رفتن به مطلب

خودروهاي هيبريدي hybrid car


Mehdi.Aref

ارسال های توصیه شده

اين خودرو قادر خواهد بود از 0 تا 60 مايل بر ساعت را در 11 ثانيه بپيمايد.با در نظر گرفتن موتور الكتريكى نيروى موتورها به 73 اسب بخار مى رسد.(در 5700 rpm) .اگر مقايسه اى بين موتور بنزينى به تنهايى با مجموع موتور بنزينى والكتريكى انجام دهيم.به اين نتيجه ميرسيم كه موتور الكتريكى تنها 6 اسب بخار به قدرت موتور مى افزايد. در حالى كه تاثير واقعى موتور الكتريكى بيش از اين مقدار است.موتور الكتريكى در خودروى insight 10 كيلو وات است (13 اسب بخار ) در 3000 rpm .مقدار تاثير واقعى موتور الكتريكى را مقدار ماكزيمم گشتاور روشن مى سازد:بدون موتور الكتريكي , insight به ماكزيمم گشتاور 66 پوند – فوت در 4800 rpm مى رسد.وبا موتور الكتريكى ماكزيمم گشتاور به 79 پوند – فوت در 1500 rpm مى رسد.كه 13پوند – فوت نيز كه اختلاف اين دو گشتاور است همان تاثير واقعى موتور الكتريكي است. ● به كار بردن ايروديناميك: هوندا insight به شكل قطره اشك طراحى شده است .پشت خودرو باريكتر از جلوى ان است. چرخ هاى عقب توسط جزيى از بدنه پوشانده شده است تا شكلى صاف را تشكيل دهد و بعضي از قطعات زيرين ماشين توسط پانلهاى پلاستيكى پوشانده شده است.اين كارها باعث كاهش ضريب درگ به 0.25 مى شود. و اين خودرو جزء ايروديناميك ترين خودرو در بازار است .زماني كه شما در حال حركت در اتوبان هستيد موتوربنزينى با تمام قدرت كار مى كند .وقتى كه سرعت خود را كاهش مى دهيد(توسط ترمز كردن يا پدال گاز را شل كردن ) موتور الكتريكى مانند ژنراتور مقدارى الكتريسيته را براىشارژ باترى استفاده مى كند.نكته ديگر در مورد insight اين است كه سيستم انتقال قدرت از موتور به وسيله كلاچ جدا شده است (مانند ساير خودروها) و اين بدين معنى است كه اگر شما در حال كم كردن سرعت خود باشيد و كلاچ را نگه داريد و يا با دنده خلاص سرعت خود را كاهش دهيد در اين صورت موتور الكتريكى و سيستم "ترمز احياء كننده" نخواهد توانست انرژى الكتريكى ناشى از اين كم شدن سرعت را به باترى بدهد.پس زمانى اين سيستم مى تواند بازيابى انرژى داشته باشد كه كم شدن سرعت خودرو در حالتى صورت گيرد كه خودرو در دنده قرار دارد. اكنون اجازه دهيد كه نگاهى به تكنولوژى تويوتا پريوس بيندازيم كه سيستمى به كلى متفاوت از insight دارد .مزاياى يك خودروى هيبريدى : شما ممكن است تعجب كنيد كه چرا اشخاص به اين سيستم پيچيده علاقه دارند عليرغم اينكه بيشتر مردم با خودروهاى بنزينى خيلى راحت هستند.دليل اين علاقه دو چيز است:1- كاهش الايندگى2- بهبود بهره ورى و كارايى حال اجازه دهيد مثالى از استانداردهاى آلودگى كاليفرنيا بزنيم.كه تعيين مى كند چه مقدار از هر نوع الودگى در يك خودرو مى تواند وجود داشته باشد.اين مقدار معمولابر حسب گرم بر مايل (g/mi) بيان مى شود.براى مثال اين استاندارد بيان مى كند كه مقدار مونو اكسيد كربن در هر مايل نبايد از 3.4 گرم بيشتر باشد.