خودروهاي هيبريدي

خودروهاي هيبريدي

تاريخچه خودروي هيبريدي

يك مهندس آمريكائي به نام H.Piperدر 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. Piperدر 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 که 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 – يک واحد تبديل انرژي (همچون يک موتور احتراق يا پيل سوختي) و يک وسيله ذخيره انرژي (هم چون باتري هل يا فرا خازن ها)- توان مي گيرند . واحد تبديل انرژي امکان قدرت گرفتن از بنزين ، متانول ، گاز طبيعي فشرده ، هيدروژن يا سوخت هاي جانشين ديگر را دارد. خودروهاي هيبريدي اين پتانسيل را دارنئ که 2 تا 3 برابر راندمان بالاتري نسبت به خودروهاي متداول داشته باشند.

خودروهاي هيبريدي مي توانند داراي طراحي موازي طراحي سري يا ترکيبي از هر دو باشند. در يک طراحي موازي ، واحد تبديل انرژي و سيستم محرکه الکتريکي مستقيما به چرخ هاي خودرو مرتبط شده اند. موتور اصلي براي رانندگي در بزرگراه ها استفاده مي شود ، موتور الکتريکي توان اضافي را هنگام پيمودن سر بالايي ها ، شتاب گرفتن و مواقع ديگر که توان بالاي خودرو نياز باشد فراهم مي آورد.در يک طراحي سري ، موتور اصلي به يک ژنراتور توليد کننده الکترسيته مرتبط است . الکتريسيته باتري هايي را شارژ مي کند که موتور الکتريکي را که به چرخ ها توان مي دهد به کار مي اندازد. بر خلاف خودروهاي الکتريکي ، خودروهاي هيبريدي نيازي به اتصال به برق شهر ندارند. در عوض آنها با ترمز واکنشي يا ژنراتور شارژ مي شوند.

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.

ماشين‌‌هاي هيبريدي در زمانه قيمت‌هاي سرسام‌آور بنزين و آلودگي هوا طرفداران بيشتري پيدا کرده‌اند.

اما اين ماشين‌ها چگونه کار مي‌کنند؟

موتورهاي بنزيني خودروها يک مشکل اساسي دارند؛ براي اينکه امکان حرکت با حداکثر سرعت در بزرگراه‌ها را به شما بدهند، آنها را طوري طراحي کرده‌اند تا به حداکثر ظرفيت قدرت خود برسند. بنابراين هنگامي که خودروها در ترافيک سنگين به سختي جلو مي‌روند، کارآيي يا راندمان آنها سقوط مي‌کند.

براي حل اين مشکل موتورهاي هيبريد (دوگانه) ساخته شده‌اند که از موقعيت‌هاي که به قدرت کم نياز هست، از يک موتور برقي کم قدرت استفاده مي‌کند و در موقعيت‌هاي با نياز به قدرت زياد، موتور بنزيني به کار مي‌افتد. تغيير يافتن موتور محرک ماشين بين اين دو نوع به طور خودکار صورت مي‌گيرد.

موتور بنزيني در در چراغ‌هاي قرمز به سادگي خاموش مي‌شود، و اغلب طوري طراحي شده است که در يک طيف محدود قدرت عمل مي‌کند، و به اين ترتيب کارآيي آن افزايش مي‌يابد. باتري ماشين به وسيله موتور بنزيني مجددا شارژ مي‌شود.

ژنراتورهايي به ترمزها متصل هستند که مي‌توانند که مقداري از اندازه حرکت ترمز کردن (که معمولا به صورت حرارت از دست مي‌رود) را به برق براي شارژ کردن باتري‌ تبديل کنند.

البته در دنياي واقعي، قضايا پيچيده‌تر از اينهاست. موتورهاي هيبريد به سه دسته تقسيم مي‌شوند:

هيبريدهاي کامل full-court

اين ماشين‌ها براي سرعت‌هاي کم و شرايط با شتاب کم از موتور برقي استفاده مي‌کنند. هنگامي سرعت بالا مي‌رود يا شتاب بيشتري مورد نياز است، موتور بنزيني به کار مي‌افتد.
از جمله اين ماشين‌ها مي‌توان به تويوتاي پريوس، مدل‌هاي هيبريد تويوتاي کمري، شورولت تاهو، فورد اسکيپ، هونداي سيويک و نيسان آلتيما اشاره کرد.

