱۵۶ اسب بخار ایجاد کند.
هیوندای سوناتا 2018 هیبرید
هیوندای سوناتا خودرویی است که در بازار ایران طرفداران زیادی دارد . سوناتا با نسل ششم و تولید بین سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۴ وارد جاده های ایران شد. این خودرو در ایران با کد YF و در سال 2015 با کدLF که چهره جذاب تر و مدرن تری داشت، توانست نظر قشر جوان را جلب کند.
هیوندای در مدل سوناتا ۲۰۱۸ زبان طراحی خود را عوض کرد و به جای استفاده از خطوط شکسته و تهاجمی سبک اروپایی را مد نظرقرارداد.
هیوندای سوناتا هیبرید پیشرانه 2 لیتری 4 سیلندر دارد که با بطری های پلیمری ترکیب شده است. سوناتای هیبرید از دو پیشرانه بنزینی – الکتریکی استفاده می کند که موتور بنزینی قادر به تولید ۱۵۴ اسب بخار توان و ۱۹۰ نیوتن‌متر گشتاور است.
یکی از نکات مثبت سوناتا هیبرید سیستم بازیابی انرژی ترمزگیری است که به شارژ سریع تر باطری های موتور برقی ماشین کمک میکند . سوناتا هیبرید از یک گیربکس 6 سرعته شیفت ترونیک استفاده میکند.
هیوندای سوناتا هیبرید در سه تیپ GL، GLS و GLS PLUS در بازار موجود است.
میتسوبیشی اوتلندر phev
میتسوبیشی اوتلندر phev جدیدترین محصول کمپانی ژاپنی میتسوبیشی در کشورمان است. شاید بهتر است بگوییم میتسوبیشی اوتلندر phev اولین شاسی بلند 7 نفره هیبریدی فول سایز است که با مصرف سوخت میانگین حدود 6 لیتر بسیار کم اشتهاتر از نسخه بنزین سوز است.
میتسوبیشی اوتلندر phev دارای دو موتور است که یکی بنزینی 2000 سی سی با توان خروجی 140 اسب بخار و یک موتورالکتریکی که 80 اسب بخار قدرت دارد در مجموع این خودرو 220 اسب بخار قدرت تولید میکنند.
خودروی میتسوبیشی Phev با باتری ۱۲ کیلووات ساعتی، قادر به طی مسافت 52 کیلومتر است.
لکسوسNX300H
یکی از پیشرفته ترین خودروهای شاسی بلند لکسوسNX300H است این خودروی شاسی بلند به سبب ویژگی های ظاهری و فنی از محبوبیت خاصی برخوردار است .
کیا اپتیما هیبریدی
کیا اپتیما یکی از سدان های سایز متوسط پر طرفدار و پر فروش در ایران است که برای اولین بار اطلس خودرو نمونه هیبریدی کیا اپتیما را با مدل 2018 معرفی کرده است.
از سال 2011 یعنی نسل سوم کیا اپتیما ، نمونه هیبریدی معرفی شد و کیا اپتیما هیبریدی که به ایران ورود پیدا می کند نسل چهارم است که از سال 2016 وارد بازار شده است.
کیا اپتیما هیبرید در بخش فنی کاملاً مشابه دوقلو غیر همسان خودش یعنی هیوندای سوناتا هیبریدی است و این یعنی کیا اپتیما هیبریدی از یک پیشرانه 2 لیتری بنزینی که در ترکیب با یک موتور برقی که با بطری پلیمر لیتیوم 1.6 کیلوواتی تغذیه میشود تولید نیرو می کند و این میزان نیرو توسط یک گیربکس 6 سرعته تیپ ترونیک به چرخ های جلو کیا اپتیما هیبرید منتقل می شود.
تویوتا CH-R هیبریدی
تویوتا CHR تنها کراس‌اوور کوچک بازار خودرویی کشور محسوب میشود که به پیشرانه هیبرید مجهز شده است و از این نظر هیچ رقیبی برای آن وجود ندارد.
این خودرو در دو نسخه HV و TURBO و در 4 تیپ Dynamic، Premium، Lounge و Icon در بازار داخلی عرضه می‌گردد که در این میان Icon ساده‌ترین و Dynamic کامل‌ترین تیپ این خودرو محسوب می‌گردد
پیشرانه استفاده‌شده برای نمونه HV کاملاً مشابه پیشرانه نصب‌شده بر روی تویوتا پریوس است؛ به این صورت که این خودرو علاوه بر پیشرانه بنزینی 1798 سی‌سی به یک پیشرانه الکتریکی نیز مجهز شده است که درمجموع 122 اسب بخار قدرت و 142 نیوتن متر گشتاور تولید میکنند.
BMW i8
BMW i8 یکی از خودروهای جنجالی بازار ایران بود که بعد از ورود تا مدتی شماره گذاری نشد. طراحی منحصر به فرد در کنار تکنولوژی بالای ساخت این خودرو، ظاهر آن را کاملا متمایز جلوه می دهد.
BMW i8 از یک موتور بنزینی 3 سیلندر توربو شارژ در کنار یک موتور برقی استفاده می کند که مجموع قدرت تولید شده توسط این دو نیروی محرکه به 360 اسب بخار می رسد که شتابی کمتر از 4.5 ثانیه را برای این خودرو رقم می زند.
