انواع خودروهای هیبریدی

خودروی هیبریدی (HEV) به اتومبیلی گفته می شود که نیروی خود را تنها از یک موتور دریافت نمی کند، این نوع خودرو ها علاوه بر این که از انرژی سوخت هایی همچون بنزین استفاده می کنند، انرژی الکتریکی تأمین شده توسط باتری ها را نیز به کار می گیرند تا در نبود یا محدود بودن هر یک از آنها کارایی خودرو حفظ شود.

اتفاق نظری بر روی این که دقیقا خودروی هیبریدی چند نوع را شامل می شود وجود ندارد اما در کلی ترین حالت ممکن خودروهای هیبریدی را می توان در ۶ گروه تقسیم بندی کرد:

 

• خودروی هیبریدی سری (Series Hybrid)

این نوع خودروی هیبریدی را به عنوان ساده ترین نمونه موجود معرفی می کنند، برخلاف دیگر هیبرید ها در این نمونه نقش موتور احتراقی جهت هدایت خودرو بسیار کمرنگ است. موتور بنزینی در خودرو های هیبرید سری مستقیماً با یک ژنرانور در ارتباط است و بیشتر به عنوان یک مولد برق ایفای نقش می کند. در چنین هیبرید هایی، خودرو بدون دخالت سوخت حرکت می کند، به عبارتی با یک خودروی کاملا الکتریکی روبرو هستیم همین عامل سبب شده خودرو برقی نام دیگر این نوع خودروهای هیبریدی باشد.

از آنجا که نمی توان انرژی الکتریکی را همچون انرژی های شیمیایی در حجم های زیاد ذخیره سازی کرد، برد این نوع هیبریدها کم است و برای طی کردن مسافت های طولانی اصلاً ایده آل نیستند، حتی افزایش تعداد باتری ها نیز به دلیل محدودیت های موجود همچون هزینه و سنگین شدن وزن خودرو نتوانسته مشکل گشا باشد. شاید کاهش آلاینده ها را بتوان مهمترین ویژگی خودروی هیبریدی سری دانست.

 

• خودروی هیبریدی موازی (Parallel Hybrid)

خودروهای Honda Insight و Volvo XC90 دو نمونه از محبوب ترین هیبریدهای موازی هستند. در این نوع خودروی هیبریدی اگرچه امکان استفاده از موتور الکتریکی به تنهایی وجود ندارد (مگر در مسافت هایی بسیار کوتاه) اما پشتیبانی موتور بنزینی در طول مسیر بر عهده موتور الکتریکی است. به واقع هنگامی که خودرو شتاب می گیرد این موتور الکتریکی است که انرژی اضافی را تولید می کند، به همین خاطر است که نام موازی بر چنین هیبرید هایی گذاشته اند یعنی هر دو موتور به موازات هم در به حرکت در آوردن خودرو تلاش می کنند و با قدرت بیشتری خودرو را به جلو می رانند.

 

شاید یکی از مطالبی که در دوران تحصیل بار ها به ما یاد دادند و هیچگاه از خاطرمان نرفت این است که انرژی نه تولید می شود و نه از بین می رود بلکه مدام در حال تغییر حالت است. به هنگام استفاده از یک خودرو بنزینی ساده در مواقعی که راننده پا بر روی ترمز می گذارد تمام انرژی جنبشی ماشین به یکباره محو می شود و در حقیقت به صورت گرما به هدر می رود. در ماشین های هیبریدی موازی زمانی که اتفاق مشابه رخ می دهد بخشی از این انرژی توسط موتور الکتریکی در باتری ذخیره می شود تا امکان استفاده مجدد از آن وجود داشته باشد این دقیقا همان دلیلی است که سبب می شود خودرو های هیبریدی در شهر ها و مناطقی که راننده بارها ترمز می گیرد به نسبت بزرگراه های بی انتها عملکرد بهتری از خود نشان دهند، در واقع هر چراغ قرمز فرصتی است برای شارژ باتری. برای استفاده حداکثری از این انرژی، لازم است که راننده به آرامی و در فواصل مشخص ترمز بگیرد. اما فشردن محکم و ناگهانی پدال ترمز منجر به فعال شدن سیستم ترمز ضد قفل (ABS) و اتلاف تمام انرژی ای می شود که می توانست ذخیره گردد.

از مزایای خودروهای هیبریدی موازی در مقایسه با نمونه های سری، می توان به باتری های کوچکی اشاره کرد که ظرف مدت کوتاهی شارژ می شوند. به طور کلی هیبردهای موازی محبوب تر و پرفروش تر از هیبریدهای سری هستند اما وابستگی زیاد آنها به موتور های احتراقی یکی از معایب چنین خودرو هایی است.