تويوتا پريوس:تويوتا پريوس در ژاپن در اواخر سال 1997 توليد شد.تويوتا سيستم موتور و انتقال قدرت را به صورت هيبريد موازى طراحى كرده است كه تويوتا ان را سيستم هيبريدى تويوتا ناميده است كه بعضى از مزاياى هيبريدهاى سرى را نيز داراست.يك سدان 4 در 5 نفره كه موتور و سيستم انتقال قدرت ان طورى است كه توانايى رسيدن به سرعت 15 مايل بر ساعت (24 كيلومتر بر ساعت) را فقط با موتور الكتريكى داراست.پريوس در سال 2004 در امريكاى شمالى به عنوان خودروى سال برگزيده شده است.وزن پريوس 2900 پوند (1315 كيلوگرم) است و فضاى درونى و فضاى صندوق عقب آن از تويوتا كرولا بيشتر است. تويوتا براى رسيدن به بهره ورى و كاهش الايندگى 2 كار را انجام داد: ● موتور بنزينى فقط زمانى كار مى كند كه به يك سرعت مشخص برسد:به عبارت ديگر براى كاهش الودگى پريوس مى تواند به سرعت 15 مايل بر ساعت (24 كيلومتر بر ساعت) بدون استفاده از موتور بنزينى برسد.موتور بنزينى فقط زمانى روشن مى شود كه خودرو از يك سرعت معين بگذرد. ● به كار بردن يك دستگاه تقسيم قدرت بى همتا:موتور بنزينى مى تواند طورى تنظيم شود تا در يك سرعت معين بيشترين بهره ورى را داشته باشد ."دستگاه تقسيم قدرت" در پريوس اجازه مى دهد كه موتور در همه زمانها در حالت بيشترين كارايى در يك رنج سرعتى خاص باشد.پريوس داراى موتور 1.5 ليترى است كه 76 اسب بخار را در بيشينه دور 5000 دور بر دقيقه بدست مى اورد.موتور الكتريكى در پريوس داراى 67 اسب بار قدرت براى 1200 تا 1540 دور بر دقيقه است. وگشتاور 295 پوند – فوت را از 0 تا 1200 دور بر دقيقه توليد مى كند كه نيروى كافي را براى حركت خودرو بدون دخالت موتور بنزينى فراهم مى كند ,موتور الكتريكى در پريوس خيلى قويتر از موتور الكتريكى در هوندا insight است.دستگاه"تقسيم كننده قدرت" قلب پريوس است.آن يك جعبه دنده هوشمند است كه به موتور بنزينى متصل است.اين جعبه دنده به خودرو اجازه مى دهد كه مانند يك خودروي هيبريدى موازى باشد كه در آن موتور الكتريكى مى تواند به تنهايى به سيستم انتقال قدرت نيرو وارد كند و موتوربنزينى نيز مى تواند به تنهايى و يا با متور الكتريكى نيروى مورد نياز خودرو را تامين كند.همچنين اين دستگاه"تقسيم كننده قدرت" اغلب اجازه مى دهد كه خودرو مانند يك خودروى هيبريدى سرى باشد كه در آن موتور بنين مى تواند مستلا باترى ها را شارژ كند و يا نيروى مورد نياز براى چرخ ها را فراهم كند.كه اغلب مى تواند به صورت انتقال قدرت پيوسته يا cvt عمل كند كه باعث حذف نياز به انتقال قدرت دستى يا اتومات مى شود. و سرانجام چون دستگاه"تقسيم كننده قدرت" اجازه مى دهد كه ژنراتور موتور را روشن كند و اين باعث حذف نياز به استارتر مى شود .دستگاه تقسيم قدرت يك مجموعه دنده خورشيدى است (شكل زير) موتور الكتريكى به چرخ دنده حلقه اي از مجموعه دنده متصل است و اغلب به صورت مستقيم به ديفرانسيل متصل مى گردد. بنابراين سرعت موتور الكتريكى و چرخش دنده حلقه اي سرعت خودرو را تعيين مى كند.

