خودروهای هیبریدی

[سیندخت 18,785]

این خودرو قادر خواهد بود از 0 تا 60 مایل بر ساعت را در 11 ثانیه بپیماید.با در نظر گرفتن موتور الكتریكى نیروى موتورها به 73 اسب بخار مى رسد (در 5700 rpm). اگر مقایسه اى بین موتور بنزینى به تنهایى با مجموع موتور بنزینى والكتریكى انجام دهیم.به این نتیجه میرسیم كه موتور الكتریكى تنها 6 اسب بخار به قدرت موتور مى افزاید. در حالى كه تاثیر واقعى موتور الكتریكى بیش از این مقدار است. موتور الكتریكى در خودروى insight 10 كیلو وات است (13 اسب بخار) در 3000 rpm.

 

 

 

مقدار تاثیر واقعى موتور الكتریكى را مقدار ماكزیمم گشتاور روشن مى سازد:

بدون موتور الكتریكی , insight به ماكزیمم گشتاور 66 پوند – فوت در 4800 rpm مى رسد.وبا موتور الكتریكى ماكزیمم گشتاور به 79 پوند – فوت در 1500 rpm مى رسد.كه 13پوند – فوت نیز كه اختلاف این دو گشتاور است همان تاثیر واقعى موتور الكتریكی است.

 

 

به كار بردن ایرودینامیك: هوندا insight به شكل قطره اشك طراحى شده است .پشت خودرو باریكتر از جلوى ان است. چرخ هاى عقب توسط جزیى از بدنه پوشانده شده است تا شكلى صاف را تشكیل دهد و بعضی از قطعات زیرین ماشین توسط پانلهاى پلاستیكى پوشانده شده است.این كارها باعث كاهش ضریب درگ به 0.25 مى شود. و این خودرو جزء ایرودینامیك ترین خودرو در بازار است .زمانی كه شما در حال حركت در اتوبان هستید موتوربنزینى با تمام قدرت كار مى كند .وقتى كه سرعت خود را كاهش مى دهید(توسط ترمز كردن یا پدال گاز را شل كردن ) موتور الكتریكى مانند ژنراتور مقدارى الكتریسیته را براىشارژ باترى استفاده مى كند.

 

 

نكته دیگر در مورد insight این است كه سیستم انتقال قدرت از موتور به وسیله كلاچ جدا شده است (مانند سایر خودروها) و این بدین معنى است كه اگر شما در حال كم كردن سرعت خود باشید و كلاچ را نگه دارید و یا با دنده خلاص سرعت خود را كاهش دهید در این صورت موتور الكتریكى و سیستم "ترمز احیاء كننده" نخواهد توانست انرژى الكتریكى ناشى از این كم شدن سرعت را به باترى بدهد.پس زمانى این سیستم مى تواند بازیابى انرژى داشته باشد كه كم شدن سرعت خودرو در حالتى صورت گیرد كه خودرو در دنده قرار دارد

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

اكنون نگاهى به تكنولوژى تویوتا پریوس داریم كه سیستمى به كلى متفاوت از insight دارد .

 

 

 

مزایاى یك خودروى هیبریدى:

شما ممكن است تعجب كنید كه چرا اشخاص به این سیستم پیچیده علاقه دارند علیرغم اینكه بیشتر مردم با خودروهاى بنزینى خیلى راحت هستند.

دلیل این علاقه دو چیز است:

1- كاهش الایندگى

2- بهبود بهره ورى و كارایى

حال اجازه دهید مثالى از استانداردهاى آلودگى كالیفرنیا بزنیم.كه تعیین مى كند چه مقدار از هر نوع الودگى در یك خودرو مى تواند وجود داشته باشد.این مقدار معمولابر حسب گرم بر مایل (g/mi) بیان مى شود.براى مثال این استاندارد بیان مى كند كه مقدار مونو اكسید كربن در هر مایل نباید از 3.4 گرم بیشتر باشد.

 

 

 

تویوتا پریوس:

تویوتا پریوس در ژاپن در اواخر سال 1997 تولید شد.تویوتا سیستم موتور و انتقال قدرت را به صورت هیبرید موازى طراحى كرده است كه تویوتا ان را سیستم هیبریدى تویوتا نامیده است كه بعضى از مزایاى هیبریدهاى سرى را نیز داراست.