 

• خودروی هیبریدی ترکیبی یا مختلط (Series-Parallel Hybrid)

همان گونه که از نامشان بر می آید این نوع خودرو ها از کنار هم قرار گرفتن تکنولوژی هیبرید موازی و سری ایجاد شده اند. در خودروی هیبرید ترکیبی سعی شده با حفظ مزایای هیبرید سری و موازی معایبی که در هر مورد به صورت جداگانه به چشم می خورد حذف شوند. در خودروی هیبرید ترکیبی، موتور بنزینی تنها زمانی فعال می شود که انرژی بیشتری مورد نیاز است مانند زمانی که خودرو سرعت می گیرد یا به هنگام بالا رفتن از یک تپه، ولی در سرعت های پایین این تنها موتور الکتریکی است که خودرو را به حرکت در می آورد. با هر توقفی، موتور بنزینی به صورت اتوماتیک خاموش و موتور الکتریکی شروع به کار می کند تا بدین سان بتوان در مصرف سوخت صرفه جویی کرد، با فشردن مجدد پدال گاز، موتور بنزینی بار دیگر کنترل خودرو را به دست می گیرد. این نوع از خودروهای هیبریدی با این که توانستند برخی از معایب را حذف کنند اما کماکان دچار مشکلند. هزینه گزاف در کنار پیچیدگی های زیاد از بارزترین مشکل چنین هیبرید هایی است.

 

• خودروی هیبریدی ملایم (Mild Hybrid)

هیبرید های ملایم عملکردی مشابه هیبرید های موازی دارند، به این معنا که موتور الکتریکی به تنهایی قابل استفاده نیست مگر این که به موازات موتور احتراقی به کار گرفته شود. با توجه به نقش اندک موتور الکتریکی در حرکت خودرو، نیازی به استفاده از باتری های قوی با قابلیت ذخیره سازی مقدار زیاد انرژی وجود ندارد بنابراین از لحاظ هزینه مقرون به صرفه است و از دیگر خودروهای هیبریدی ارزان تر می باشد.

 

• خودروی هیبریدی فول یا تمام هیبرید (Full Hybrid)

در خودرو های تمام هیبریدی امکان استفاده همزمان از موتور برقی و احتراقی وجود دارد ضمن این که راننده می تواند برحسب نیاز تنها یکی را برگزیند. آنچه این نوع خودروی هیبریدی را از نوع ملایم متمایز می سازد این است که خودرو می تواند تنها با تکیه بر موتور الکتریکی حرکت کند اما قبل از آن باید یکسری بررسی هایی انجام شود مثلا باتری ها باید کاملا شارژ باشند، موتور های الکتریکی قادرند خودرو را تنها برای مسافت های کوتاهی (چیزی حدود ۳۰ کیلومتر) هدایت کنند و نهایتا این موتور های بنزینی هستند که بخش عمده کار را انجام می دهند. در خودرو های تمام هیبریدی نیز همچون نوع موازی و ملایم این انرژی ترمز است که باتری را شارژ می کند.

تویوتا پریوس (Toyota Prius) را می توان از محبوب ترین نمونه های خودروی تمام هیبریدی دانست که به عنوان یک خودرو پاک (حداقل آلاینده) شناخته می شود.

 

 

• خودروی پلاگین هیبریدی شارژی (Plug-in Hybrid)

همانند مواردی که در بالا ذکر شد، خودرو هایی هیبریدی پلاگین یا شارژی نیز به عنوان یک هیبرید از ترکیب دو موتور بنزینی و الکتریکی حاصل شده اند. خودرو های هیبرید شارژی از باتری های بزرگ تر با قدرت بیشتری بهره میبرند به طوری که تنها در صورتی موتور بنزینی شروع به کار می کند که باتری ها کاملاً تخلیه شده باشند. این خودرو ها با اتصال به پریز های برق در ایستگاه های شهری هم می توانند مجددا شارژ شوند (مزیتی که در هیبریدهای ملایم و تمام هیبرید جای خالیشان کاملا احساس می شود). برای فردی که روزانه مسافت های کوتاهی را طی می کند امکان استفاده از خودروی هیبریدی شارژی حتی بیش از یک ماه بدون این که اصلاً نیازی به سوخت داشته باشد نیز میسر است چرا که هیبریدهای پلاگین به کمک موتور الکتریکی قادرند چیزی حدود سی تا پنجاه کیلومتر را طی کنند.

به عنوان جمع بندی، می توان گفت خودرو های هیبریدی مدام در حال بهتر شدن هستند و هر نمونه ای که روی کار می آید مدت ها بعد جای خود را به نمونه ای جدیدتر با قابلیت های بیشتر می دهد، چنین خودرو هایی در کاهش آلودگی ها سهم زیادی دارند و انتظار می رود در آینده ای نزدیک بتوانند بدون محدودیت در هر مسافت و هر شرایطی مورد استفاده قرار گیرند.