hibridi2.jpg

ژنراتور به چرخ دنده خورشيدى از مجموعه دنده ها متصل است و موتور بنزينى يا گاز سوز نيز به حامل خورشيدى(planet carrier) متصل است.سرعت چرخ دنده حلقه اي به سه جزء گفته شده بستگى دارد.بنابراين همه اين اجزاء با هم در تمام زمانها كار مى كنند تا سرعت خروجى را كنترل كنند.وقتى شما شتاب مى گيريد ابتدا موتور الكتريكى و باترى ها تمام نيروى مورد نياز را تامين مى كنند.چرخ دنده حلقه اي كه متصل به موتور الكتريكى است همزمان با حركت كردن موتور الكتريكى مى چرخد.حامل خورشيدى كه به موتور بنزينى متصل است ثابت است زيرا موتور بنزينى هنوز روشن نشده است.زمانى كه چرخ دنده حلقه اي شروع به چرخيدن كند باعث ميشود كه ژنراتور و چرخ دنده خورشيدى نيز شروع به چرخيدن كنند.زمانى كه شتاب بيشترى مى گيريد ژنراتور با سرعتى مى چرخد كه بتواند نيروى مورد نياز براى موتور الكتريكى را فراهم كند. هنوز موتور بنزينى فعال نشده است. وقتى به سرعت 40 مايل بر ساعت يا 64 كيلومتر بر ساعت مى رسيد موتور بنزينى نيز روشن مى شود.در حالى كه موتور بنزينى روشن است ژنراتور سرعت موتور الكتريكي را طورى تغيير مى دهد كه با سرعت موتور بنزينى تطبيق پيدا كند و در خروجى سرعت با هم برابر باشند.همانند هوندا insight , تويوتا پريوس هرگز نياز به شارژ دوباره ندارد.زيرا ژنراتور هميشه و به طور اتوماتيك سطح شارژ در باترى ها را كنترل مى كند و در صورت كم بودن شارژ مى كند.هم هوندا و هم تويوتا گارانتي هاى طولانى براي قطعات هيبريدى خود وضع كرده اند.هوندا 8 سال يا 80000 مايل گارانتى بيشتر قسمتهاى انتقال قدرت و موتور وتجهيزات هيبريدى را داراست و تويوتا نيز 8 سال يا 100000 مايل گارانتى باترى و سيستمهاى هيبريدى را دارد.موتور و باترى در اين خودروها نياز به هيچگونه نگهدارى وبازنگرى ندارد(اگرچه در صورت اتمام گارانتى اگر نياز به تعويض باتري ها گرفتيد ڇندين هزار دلار خرج بر مى دارد).كسب نيروى هيبريدى مطمئنا پيچيده تر از تنها نيروى بنزينى و يا تنها نيروى الكتريكى است. در بخش بعدى بررسى خواهيم كرد كه چرا تكنولوژى هيبريدى مورد علاقه همه مشتريان و هم خودروسازان قرار گرفته است.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

لینک به دیدگاه
  • 4 ماه بعد...

خودروهاي هيبريدي (Hybrid Vehicles)

 

خودروهاي هيبريدي معمولا تلفيقي از موتور احتراق داخلي خودروهاي متداول با باتري و موتور الكتريكي يك خودرو الكتريكي هستند . اين تلفيق انتشارات ( گازهاي خوروجي ) اندك همراه با توان ، برد عملياتي و سوخت مصرفي مناسب خودروهاي معمول ( گازوئسل وبنزين) را عرضه مي كند و اين خودروها هرگز نياز به اتصال به برق ندارند.اين انعطاف پذيري ذاتي خودروهاي هيبريدي آنها را براي ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصي مناسب كرده است خودرو هاي هيبريدي مي توانند سرعت و مسافت بيشتري نسبت به انواعي كه موتورهاي درون ساز دارند داشته باشند، با اين حسن بزرگ كه شارژباتري هايش هرگز تمام نمي شود بازدهي اين خودروهابسيار بالا بوده و ميزان توليد آلودگي شان كاهش يافته است. به همين دليل بسياري از كارخانه ها از سال 1999 توليد خودروهاي هيبريدي را به صورت انبوه آغاز كرده اند.