هيبريدهاي ملايم half-court

اين هيبريدها پيچيدگي کمتري و کارآيي سوختي پايين‌تري دارند. اين ماشين‌ها موتورهاي بنزيني دارند که هنگام درجا کارکردن مي‌‌توانند خاموش شوند، و معمولا يک موتور برقي دراند که قدرت ماشين را در مواقعي که از حالت ايستاده شتاب مي‌گيرد يا در سربالايي حرکت مي‌کند، قدرت ماشين را تقويت مي‌کنند. باتري به وسيله موتور بنزيني و ترمزها شارژمي‌شود.

شورولت ماليبو

موتورهاي دوشاخ‌دار(plug-ins)

همه موتورهاي هيبريد ي که تا به حال ذکر شدند، باتري‌هاي‌شان را بوسيله موتور بنزيني‌شان شارژ مي‌کنند، شما نمي‌توانيد آنها را با دو شاخ به پريز برق وصل کنيد و باتري‌شان را پر کنيد.
اما ماشين‌هاي برقي که در دهه ۱۹۹۰ مورد آزمايش قرار گرفتند، اينگونه بودند. اما مسافت کمي که قبل از نياز به شارژ مجدد مي پيمودند و زمان زيادي که بايد صرف شارژ مي‌شد، باعث شد آنها را از بازار کنار بگذارند.

تنها ماشين هيبريدي که از اين ايده هنوز استفاده مي‌کند، شورولت ولت است. اين ماشين داراي يک موتور برقي، يک باتري بزرگ و يک موتور بنزيني کوچک است. موتور بنزيني باتري را شارژ مي‌کند که ماشين را به راه مي‌اندازد.

شورولت ولت
اما در عين حال مي‌توان شب‌ها با وصل کردن دوشاخ به برق هم آن را شارژ کرد. انواع دوشاخ دار ساترن وو و تويوتاي پرويوس هم در حال ساخت هستند.

اجزاء خودروهاي هيبريدي

خودروهاي هيبريدي يک ترکيب بهينه از اجزاي مختلف هستند.يک نمونه خودرو هيبريدي را دياگرام بالا مي بينيد.

کنترل کننده ها / موتور کشنده الکتريکي

سيستم هاي ذخيره کننده انرژي الکتريکي ، همچون باتري ها و فراخازن ها

واحد توان هيبريدي همچون موتور احتراق جرقه اي ، موتورهاي انژکتور مستقيم احتراق تراکمي (ديزل) توربين هاي گازي و پيل هاي سوختي

سيستم هاي سوخت رساني براي واحد توان هيبريدي

جعبه دنده (گيربکس)

کنترل کننده ها / موتورهاي هيبريدي

موتورهاي کارگران پر کار سيستمهاي راننده خودروهاي هيبريدي هستند ، يک موتور کشنده الکتريکي ، انرژي الکتريکي واحد ذخيره انرژي را به انرژي مکانيکي که چرخ هاي خودرو را به حرکت در مي آورد.بر خلاف خودروهاي معمول که براي بدست آوردن گشتاور کامل ، موتور بايد سرعت بگيرد موتور الکتريکي گشتاور کامل رادر سرعت هاي پايين نيز فراهم مي کند. همين مشخصه شتاب غير خطي عالي به خودرو مي دهد . مشخصه هاي مهم موتور خودروي هيبريدي شامل کنترل خوب رانندگي با خطاي مجاز صداي کم وراندمان بالا مي باشد. مشخصه هاي ديگر شامل انعطاف پذيري مربوط به نوسان ولتاژ و البته قابل قبول بودن قيمت توليد انبوه مي شود. تکنولوژي موتور جلو برنده براي کاربردهاي خودروي هيبريدي شامل آهنرباي دائمي ، القاي جريان متناوب و موتورهاي مقاومت مغناطيسي متغيير مي باشد.

باتري خودرو هيبريدي

باتري ها يک از اجزاي ضروري خودروخهاي هيبريدي هستند . گر چه تعداد کمي از توليدات خودروهاي هيبريدي با باتريهاي پيشرفته در بازار عرضه شده اند اما هيچ کدام از باتري هاي رايج يک ترکيب 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 کاربردهاي خودروهاي هيبريدي شامل اين موارد است : پيک و توان مخصوص تکانه بالا ، انرژي مخصوص بالاي توان تکانه ، پذيرش شارژ بالا براي بيشينه کردن بهره بري ترمز واکنشي و طول عمر طولاني . روش ها و طراحي هاي در حال توسعه براي هماهنگي مجموعه به صورت الکتريکي و حرارتي ، روشهاي دقيق در حال پيشرفت براي تعيين وضع شارژ باتري ، باتريهاي بادوام در حال پيشرفت و قابليت بازاريابي ، چالش هاي تکنيکي ديگر هستند.