یك سدان 4 در 5 نفره كه موتور و سیستم انتقال قدرت ان طورى است كه توانایى رسیدن به سرعت 15 مایل بر ساعت (24 كیلومتر بر ساعت) را فقط با موتور الكتریكى داراست.پریوس در سال 2004 در امریكاى شمالى به عنوان خودروى سال برگزیده شده است.

وزن پریوس 2900 پوند (1315 كیلوگرم) است و فضاى درونى و فضاى صندوق عقب آن از تویوتا كرولا بیشتر است.

 

 

 

تویوتا براى رسیدن به بهره ورى و كاهش الایندگى 2 كار را انجام داد:

● موتور بنزینى فقط زمانى كار مى كند كه به یك سرعت مشخص برسد:به عبارت دیگر براى كاهش الودگى پریوس مى تواند به سرعت 15 مایل بر ساعت (24 كیلومتر بر ساعت) بدون استفاده از موتور بنزینى برسد.موتور بنزینى فقط زمانى روشن مى شود كه خودرو از یك سرعت معین بگذرد.

● به كار بردن یك دستگاه تقسیم قدرت بى همتا:موتور بنزینى مى تواند طورى تنظیم شود تا در یك سرعت معین بیشترین بهره ورى را داشته باشد ."دستگاه تقسیم قدرت" در پریوس اجازه مى دهد كه موتور در همه زمانها در حالت بیشترین كارایى در یك رنج سرعتى خاص باشد.

پریوس داراى موتور 1.5 لیترى است كه 76 اسب بخار را در بیشینه دور 5000 دور بر دقیقه بدست مى اورد.موتور الكتریكى در پریوس داراى 67 اسب بار قدرت براى 1200 تا 1540 دور بر دقیقه است. وگشتاور 295 پوند – فوت را از 0 تا 1200 دور بر دقیقه تولید مى كند كه نیروى كافی را براى حركت خودرو بدون دخالت موتور بنزینى فراهم مى كند , موتور الكتریكى در پریوس خیلى قویتر از موتور الكتریكى در هوندا insight است.

 

 

دستگاه "تقسیم كننده قدرت" قلب پریوس است.آن یك جعبه دنده هوشمند است كه به موتور بنزینى متصل است

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

این جعبه دنده به خودرو اجازه مى دهد كه مانند یك خودروی هیبریدى موازى باشد كه در آن موتور الكتریكى مى تواند به تنهایى به سیستم انتقال قدرت نیرو وارد كند و موتوربنزینى نیز مى تواند به تنهایى و یا با متور الكتریكى نیروى مورد نیاز خودرو را تامین كند.

 

 

 

همچنین این دستگاه"تقسیم كننده قدرت" اغلب اجازه مى دهد كه خودرو مانند یك خودروى هیبریدى سرى باشد كه در آن موتور بنین مى تواند مستلا باترى ها را شارژ كند و یا نیروى مورد نیاز براى چرخ ها را فراهم كند.كه اغلب مى تواند به صورت انتقال قدرت پیوسته یا cvt عمل كند كه باعث حذف نیاز به انتقال قدرت دستى یا اتومات مى شود. و سرانجام چون دستگاه"تقسیم كننده قدرت" اجازه مى دهد كه ژنراتور موتور را روشن كند و این باعث حذف نیاز به استارتر مى شود .

دستگاه تقسیم قدرت یك مجموعه دنده خورشیدى است (شكل زیر) موتور الكتریكى به چرخ دنده حلقه ای از مجموعه دنده متصل است و اغلب به صورت مستقیم به دیفرانسیل متصل مى گردد. بنابراین سرعت موتور الكتریكى و چرخش دنده حلقه ای سرعت خودرو را تعیین مى كند.