تاريخچه خودروي هيبريدي

يك مهندس آمريكائي به نام H.Piper در 23 نوامبر 1905 يك ماشين هيبريدي ساخت كه قادر بود در طي 10 ثانيه تا 25 مايل شتاب بگيرد. موتور اين خودرو تركيبي از موتور بنزيني و موتور الكتريكي بود كه امروزه به عنوان موتور هيبريدي شناخته مي‌شود. Piper در سه سال و نيم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پيشرفت سريع موتورهاي احتراق داخلي با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنين قابليت استارت بدون هندل آنها و از همه مهمتر پايين بودن قيمت سوختهاي فسيلي و مطرح نبودن آلودگي محيط زيست، سبب عدم توجه به اين نوع خودروها شد. در پي بحرانهاي نفتي سالهاي 1970 دوباره اين خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولي تا سال 1990 كه كار اصولي با مشاركت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمريكا آغاز گرديد، اين خودروها به طور جدي پيگيري نشدند.

امروزه خودروهاي هيبريدي مورد توجه كمپانيهاي بزرگ جهان قرار گرفته اند كه از آن جمله مي‌توان به شركتهايي مانند: تويوتا، هندا، ميتسوبيشي، فورد، فيات، جنرال موتورز، دايملر كرايسلر، نيسان و پژو و ... اشاره نمود. توفيق اين محصولات به حدي چشمگير بوده كه از دسامبر سال 1997 تا ابتداي سال 2000 بيش از چهل هزار محصول پريوس كمپاني تويوتا به فروش رسيده است.

خودروهاي هيبريدي به وسيله دو منبع انرژي – يك واحد تبديل انرژي (همچون يك موتور احتراق يا پيل سوختي) و يك وسيله ذخيره انرژي (هم چون باتري هل يا فرا خازن ها)- توان مي گيرند . واحد تبديل انرژي امكان قدرت گرفتن از بنزين ، متانول ، گاز طبيعي فشرده ، هيدروژن يا سوخت هاي جانشين ديگر را دارد. خودروهاي هيبريدي اين پتانسيل را دارنئ كه 2 تا 3 برابر راندمان بالاتري نسبت به خودروهاي متداول داشته باشند. خودروهاي هيبريدي مي توانند داراي طراحي موازي طراحي سري يا تركيبي از هر دو باشند. در يك طراحي موازي ، واحد تبديل انرژي و سيستم محركه الكتريكي مستقيما به چرخ هاي خودرو مرتبط شده اند. موتور اصلي براي رانندگي در بزرگراه ها استفاده مي شود ، موتور الكتريكي توان اضافي را هنگام پيمودن سر بالايي ها ، شتاب گرفتن و مواقع ديگر كه توان بالاي خودرو نياز باشد فراهم مي آورد.در يك طراحي سري ، موتور اصلي به يك ژنراتور توليد كننده الكترسيته مرتبط است . الكتريسيته باتري هايي را شارژ مي كند كه موتور الكتريكي را كه به چرخ ها توان مي دهد به كار مي اندازد. بر خلاف خودروهاي الكتريكي ، خودروهاي هيبريدي نيازي به اتصال به برق شهر ندارند. در عوض آنها با ترمز واكنشي يا ژنراتور شارژ مي شوند.

hibridi_01.gif

لینک به دیدگاه

اجزاء خودروهاي هيبريدي

خودروهاي هيبريدي يك تركيب بهينه از اجزاي مختلف هستند.يك نمونه خودرو هيبريدي را دياگرام بالا مي بينيد.