فراخازن هاي خودروهاي هيبريدي

فراخازنها انرژي مخصوص بالاتري دارند و نوع قويتري از خازن هاي الکتروليتي هستند که انرژي را به عنوان شارژ الکتريسته ساکن ذخيره مي کنند. فراخازنها سيسمتهاي الکتروشيميايي هستند که انرژي را در لايه اي از مايع قطبيده شده در سطح مشترک مابين يک الکتروليت رساناي يوني و يک الکترود رسانا ذخيره مي کنند . ظرفيت ذخيره انرژي با افزايش مساحت سطح مشترک افزايش مي يابد. فراخازنها به عنوان اولين ابزار براي کمک به توان موتور در شتاب گيري و سر بالايي رفتن هستند که به هملن خوبي بازيافت انرژي ترمزگسترش پيداکرده اند فراخازنها به صورت بالقوه به عنوان دومين شيوه ذخيره انرژي در خودروهاي هيبريدي ، براي تامين توان بار گذاري باتري هاي شيميايي سودمندند. الکتريسيته اضافي براي ثابت نگه داشتن ولتاژ در مواقعي که چگالي انرژي پايين است مورد نياز است.

پيل هاي سوختي خودروهاي هيبريدي

پيل هاي سوختي به واسطه يک واکنش الکتروشيميايي که هيدروژن را با اکسيژن در هواي محيط ترکيب مي کند ، الکتريسيته توليد مي کنند.هيدروژن خالص يا هر سوخت فسيلي ديگري که اصلاح شده باشد مي تواند براي توليد گاز هيدروژن مورد استفاده قرار گيرد. متانول يک انتخاب معمول براي سوخت است. تنها گاز خروجي پيل سوختي بخار آب است که توان بالقوه آن را به عنوان تميزترين واحد توان هيبريدي مي رساند. راندمان ، صداي کم ، قابليت اطمينان و راندمان تبديل انرژي تا 50% پيش بيني شده پيلل هاي سوختي ، نشان مي دهد که به طور نسبه مشخصه هاي خودروي هيبريدي در قياس با راندمان 20-25 درصد موتورهاي بنزيني احتراق داخلي مناسب تر هستند.

خودروهاي هيبري

خودروهاي هيبريدي چگونه کار مي کنند.چه چيزي در اين خودرو وجود دارد که شما ميتوانيد 20 تا 30 مايل بر گالون بيشتر نسبت به ديگر خودروها از آن استفاده کنيد.در اين مقاله به شما کمک خواهيم کرد تا بفهميد که اين تکنولوژي چگونه کار مي کند و شما را راهنمايي مي کنيم که چگونه از يک خودروي هيبريدي استفاده کنيم تا به طور موثري براي ما کار کند.

اکثر مردم احتمالا وسيله نقليه هيبريدي دارند و يا از آن استفاده مي کنند.به عنوان مثال اکثر لوکوموتيوهايي که مي بينيم هيبريدهاي ديزل – الکتريک مي باشند.و يا شهرهاي زيادي داراي اتوبوس هاي ديزل – الکتريک مي باشند.همچنين زيردريايي ها نيز هيبريدي مي باشند ،بعضي ها اتمي – الکتريکي و بعضي ديگر ديزل – الکتريک مي باشند.در تعريف خودروي هيبريدي بايد گفت هر وسيله نقليه اي که از ترکيب دو يا چند منبع قدرت تشکيل شده باشد خودروي هيبريدي مي باشد.اکثر خودروهاي هيبريدي که در جاده ها وجود دارند هيبريدهاي بنزيني – الکتريکي مي باشند که ما در اين مقاله بر روي اين خودروها تمرکز مي کنيم.