 

 

 

ژنراتور به چرخ دنده خورشیدى از مجموعه دنده ها متصل است و موتور بنزینى یا گاز سوز نیز به حامل خورشیدى(planet carrier) متصل است.سرعت چرخ دنده حلقه ای به سه جزء گفته شده بستگى دارد.بنابراین همه این اجزاء با هم در تمام زمانها كار مى كنند تا سرعت خروجى را كنترل كنند.وقتى شما شتاب مى گیرید ابتدا موتور الكتریكى و باترى ها تمام نیروى مورد نیاز را تامین مى كنند.چرخ دنده حلقه ای كه متصل به موتور الكتریكى است همزمان با حركت كردن موتور الكتریكى مى چرخد.حامل خورشیدى كه به موتور بنزینى متصل است ثابت است زیرا موتور بنزینى هنوز روشن نشده است.زمانى كه چرخ دنده حلقه ای شروع به چرخیدن كند باعث میشود كه ژنراتور و چرخ دنده خورشیدى نیز شروع به چرخیدن كنند.زمانى كه شتاب بیشترى مى گیرید ژنراتور با سرعتى مى چرخد كه بتواند نیروى مورد نیاز براى موتور الكتریكى را فراهم كند.

هنوز موتور بنزینى فعال نشده است. وقتى به سرعت 40 مایل بر ساعت یا 64 كیلومتر بر ساعت مى رسید موتور بنزینى نیز روشن مى شود.در حالى كه موتور بنزینى روشن است ژنراتور سرعت موتور الكتریكی را طورى تغییر مى دهد كه با سرعت موتور بنزینى تطبیق پیدا كند و در خروجى سرعت با هم برابر باشند.

همانند هوندا insight , تویوتا پریوس هرگز نیاز به شارژ دوباره ندارد.زیرا ژنراتور همیشه و به طور اتوماتیك سطح شارژ در باترى ها را كنترل مى كند و در صورت كم بودن شارژ مى كند.

 

 

 

هم هوندا و هم تویوتا گارانتی هاى طولانى برای قطعات هیبریدى خود وضع كرده اند.هوندا 8 سال یا 80000 مایل گارانتى بیشتر قسمتهاى انتقال قدرت و موتور وتجهیزات هیبریدى را داراست و تویوتا نیز 8 سال یا 100000 مایل گارانتى باترى و سیستمهاى هیبریدى را دارد.موتور و باترى در این خودروها نیاز به هیچگونه نگهدارى وبازنگرى ندارد(اگرچه در صورت اتمام گارانتى اگر نیاز به تعویض باتری ها گرفتید ڇندین هزار دلار خرج بر مى دارد).

كسب نیروى هیبریدى مطمئنا پیچیده تر از تنها نیروى بنزینى و یا تنها نیروى الكتریكى است. در بخش بعدى بررسى خواهیم كرد كه چرا تكنولوژى هیبریدى مورد علاقه همه مشتریان و هم خودروسازان قرار گرفته است.

[سیندخت 18,785]

انرژی الكتریكی و انرژی بنزین

خودروهای بنزینی – الكتریكی از نظر كاركرد بین خودروهای بنزینی و الكتریكی هستند.به كمك شكلهایی كه در ادامه نشان داده می شود به تفاوتهای بین این دو نوع خودرو خواهیم پرداخت.

خودروهای بنزینی شامل یك باك بنزین می باشند كه منبع ذخیره كننده بنزین موتور است وموتور نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی را به چرخ ها می رساند.در مقابل در خودروهای الكتریكی یك مجموعه از باتری ها وجود دارد كه الكتریسیته مورد نیاز موتور الكتریكی را فراهم می كند و موتور الكتریكی نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی خود را به چرخ ها می رساند.

 

 

برای شما و من یك خودروی مفید خودرویی است كه حداقل نیاز های ما را برآورده كند كه این نیاز ها می توانند چنین باشند:

1- از یك سوخت گیری اولیه حداقل 300 مایل یا 482 كیلومتر تا یك سوخت گیری مجدد.

2- هر بار سوخت گیری اسان و سریع باشد.

یك موتور بنزینی اكثر این نیازها را برآورده می كند اما در عوض آلودگی زیادی دارد و یك موتور برقی با اینكه آلودگی خیلی كمی (یا اصلا) ایجاد نمی كند اما این موتور حداكثر بین 50 تا 100 مایل(80 تا 161 كیلومتر ) می تواند بین دو شارژ خود برود و مشكل دیگر موتور الكتریكی این است كه شارژ شدنش سخت و خیلی زمانبر است.