 

  • كنترل كننده ها / موتور كشنده الكتريكي
     
  • سيستم هاي ذخيره كننده انرژي الكتريكي ، همچون باتري ها و فراخازن ها
     
  • واحد توان هيبريدي همچون موتور احتراق جرقه اي ، موتورهاي انژكتور مستقيم احتراق تراكمي (ديزل) توربين هاي گازي و پيل هاي سوختي
     
  • سيستم هاي سوخت رساني براي واحد توان هيبريدي
     
  • جعبه دنده (گيربكس)

 

براي كمك به گازهاي خروجي و بهبود كارايي هاي خودرو ، اجزاء وسيستم هاي زير بواسطه تحقيق و توسعه اصلاح شدند :

 

  • سيستم هاي كنترل گازهاي خارجي
     
  • مديريت انرژي وكنترل سيستم ها
     
  • مديريت حرارتي اجزاء
     
  • وزن پايين وايرو ديناميك بدنه / شاسي
     
  • مقاومت غلطشي پايين (شامل طراحي بدنه وتايرها )
     
  • كاهش بار لوازم اضافي

 

كنترل كننده ها / موتورهاي هيبريدي

موتورهاي كارگران پر كار سيستمهاي راننده خودروهاي هيبريدي هستند ، يك موتور كشنده الكتريكي ، انرژي الكتريكي واحد ذخيره انرژي را به انرژي مكانيكي كه چرخ هاي خودرو را به حركت در مي آورد.بر خلاف خودروهاي معمول كه براي بدست آوردن گشتاور كامل ، موتور بايد سرعت بگيرد موتور الكتريكي گشتاور كامل رادر سرعت هاي پايين نيز فراهم مي كند. همين مشخصه شتاب غير خطي عالي به خودرو مي دهد . مشخصه هاي مهم موتور خودروي هيبريدي شامل كنترل خوب رانندگي با خطاي مجاز صداي كم وراندمان بالا مي باشد. مشخصه هاي ديگر شامل انعطاف پذيري مربوط به نوسان ولتاژ و البته قابل قبول بودن قيمت توليد انبوه مي شود. تكنولوژي موتور جلو برنده براي كاربردهاي خودروي هيبريدي شامل آهنرباي دائمي ، القاي جريان متناوب و موتورهاي مقاومت مغناطيسي متغيير مي باشد.

باتري خودرو هيبريدي

باتري ها يك از اجزاي ضروري خودروخهاي هيبريدي هستند . گر چه تعداد كمي از توليدات خودروهاي هيبريدي با باتريهاي پيشرفته در بازار عرضه شده اند اما هيچ كدام از باتري هاي رايج يك تركيب قابل قبول اقتصادي از توان ، راندمان انرژي و طول عمر را براي حجم بالاي توليد خودرو ارائه نداده اند. ويژگيهاي مطلوب باتريهاي با توان بالا براي كاربردهاي خودروهاي هيبريدي شامل اين موارد است : پيك و توان مخصوص تكانه بالا ، انرژي مخصوص بالاي توان تكانه ، پذيرش شارژ بالا براي بيشينه كردن بهره بري ترمز واكنشي و طول عمر طولاني . روش ها و طراحي هاي در حال توسعه براي هماهنگي مجموعه به صورت الكتريكي و حرارتي ، روشهاي دقيق در حال پيشرفت براي تعيين وضع شارژ باتري ، باتريهاي بادوام در حال پيشرفت و قابليت بازاريابي ، چالش هاي تكنيكي ديگر هستند.