در يك خودروي معمولي، موتور احتراقي، سوخت را به انرژي تبديل مي‌كند، ولي در خودروي هيبريد، از تكنولوژي‌هاي تبديل سوخت ديگري استفاده مي‌شود. در موتورهاي معمولي، سوخت از طريق احتراق به انرژي چرخشي مكانيكي تبديل مي‌شود. در يك خودروي هيبريد، لازم است كه انرژي سوخت به انرژي الكتريكي تبديل شود تا به موتور الكتريكي توانايي توليد قدرت بدهد. از آنجا كه هدف در HEVها، به دست آوردن حداكثر بازده سوخت است، اغلب از 3 نوع موتور استفاده مي‌شود:

1. موتورهاي بنزيني كه از تكنولوژي‌هاي پاشش مستقيم سوخت بهره مي‌گيرند. از اين نوع براي HEVهاي سبك (خودروهاي شخصي) استفاده مي‌شود.

2. موتورهاي ديزل كه اغلب از آنها براي HEVهاي سنگين، مانند اتوبوس‌ها و غيره استفاده مي‌شود.

3. موتورهاي گازي كه از آنها فقط در HEVهاي نوع سري مي‌توان استفاده كرد. در اين خودروها، استفاده از منابع انرژي نو مانند پيل‌هاي سوختي يا پيل‌هاي خورشيدي، بسيار مرسوم است.

نيروي بنزين و نيروي الکتريکي:

خودروي هيبريدي – الکتريکي دقيقا شبيه چيست؟

اين خودرو بين خودروهاي بنزيني و الکتريکي مي باشد.اجازه بدهيد تفاوت بين خودروهاي بنزيني با نوع خاصي از خودروهاي الکتريکي را به کمک دياگرام زير شرح دهيم.

ماشين هاي بنزيني داراي منبع سوخت يا همان باک بنزين مي باشند که رساننده بنزين به موتور مي باشند و موتور از اين طريق مي تواند سيستم انتقال قدرت را براي به حرکت درآوردن خودرو فعال کند.

از طرف ديگر در ماشين هاي الکتريکي اين باتري ها هستند که به عنوان منبع سوخت مي باشند و انرژي لازم براي موتور الکتريکي خودرو را فراهم مي کنند.

اما در خودروهاي هيبريدي وضع چگونه است؟ اين خودرو به گونه اي تنظيم شده که بتواند تعداد مايل بيشتري نسبت به ساير خودروها بپيمايد.در اين خودرو وقتي موتور بنزيني در حال غلبه بر موتور الکتريکي باشد خروجي آن کاهش مي يابد.

خودروهاي هيبريدي بايد بتوانند :

حداقل 300 مايل يا 482 کيلومتر را با يک بار سوخت گيري بپيمايند

سوخت گيري مجدد راحت و سريعي داشته باشند

در حقيقت ماشين هاي بنزيني اين نيازها را برآورده مي کنند اما با توليد مقادير زيادي آلودگي.

با اين وجود ماشين هاي الکتريکي هيچ نوع آلودگي توليد نمي کند اما فقط مي تواند 50 تا 100 مايل ( 80 تا 161 کيلومتر )را با هر بار شارژ طي کند.و مشکل ديگر آن اينجاست که شارژ ماشين هاي الکتريکي هم خيلي کند مي باشد و هم سخت.

ساختار هيبريد بنزين – الکتريک :

اول ببينيم که ماشين هاي هيبريد بنزين الکتريک از چه قسمت هايي تشکيل شده اند :

موتور بنزيني

ماشين هاي هيريدي داراي يک موتور بنزيني مي باشند تقريبا شبيه همان که در اکثر ماشين ها مي باشد.با اين تفاوت که اين موتور در ماشين هاي هيبريدي کوچکتر مي باشند و از تکنولوژي پيشرفته تري براي کاهش مصرف سوخت و افزايش کارآيي استفاده مي کنند

مخزن سوخت

مخزن سوخت در خودروهاي هيبريدي در حقيقت وسيله ذخيره انرژي براي موتور بنزيني مي باشد.

بنزين حجم بيشتري انرژي نسبت به باتري توليد مي کند.براي مثال 1000 پوند باتري معادل ا گالون يا 7 پوند از بنزين مي باشد.

موتور الکتريکي

موتور الکتريکي در خودروهاي هيبريدي بسيار پيشرفته مي باشد. در اين موتور سيستم هاي الکتريکي پيشرفته به آن اجازه مي دهد که به خوبي يک ژنراتور کار کند.

به طور مثال موتور هر وقت نياز به سرعت دادن به خودرو باشد مي تواند به راحتي انرژي را از باتري ها دريافت کند.و همچنين با عمل کردن مانند يک ژنراتور مي تواند ماشين را کندتر کرده و انرژي را به باتري ها برگرداند.