یك خودروی هیبریدی بنزینی – الكتریكی تركیبی از دو پیشرانه است كه به نوعی می توانند مكمل همدیگر باشند.

 

 

 

هیبرید بنزین – الكتریسیته

سیستم هیبریدی بنزینی – الكتریكی شامل اجزا زیر است:

● موتور بنزینی:موتور بنزینی كه در این خودرو وجود دارد شباهت زیادی به موتورهای بنزینی خودروهای بنزینی دارد. ولی این موتور كوچكتر و نیز دارای تكنولوژی بالاتری نسبت به خودروهای معمولی است كه باعث كاهش آلودگی و افزایش كارایی می شود.

●باك بنزین : باك بنزین در این نوع خودروها محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی است.بنزین چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری دارد به عنوان مثال 1000 پوند باتری معادل 1 گالون (7 پوند) بنزین انرژی دارد

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

● موتور الكتریكی : موتور الكتریكی در خودروهای هیبریدی خیلی پیشرفته هستند این موتور پیشرفته هم به عنوان یك موتور قادر به انجام كار است و هم به عنوان ژنراتور به عنوان مثال زمانی كه به این موتور نیاز است موتور با استفاده از باتری ها قادر خواهد بود شتاب مورد نظر را ایجاد كند و زمانی كه خودرو نیازی به موتور الكتریكی ندارد مثلا در یك سراشیبی در حال حركت است این موتور الكتریكی به عنوان یك ژنراتور نیرو را به باتری ها بر می گرداند(با استفاده از سرعت در سراشیبی )

● ژنراتور : ژنراتور بسیار شبیه به موتور الكتركی است با این تفاوت كه ژنراتور فقط وظیفه تامین الكتریسیته مورد نیاز موتور را بر عهده دارد نه كار دیگر.ژنراتور بیشتر در خودروهای هیبریدی سری به كار می رود. خودروهای هیبریدی سری در ادامه توضیح داده خواهد شد.

● باتری : باتری ها در خودروی هیبریدی یك وسیله ذخیره انرژی برای موتور الكتریكی هستند. برخلاف بنزین موجود در باك بنزین كه میتواند فقط به موتور بنزینی سوخت برساند(یك انتقال یك طرفه از باك بنزین به موتور بنزینی). موتورهای الكتریكی علاوه بر كار فوق می توانند انرژی را به باتری پس دهند. ولی موتور بنزینی نمی تواند چنین كاری را انجام دهد.

●سیستم انتقال قدرت

دو سیستم پیشرانه در خودروهای هیبریدی را می توان با هم به رو شهای مختلفی تركیب كرد از جمله : سری و موازی

هیبرید موازی : در هیبرید موازی باك بنزین سوخت را به موتور بنزینی می رساند و باتری ها نیز الكتریسیته را به موتور الكتریكی می رساند و هر دو موتور بنزینی و الكتریكی هم زمان و تواما به سیستم انتقال قدرت متصل می شوند و این قدرت به چرخها می رسد. توجه داشته باشید كه باك بنزین و موتور بنزینی به سیستم انتقال قدرت متصل هستند و باتری ها و موتور الكتریكی نیز اغلب به طور مستقل و جداگانه به سیستم انتقال قدرت متصل هستند.

 

 

در نتیجه در هیبریدهای موازی هر دو موتور بنزینی و الكتریكی نیرو محركه مورد نیاز را فراهم می كنند.

هیبریدهای سری : در مقابل هیبریدهای موازی , هیبریدهای سری قرار دارند. در این نوع هیبریدها موتور بنزینی ژنراتور را به حركت در می اورد و ژنراتور می تواند باتری ها را شارژ كند یا به موتور الكتریكی قدرت بدهد كه این موتور نیز به سیستم انتقال قدرت متصل است.بنابراین موتور بنزینی در هیبریدهای سری هرگز به طور مستقیم به سیستم انتقال قدرت نیرو نمی دهد.

 

 

 

 

عملكرد خودروﻯ هیبریدﻯ:

موتور بنزینى در خودروى هیبریدى معمولا كوچكتر از یك خودروى معمولى است و از این رو بهره ورى بیشترى دارد.بیشتر خودروها براى تولید نیروى كافى براى ایجاد شتاب سریع نیاز به یك موتور نسبتا بزرگ دارند.در موتورهاى كوچك بهره ورى و كارایى میتواند توسط كوچك كردن , سبك كردن قطعات ونیز با كاهش تعداد سیلندرها بهبود پیدا كند.