فراخازن هاي خودروهاي هيبريدي

فراخازنها انرژي مخصوص بالاتري دارند و نوع قويتري از خازن هاي الكتروليتي هستند كه انرژي را به عنوان شارژ الكتريسته ساكن ذخيره مي كنند. فراخازنها سيسمتهاي الكتروشيميايي هستند كه انرژي را در لايه اي از مايع قطبيده شده در سطح مشترك مابين يك الكتروليت رساناي يوني و يك الكترود رسانا ذخيره مي كنند . ظرفيت ذخيره انرژي با افزايش مساحت سطح مشترك افزايش مي يابد. فراخازنها به عنوان اولين ابزار براي كمك به توان موتور در شتاب گيري و سر بالايي رفتن هستند كه به هملن خوبي بازيافت انرژي ترمزگسترش پيداكرده اند فراخازنها به صورت بالقوه به عنوان دومين شيوه ذخيره انرژي در خودروهاي هيبريدي ، براي تامين توان بار گذاري باتري هاي شيميايي سودمندند. الكتريسيته اضافي براي ثابت نگه داشتن ولتاژ در مواقعي كه چگالي انرژي پايين است مورد نياز است.

پيل هاي سوختي خودروهاي هيبريدي

پيل هاي سوختي به واسطه يك واكنش الكتروشيميايي كه هيدروژن را با اكسيژن در هواي محيط تركيب مي كند ، الكتريسيته توليد مي كنند.هيدروژن خالص يا هر سوخت فسيلي ديگري كه اصلاح شده باشد مي تواند براي توليد گاز هيدروژن مورد استفاده قرار گيرد. متانول يك انتخاب معمول براي سوخت است. تنها گاز خروجي پيل سوختي بخار آب است كه توان بالقوه آن را به عنوان تميزترين واحد توان هيبريدي مي رساند. راندمان ، صداي كم ، قابليت اطمينان و راندمان تبديل انرژي تا 50% پيش بيني شده پيلل هاي سوختي ، نشان مي دهد كه به طور نسبه مشخصه هاي خودروي هيبريدي در قياس با راندمان 20-25 درصد موتورهاي بنزيني احتراق داخلي مناسب تر هستند.

انتشارات پايين و راندمان بالا

تفاوت در گازهاي خروجي خودروهاي الكتريكي هيبريدي بستگي به خودرو و پيكر بندي اجزا آن دارد. ولي به طور كلي خودروهاي هيبريدي گازهاي خروجي كمتري نسبت به خودروهاي معمولي دارند چرا كه در موتور اين خودروها يك موتور الكتريكي به همراه يك موتور احتراق داخلي دارد و موتور الكتريكي در بسياري از مواقع جبران كننده موتور احتراق داخلي است بنابراين مصرف سوخت و گازهاي خروجي كاهش مي يابد ، در ضمن اين خودروها قادرند فقط با موتورالكتريكي كار كنند كه باعث كاهش آلودگي مي شود.هيبريدهابه سادگي كار كرد موتور را كنترل مي كنند و اين عمل خورو را داراي راندمان بيشتر و آلودگي كمتر مي كند.

 

مقايسه عملكردي خودروهاي برقي خالص و خودروهاي هايبريد

 

خودروهاي برقي گرچه به عنوان اولين راهكار براي كاهش ميزان آلودگي معرفي گرديده اند اما به علت آنكه در سيكلهاي رانشي طولاني با مشكل ر وبرو مي شوند از اينرو حضور موفقي نداشته اند و در حقيقت با شكست مواجه گرديده اند .ايده خودروهاي هايبريد به علت استفاده از دو منبع انرژي در توليد سيستم محركه رانشي نه تنها مشكل آلودگ ي و مصرف خودروهاي هايبريد به علت استفاده از دو منبع انرژي در توليد سيستم محركه رانشي نه تنها مشكل آلودگ ي و مصرف سوخت را به حداقل رسانده است بلكه مشكلات ناشي از خودروهاي برقي خالص را حل نموده است .واين مزيت خودروهاي هايبريد برقي نسبت به خودروهاي برقي خالص مي باشد.

hibridi_02.png

مراجع:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

خبرنامه انجمن خورشيد ايران

Edit by : Pooya Makarachi پويا ماكاراچي

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...