ژنراتور

ژنراتور شبيه يک موتور الکتريکي مي باشد اما فقط براي توليد انرژي الکتريکي عمل مي کند. و غالبا براي سري هاي هيبريدي استفاده مي گردد.

باتري ها

باتري ها در ماشين هاي هيبريدي وسيله ذخيره انرژي براي موتور الکتريکي مي باشد.

بر خلاف بنزين در مخزن سوخت که فقط توانايي روشن کردن موتور بنزيني را دارد موتور الکتريکي در خودروهاي هيبريدي مي تواند انرژي را در باتري ها ذخيره کند در عين اينکه از آن انرژي دريافت مي کنيم.

سيستم انتقال قدرت

انتقال قدرت در خودروهاي هيبريدي عملکردي درست شبيه ماشين هاي مرسوم دارند. ام بعضي از خودروها هم مانند تويوتا پريوس داراي تفاوت هاي ريشه اي مي باشند که بعدا در مورد آنها صحبت خواهيم کرد.

شما مي توانيد اين دو منبع انرژي را در خودروهاي هيبريدي به روش هاي مختلفي با هم ترکيب کنيد. يک روش هيبريد موازي مي باشد که در آن منبع سوخت ،بنزين را براي موتور بنزيني فراهم مي کند و در همين حال باتري ها هم شروع به ذخيره انرژي براي موتور الکتريکي مي کنند. هر دو موتور مي توانند در يک لحظه سيستم انتقال قدرت را فعال کنند و سپس اين سيستم چرخ ها را به حرکت در مي آورد.

البته توجه داشته باشيد که در هيبريد موازي هر يک از آن ها يعني موتور بنزيني و منبع سوخت و موتور الکتريکي و باتري ها هر يک به طور جداگانه و مستقلا به سيستم انتقال قدرت متصل شده اند.

در نتيجه در هيبريد موازي هر دو موتور نيروي محرکه را فراهم مي کنند.

با نگاهي به سري هاي هيبريد ،موتور بنزيني ژنراتور را روشن مي کند و ژنراتور هم مي تواند باتري ها را شارژ کند و يا اينکه موتور الکترکي را روشن کند.تا سيستم انتقال قدرت را فعال کند.بنابراين موتور بنزيني هيچگاه مستقيما چرخها را فعال نمي کند.

با نگاه به دياگرام سري هاي هيبريدي خواهيم ديد که شروع کار با مخزن سوخت مي باشد و سرانجام با يک خط به سيستم اتقال قدرت متصل شده اند.

ائودی گیربکس جدید هفت دنده یs ترونیک را ساخته است. یک گیربکس جدید با کلاچ دوبل که به صورت طولی همراه سیستم چهار چرخ رانش به موتور وصل می شود. این گیربکس جدید اس-ترونیک همچنین توانایی تحمل گشتاور تا حد 550 نیوتون-متر را دارد، معنی ان این است که این سیستم انتقال قدرت می تواند به موتورهایی از قبیل3.0 V6 TDI یا4.2 V8 engine of the S5 یا4.2 V8 of the RS4 متصل شود. برای این منظور این گیربکس می تواند تا دور 9000 دور دقیقه را همراه موتور گردش کند.

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

سيستم هاي کنترل گازهاي خارجي

مديريت انرژي وکنترل سيستم ها

مديريت حرارتي اجزاء

وزن پايين وايرو ديناميک بدنه / شاسي

مقاومت غلطشي پايين (شامل طراحي بدنه وتايرها )

کاهش بار لوازم اضافي

عملکرد خودروهاي هيبريدي :

مهمترين قسمتي که در خودروهاي هيبريدي موجو دارد موتور بنزيني مي باشد که بسيار کوچکتر و کارآمدتر از موتور بنزيني مي باشد که در ديگر ماشين ها وجود دارد.در واقع اکثر ماشين ها نياز به موتور بزرگي براي فراهم کردن انرژي مورد نياز براي به حرکت درآوردن خودرو دارند.در موتورهاي کوچکتر متوان با استفاده از قطعات کوچکتر و سبکتر و حتي با کاهش تعداد سيلندرها بازده موتور را بالا برد و آن را به ماکزيمم کارآيي نزديک کرد.

در اين قسمت دلايلي را بيان مي کنيم که چرا موتورهاي کوچکتر کارآيي بيشتري نسبت به موتورهاي بزرگتر دارد :

موتورهاي بزرگتر ،سنگين تر از موتورهاي کوچکتر مي باشند بنابراين خودرو در هر زمان انرژي بيشتري براي به حرکت درآوردن ماشين استفاده مي گردد.