چندین دلیل مبنى بر اینكه چرا موتورهاى كوچكتر كارایى بالاتر و بهره ورى بیشترى نسبت به موتورهاى بزرگتر دارند وجود دارد:

● موتورهاى بزرگتر سنگینتر از موتورهاى سبكتر هستند و انرژى زیادترى در واحد زمان مصرف مى كنند (براى حالت شتاب گرفتن و بالا رفتن از یك سر بالایى)

● پیستون و دیگر اجزاى داخلی سنگین هستند و نیز انرژى زیادترى در واحد زمان نیاز دارند تا در سیلندر بالا و پایین بروند.

● تغییر مكان و جابه جایى در داخل سیلندرها بزرگتر است در نتیجه سوخت بیشترى براى هر سیلندر مورد نیاز است.

● موتورهاى بزرگتر معمولا سیلندرهاى بیشترى دارند و هر سیلندر نیز سوخت زیادى مصرف میكند. حتى اگر خودرو در حال حركت نباشد.

دلایل فوق توضیح مى دهد كه چرا دو مدل خودروى مشابه با موتورهاى متفاوت در ازمون سنجش نتایج متفاوتی را بدست مى اورند

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

اگر هر دو خودرو در حال حركت در یك اتوبان باشند و در یك سرعت برابر و معین , خودرویى كه موتور كوچكترى دارد انرژى كمترى مصرف میكند و هر دو موتور خروجى یكسانى از قدرت را تولید میكنند.ولی موتور كوچكتر از سوخت كمترى استفده میكند كه به ان سرعت برسد.

 

 

 

اما چطور این موتور كوچك میتواند قدرت مورد نیاز خودروى شما را در مقابل خودروهاى پر قدرت در جاده فراهم كند؟

اجازه بدهید مقایسه اى بین خودروى مانند چوى كامارو با یك موتور v-8 بزرگ با خودروى هیبریدى ما با یك موتور گاز سوز و یك موتور الكتریكى انجام دهید.

موتور گاز سوز در خودروى هیبریدى قدرت كافى براى حركت ماشین در یك بزرگراه دارد و موتور خودروى كامارو قدرتى بیشتر از قدرت مورد نیاز براى وضعیتهای مختلف دارد.

اما زمانی كه خودروى هیبریدى نیاز به شتاب داشته باشد و یا نیاز به قدرت بیشترى داشته باشد(بسته به شرایط) این موتور نیاز به كمك پیدا میكند كه این كمك از یك موتور الكتریكى و باترى تامین می شود.این سیستم در صورت نیاز نیروى اضافى ضرورى را فراهم میكند. موتورهاى گاز سوز در خودروهاى معمولى براى حداكثر قدرت ممكن ساخته شده اند.درحالى كه رانندگان این خودروها در كمتر از 1 درصد از زمان رانندگى از حداكثر قدرت موتور استفاده میكنند.خودروهاى هیبریدى از موتورهاى كوچكترى استفاده میكنند كه سایز این موتورها فقط براى مقدار متوسط" حداكثر قدرت نامى" ساخته شده اند تا ماكزیمم مقدار ممكن.

 

 

در كنار كوچك بودن و كارایى بیشتر موتور در خودروهاى هیبریدى امروزه براى خودروهاى هیبریدى یك سرى فوت وفن به كار میبرند تا بهره ورى سوخت بالا رود.بعضی از این فوت و فن ها براى همه نوع خودرو اعم از هیبریدى و غیر هیبریدى است كه به انها كمك میكند تا كارایى بهترى داشته باشند.

ولى بعضى از این فوت وفن ها فقط براى خودروهاى هیبریدى به كار میرود.