در موتور بزرگتر پيستون ها و اجزاي داخلي سنگين تر مي باشند و انرژي بيشتري براي بالا و پايين رفتن پيستون نياز است.همچنين فضاي سيلندر بزرگتر است بنابراين سوخت بيشتري براي هر سيلندر نياز است.موتور بزرگتر معمولا تعداد سيلندر بيشتري دارد و موتور سوخت زيادي را در هر بار احتراق مصرف مي کند حتي اگر در حال حرکت نباشد. اگر هر دو نوع خودرو ( يکي با موتور کوچکتر و ديگري با موتور بزرگتر ) در بزرگراه با يک سرعت ثابتي در حال حرکت باشند در حالي که هر دو موتور داراي خروجي يکساني براي راندن خودرو مي باشند خودرو با موتور کوچکتر انرژي کمتري مصرف مي کند.اما چگونه موتور کوچکتر انرژي مورد نياز خودروي شما را فراهم مي کند تا خودروي شما يک خودروي پرقدرت در جاده باشد؟

حال اجازه بدهيد خودروي هيبريدي خود را با يک خودروي با موتور بزرگ V-8 مقايسه کنيم.

موتور بزرگتر انرژي زيادي براي کنترل خودرو در هر موقعيت رانندگي به شما مي دهد.موتور در خودروهاي هيبريدي به اندازه اي قدرت دارد تا خودرو شما در بزرگراه بتواند به راحتي حرکت کند اما وقتي نياز است که ماشين را به سرعت حرکت دهد و يا از يک سطح شيب دار بالا رود به کمک نياز دارد.اين کمک از باتري ها و موتور الکتريکي مي آيد اين سيستم انرژي لازم را فراهم مي کند.

موتور بنزيني در خودروهاي مرسوم براي بيشترين نيروي مورد نياز برآورد شده اند.در واقع اکثر رانندگان مي خواهند در کوتاهترين زمان ممکن از بيشترين قدرت موتور استفاده کنند.اما موتور در خودروهاي هيبريدي براي متوسط انرژي مورد نياز براي به حرکت درآوردن خودرو برآورد شده اند.

انتشارات پايين و راندمان بالا

تفاوت در گازهاي خروجي خودروهاي الکتريکي هيبريدي بستگي به خودرو و پيکر بندي اجزا آن دارد. ولي به طور کلي خودروهاي هيبريدي گازهاي خروجي کمتري نسبت به خودروهاي معمولي دارند چرا که در موتور اين خودروها يک موتور الکتريکي به همراه يک موتور احتراق داخلي دارد و موتور الکتريکي در بسياري از مواقع جبران کننده موتور احتراق داخلي است بنابراين مصرف سوخت و گازهاي خروجي کاهش مي يابد ، در ضمن اين خودروها قادرند فقط با موتورالکتريکي کار کنند که باعث کاهش آلودگي مي شود.هيبريدهابه سادگي کار کرد موتور را کنترل مي کنند و اين عمل خورو را داراي راندمان بيشتر و آلودگي کمتر مي کند.

بهبود بخشيدن به صرفه جويي در مصرف سوخت :

امروزه ماشين هاي هيبريدي در کنار موتورهاي کوچک و کارآمد از روش هاي ويژه براي بهبود وضعيت مصرف سوخت استفاده مي کنند. بعضي از اين روش ها به هر نوع خودرويي کمک مي کند تا بازده بهتري داشته باشند و بعضي ديگر از روش ها فقط مخصوص خودروهاي هيبريدي مي باشند.

براي اين کار خودروهاي هيبريدي مي توانند :

انرژي را دريافت و ذخيره کنند هرگاه شما پدال ترمز را فشار دهيد شما از خودرو انرژي مي گيريد.هرچه ماشين تندتر حرکت کند انرژي جنبشي بيشتري دارد ترمزهاي ماشين اين انرژي را گرفته و به صورت گرما پراکنده مي کنند.خودروي هيبريدي مي تواند مقداري از اين انرژي را گرفته به وسيله آن باتري ها را شارژ کرده و براي استفاده هاي بعدي آن را ذخيره کند. اين کار را با استفاده از احيا کننده ترمزي انجام مي دهد.که از آن به جاي ترمزها براي نگاه داشت خودرو استفاده مي شود. همچنين موتور الکتريکي مي تواند با آهسته شدن خودرو همانند يک ژنراتور عمل کرده و در زماني که خودرو در حال کند شدن است باترها را شارژ کند.

● بعضى وقتها موتور بنزينى خاموش ميشود:

يك خودروى هيبريدى هميشه نياز به روشن بودن موتور بنزينى ندارد.زيرا يك موتور الكتريكى و باترى نيز دارد.بنابراين بعضى وقتها مى توان موتور بنزينى خودروى هيبريدى را خاموش كرد.براى مثال زمانى كه خودرو در مقابل چراغ قرمز توقف كرده است.

سيستم ترمز

در ترمزهاي هيدروليك استاندارد، پدال ترمز به پيستوني متصل است كه در سيلندر اصلي قرار دارد. سيلندر اصلي، به سيلندرهاي روي هر يك از چرخ‌ها متصل است، به طوري كه وقتي پدال ترمز فشرده مي‌شود، پيستون‌ها را به سمت بيرون فشار داده و كفشك‌هاي ترمز به طور متقابل به درام ترمز فشرده مي‌شوند.

HEVها، اغلب از سيستم ترمز استاندارد استفاده نمي‌كنند بلكه از نوعي سيستم ترمز به نام ترمز بازيافتي بهره مي‌برند . ترمز بازيافتي، نوعي فرايند جذب مجدد انرژي است كه معمولاً در زمان ترمزگيري عادي، آزاد مي‌شود. ذخيره اين انرژي به صورت الكتريكي صورت مي‌پذيرد.

اين انرژي، در باطري يا چرخ طيار و يا در ذخيره‌كننده‌هاي با ظرفيت بالا، ذخيره مي‌شود. اين مقدار انرژي باعث كاهش انرژي لازم براي حركت خودروي هيبريد شده و بايد از منبع توليدكننده دريافت شود كه در نتيجه، بازده افزايش مي‌يابد.انرژي جنبشي برگشتي، مي‌تواند انرژي تلف شده توسط ديگر مقاومت‌هاي خودرو، نظير نيروي پسا هوا را جبران كند. علاوه‌بر آن، از قابليت توقف سريعتر و اخذ بيشتر انرژي برخوردار است.

ترمزهاي بازيافتي شامل 3 جزء مختلف هستند كه عبارتند از:

1. دستگاه ذخيره كننده انرژي، براي نگهداري انرژي برگردانده شده در زمان ترمزگيري تا وقتي كه براي حركت دوباره مورد استفاده قرار گيرد

2. واسطه انتقال دهنده قدرت، براي انتقال انرژي چر‌خ‌ها به دستگاه ذخيره كننده

3. كنترل كننده شدت ترمز

مثلاً، سيستم ترمز هوندا، مجموعه‌اي است كه در آن، يك موتور الكتريكي DCبدون جاروبك، به طور مستقيم توسط شفت به موتور بنزيني متصل است. ميل لنگ، توسط مجموعه‌اي از چرخدنده‌ها، به شفت حركت متصل است، شفت حركت نيز از طريق شفت‌هاي مياني و اتصالات سرعت ثابت، به چرخ‌ها متصل است، زماني كه خودرو حركت مي‌كند و ترمزها فشرده مي‌شوند، ترمزهاي بازيافتي درگير مي‌شوند. اين حالت تا زماني ادامه مي‌يابد كه ميانگين كاهش سرعت مورد نظر در حدود 0.1gتا 0.2gباشد.

در زماني كه به كاهش سرعت بيشتري نياز باشد، علاوه‌بر ترمزهاي بازيافتي، ترمزهاي ديسكي نيز نيروي ترمز اضافي را اعمال مي‌كنند. اين كار توسط موتور الكتريكي كه در حالت معكوس به صورت ژنراتور عمل مي‌كند، صورت مي‌گيرد. هنگامي كه پدال ترمز فشرده مي‌شود، كلاچ‌ درگير شده و حركت چرخشي چرخ‌ها از طريق سيستم انتقال قدرت به ميل‌لنگ متصل مي‌شود. بنابراين، حركت چرخشي چرخ‌ها به طور مستقيم به موتور الكتريكي انتقال مي‌يابد كه اكنون به عنوان يك ژنراتور عمل كرده و در نتيجه، شروع به توليد الكتريسيته‌اي مي‌كند كه در باطري‌ها ذخيره مي‌شود. اين الكتريسيته، فرايند مقاومتي را در برابر چرخش ايجاد مي‌كند.