 

یك خودروى هیبریدى میتواند:

●انرژى را بازیابى ودر باترى ذخیره نماید:

هنگامیكه شما پدال ترمز را فشار میدهید, شما در حال تلف كردن انرژى در خودرو هستید.هر چه خودرو سریعتر رود انرژى جنبشى بیشترى دارد.ترمز كردن این انرژى را هدر میدهد و به شكل گرما در مى آورد.در خودروهاى هیبریدى مى توان مقدارى از این انرژى را بازگرداند و در باترى براى استفاده مجدد ذخیره كرد.این كار با سیستم" ترمز احیاء كننده" انجام میگیرد.در این حالت موتور الكتریكى به مانند یك ژنراتور رفتار میكند و ضمن كند شدن حركت ماشین این انرژى جنبشی را صرف شارژ كردن باترى مى كند.

● بعضى وقتها موتور بنزینى خاموش میشود:

یك خودروى هیبریدى همیشه نیاز به بودن وتور نزینى ندارد.زیرا یك موتور الكتریكى و باترى نیز دارد.بنابراین بعضى وقتها مى توان موتور بنزینى خودروى هیبریدى را خاموش كرد.براى مثال زمانى كه خودرو در مقابل چراغ قرمز توقف كرده است.

● به كار بردن اصول ایرودینامیك براى كاهش نیروى درگ:

وقتى كه شما در یك اتوبان رانندگى میكنید بیشترین نیروى موتور شما صرف مقابله با نیروى فشارى هوا میشود.كه این نیرو به نیروى درگ ایرودینامیك موسوم است.این نیروى درگ میتواند به چندین روش كاهش یابد.یك راه مطمئن براى كاهش این نیرو, كاهش ناحیه جلوى اتومبیل وبه كار بردن اصول ایرودینامیك در ان است. كاهش اشیاء خارجى روى بدنه خودرو و نیز حذف بعضى از انها میتواند در بهبود ایرودینامیك خودرو موثر باشد.براى مثال بعضى وقت ها جایگزینى ایینه ها با دوربین هاى كوچك میتواند مفید باشد.

● به كار بردن تایرهاى خاص : تایرهای اكثر خودروها بهینه سازى شده اند براى سطوح صاف با كمترین نویز و چسبندگى خوبى نیز در اكثر شرایط محیطى دارند.ولى این تایرها موجب به وجود آمدن نیروى درگ مى شوند.

خودروهاى هیبریدى از یك تایر مخصوص استفاده مى كنند كه سفت تر و پربادتر و نیز فشار زیادترى نسبت به تایرهاى معمولی دارد

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

نتیجه این كار باعث كاهش نیروى درگ به نصف نسبت به تایرهاى معمولى میشود.

● به كار بردن مواد سبك وزن: كاهش وزن كل خودرو یكی از راه هاى ساده براى افزایش راندمان و كارایى خودرو است.خودروهاى سبكترزمانى كه در حال شتاب گیرى هستند یا در حال بالا رفتن از یك سر بالایى انرژى كمترى نسبت به خودروهاى سنگینترمصرف مى كنند.مواد كامپوزیت مانند فیبر كربن یا فلزات سبك وزن مانند الومینیوم و منیزیم مى توانند در كاهش وزن خودرو به كار روند.

[m.sarmast 1,494]

[TABLE=class: border1Table]

[TR]

[TD]خودرو هیبریدی

[/TD]

[TD][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=colspan: 2] خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده 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.

 

 

خودروهای هيبريدی (Hybrid Vehicles)

خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده 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 هيبريدی

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 تركيبی 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 موتورهای احتراق داخلی با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنين قابليت استارت بدون هندل آنها و از همه مهمتر پايين بودن قيمت سوختهای فسيلی و مطرح نبودن آلودگی 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 که كار اصولي با مشاركت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمريكا آغاز گرديد، این خودروها به طور جدی پيگيری 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.

خودروهای هیبریدی به وسیله دو منبع انرژی - یک واحد تبدیل انرژی (همچون یک موتور احتراق یا پیل سوختی) و یک وسیله ذخیره انرژی (هم چون باتری هل یا فرا خازن ها)- توان می گیرند . واحد تبدیل انرژی امکان قدرت گرفتن از بنزین ، متانول ، گاز طبیعی فشرده ، هیدروژن یا سوخت های جانشین دیگر را دارد. خودروهای هیبریدی این پتانسیل را دارنئ که 2 تا 3 برابر راندمان بالاتری نسبت به خودروهای متداول داشته باشند. خودروهای هیبریدی می توانند دارای طراحی موازی طراحی سری یا ترکیبی از هر دو باشند. در یک طراحی موازی ، واحد تبدیل انرژی و سیستم محرکه الکتریکی مستقیما به چرخ های خودرو مرتبط شده اند. موتور اصلی برای رانندگی در بزرگراه ها استفاده می شود ، موتور الکتریکی توان اضافی را هنگام پیمودن سر بالایی ها ، شتاب گرفتن و مواقع دیگر که توان بالای خودرو نیاز باشد فراهم می آورد.در یک طراحی سری ، موتور اصلی به یک ژنراتور تولید کننده الکترسیته مرتبط است . الکتریسیته باتری هایی را شارژ می کند که موتور الکتریکی را که به چرخ ها توان می دهد به کار می اندازد. بر خلاف خودروهای الکتریکی ، خودروهای هیبریدی نیازی به اتصال به برق شهر ندارند. در عوض آنها با ترمز واکنشی یا ژنراتور شارژ می شوند.

 

 

اجزاء خودروهای هیبریدی

خودروهای هیبریدی یک ترکیب بهینه از اجزای مختلف هستند.یک نمونه خودرو هیبریدی را دیاگرام بالا می بینید.

کنترل کننده ها / موتور کشنده الکتریکی

سیستم های ذخیره کننده انرژی الکتریکی ، همچون باتری ها و فراخازن ها

واحد توان هیبریدی همچون موتور احتراق جرقه ای ، موتورهای انژکتور مستقیم احتراق تراکمی (دیزل) توربین های گازی و پیل های سوختی

سیستم های سوخت رسانی برای واحد توان هیبریدی

جعبه دنده (گیربکس)

برای کمک به گازهای خروجی و بهبود کارایی های خودرو ، اجزاء وسیستم های زیر بواسطه تحقیق و توسعه اصلاح شدند :

سیستم های کنترل گازهای خارجی

مدیریت انرژی وکنترل سیستم ها

مدیریت حرارتی اجزاء

وزن پایین وایرو دینامیک بدنه / شاسی

مقاومت غلطشی پایین (شامل طراحی بدنه وتایرها )

کاهش بار لوازم اضافی

 

کنترل کننده ها / موتورهای هیبریدی

موتورهای کارگران پر کار سیستمهای راننده خودروهای هیبریدی هستند ، یک موتور کشنده الکتریکی ، انرژی الکتریکی واحد ذخیره انرژی را به انرژی مکانیکی که چرخ های خودرو را به حرکت در می آورد.بر خلاف خودروهای معمول که برای بدست آوردن گشتاور کامل ، موتور باید سرعت بگیرد موتور الکتریکی گشتاور کامل رادر سرعت های پایین نیز فراهم می کند. همین مشخصه شتاب غیر خطی عالی به خودرو می دهد . مشخصه های مهم موتور خودروی هیبریدی شامل کنترل خوب رانندگی با خطای مجاز صدای کم وراندمان بالا می باشد. مشخصه های دیگر شامل انعطاف پذیری مربوط به نوسان ولتاژ و البته قابل قبول بودن قیمت تولید انبوه می شود. تکنولوژی موتور جلو برنده برای کاربردهای خودروی هیبریدی شامل آهنربای دائمی ، القای جریان متناوب و موتورهای مقاومت مغناطیسی متغییر می باشد.

باتری خودرو هیبریدی

باتری ها یک از اجزای ضروری خودروخهای هیبریدی هستند . گر چه تعداد کمی از تولیدات خودروهای هیبریدی با باتریهای پیشرفته در بازار عرضه شده اند اما هیچ کدام از باتری های رایج یک ترکیب قابل قبول اقتصادی از توان ، راندمان انرژی و طول عمر را برای حجم بالای تولید خودرو ارائه نداده اند. ویژگیهای مطلوب باتریهای با توان بالا برای کاربردهای خودروهای هیبریدی شامل این موارد است : پیک و توان مخصوص تکانه بالا ، انرژی مخصوص بالای توان تکانه ، پذیرش شارژ بالا برای بیشینه کردن بهره بری ترمز واکنشی و طول عمر طولانی . روش ها و طراحی های در حال توسعه برای هماهنگی مجموعه به صورت الکتریکی و حرارتی ، روشهای دقیق در حال پیشرفت برای تعیین وضع شارژ باتری ، باتریهای بادوام در حال پیشرفت و قابلیت بازاریابی ، چالش های تکنیکی دیگر هستند.

 

فراخازن های خودروهای هیبریدی

فراخازنها انرژی مخصوص بالاتری دارند و نوع قویتری از خازن های الکترولیتی هستند که انرژی را به عنوان شارژ الکتریسته ساکن ذخیره می کنند. فراخازنها سیسمتهای الکتروشیمیایی هستند که انرژی را در لایه ای از مایع قطبیده شده در سطح مشترک مابین یک الکترولیت رسانای یونی و یک الکترود رسانا ذخیره می کنند . ظرفیت ذخیره انرژی با افزایش مساحت سطح مشترک افزایش می یابد. فراخازنها به عنوان اولین ابزار برای کمک به توان موتور در شتاب گیری و سر بالایی رفتن هستند که به هملن خوبی بازیافت انرژی ترمزگسترش پیداکرده اند فراخازنها به صورت بالقوه به عنوان دومین شیوه ذخیره انرژی در خودروهای هیبریدی ، برای تامین توان بار گذاری باتری های شیمیایی سودمندند. الکتریسیته اضافی برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در مواقعی که چگالی انرژی پایین است مورد نیاز است.

پیل های سوختی خودروهای هیبریدی

پیل های سوختی به واسطه یک واکنش الکتروشیمیایی که هیدروژن را با اکسیژن در هوای محیط ترکیب می کند ، الکتریسیته تولید می کنند.هیدروژن خالص یا هر سوخت فسیلی دیگری که اصلاح شده باشد می تواند برای تولید گاز هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد. متانول یک انتخاب معمول برای سوخت است. تنها گاز خروجی پیل سوختی بخار آب است که توان بالقوه آن را به عنوان تمیزترین واحد توان هیبریدی می رساند. راندمان ، صدای کم ، قابلیت اطمینان و راندمان تبدیل انرژی تا 50% پیش بینی شده پیلل های سوختی ، نشان می دهد که به طور نسبه مشخصه های خودروی هیبریدی در قیاس با راندمان 20-25 درصد موتورهای بنزینی احتراق داخلی مناسب تر هستند.

انتشارات پایین و راندمان بالا

تفاوت در گازهای خروجی خودروهای الکتریکی هیبریدی بستگی به خودرو و پیکر بندی اجزا آن دارد. ولی به طور کلی خودروهای هیبریدی گازهای خروجی کمتری نسبت به خودروهای معمولی دارند چرا که در موتور این خودروها یک موتور الکتریکی به همراه یک موتور احتراق داخلی دارد و موتور الکتریکی در بسیاری از مواقع جبران کننده موتور احتراق داخلی است بنابراین مصرف سوخت و گازهای خروجی کاهش می یابد ، در ضمن این خودروها قادرند فقط با موتورالکتریکی کار کنند که باعث کاهش آلودگی می شود.هیبریدهابه سادگی کار کرد موتور را کنترل می کنند و این عمل خورو را دارای راندمان بیشتر و آلودگی کمتر می کند.

مقايسه عملکردی خودروهای برقی خالص و خودروهای هايبريد

خودروهاي برقي گرچه به عنوان اولين راهکار براي کاهش ميزان آلودگي معرفي گرديده اند اما به علت آنکه در سيکلهاي رانشي طولاني با مشکل ر وبرو مي شوند از اينرو حضور موفقي نداشته اند و در حقيقت با شکست مواجه گرديده اند .ايده خودروهاي هايبريد به علت استفاده از دو منبع انرژي در توليد سيستم محرکه رانشي نه تنها مشکل آلودگ ي و مصرف خودروهاي هايبريد به علت استفاده از دو منبع انرژي در توليد سيستم محرکه رانشي نه تنها مشکل آلودگ ي و مصرف سوخت را به حداقل رسانده است بلکه مشکلات ناشي از خودروهاي برقي خالص را حل نموده است .واين مزيت خودروهاي هايبريد برقي نسبت به خودروهاي برقي خالص مي باشد.

 

 

 

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]