● به كار بردن اصول ايروديناميك براى كاهش نيروى درگ:

وقتى كه شما در يك اتوبان رانندگى ميكنيد بيشترين نيروى موتور شما صرف مقابله با نيروى فشارى هوا ميشود.كه اين نيرو به نيروى درگ ايروديناميك موسوم است.اين نيروى درگ ميتواند به چندين روش كاهش يابد.يك راه مطمئن براى كاهش اين نيرو,كاهش ناحيه جلوى اتومبيل وبه كار بردن اصول ايروديناميك در ان است.

همانطور كه در شكل زير مى بينيد يك suv چقدر بيشتر از يك خودروى sport فشار هوا را تحمل ميكند(ناحيه جلوى خودروى suvبيشتر از يك خودروى sportاست).

كاهش اشياء خارجى روى بدنه خودرو و نيز حذف بعضى از انها ميتواند در بهبود ايروديناميك خودرو موثر باشد.براى مثال بعضى وقت ها جايگزينى ايينه ها با دوربين هاى كوچك ميتواند مفيد باشد.

بدنه و شاسي

بدنه HEVها شكل متفاوتي با خودروهاي بنزيني معمولي ندارد، اما هنگامي كه بازده انرژي، نقشي مهم در طراحي آنها دارد، آيروديناميك خوب و شاسي سبك، باعث افزايش بازده خودرو خواهد شد.

دو عامل مهمي كه روي آيروديناميك خودروها اثر مي‌گذارد، عبارتند از: ضريب پساي Cdو سطح تصوير از روبه‌رو A. حاصلضرب اين دو عامل متناسب با نيروي پساي آيروديناميكي خودروست. از ديگر نيروهاي پساي خودرو، نيروهاي پساي غلتشي است كه با وزن خودرو تناسب دارد. مجموعه اين نيروها به صورت زير بيان مي‌شود:

Ftotal = Froll + Faero

بازده مصرف سوخت پايين و عملكرد بالاي موتور و امكان كاهش وزن، نتايجي اميدبخش را در طراحي خودروهاي هيبريد، نويد مي‌دهند. كاهش آلودگي محيط‌زيست و نيز كاهش مصرف سوخت‌هاي فسيلي، فصلي جديد در طراحي خودروهاي آتي خواهد گشود.

● به كار بردن تايرهاى خاص :

تايرهاي اكثر خودروها بهينه سازى شده اند براى سطوح صاف با كمترين نويز و چسبندگى خوبى نيز در اكثر شرايط محيطى دارند.ولى اين تايرها موجب به وجود آمدن نيروى درگ مى شوند.

خودروهاى هيبريدى از يك تاير مخصوص استفاده مى كنند كه سفت تر و پربادتر و نيز فشار زيادترى نسبت به تايرهاى معمولي دارد.نتيجه اين كار باعث كاهش نيروى درگ به نصف نسبت به تايرهاى معمولى ميشود.

● به كار بردن مواد سبك وزن:

كاهش وزن كل خودرو يكي از راه هاى ساده براى افزايش راندمان و كارايى خودرو است.خودروهاى سبكترزمانى كه در حال شتاب گيرى هستند يا در حال بالا رفتن از يك سر بالايى انرژى كمترى نسبت به خودروهاى سنگينترمصرف مى كنند.مواد كامپوزيت مانند فيبر كربن يا فلزات سبك وزن مانند الومينيوم و منيزيم مى توانند در كاهش وزن خودرو به كار روند.

خودروهاي هيبريدي (Hybrid Vehicles)

خودروهاي هيبريدي(Hybrid Vehicles)

در اين مقاله، عملكرد بخش‌هاي مختلفي از خودروهاي هيبريد، شامل موتور، كنترلر، انتقال قدرت و سيستم ترمز بررسي شده است. چرخ طيار كه در واقع منبعي براي ذخيره انرژي است، مورد بررسي قرار گرفته و نقش آن در سيستم ترمز خودروهاي هيبريد، بيان شده است. كنترلر موتور خودروي هيبريد و نقش آيروديناميك در كاهش توان موتور نيز از ديگر مواردي است كه به آنها پرداخته مي‌شود.

مشكلات زيست‌محيطي به وجود آمده در ابعاد كلان از يك‌سو و تنگناهاي مربوط به سوخت‌هاي فسيلي از سوي ديگر، باعث شده است تا خودروهاي هيبريد (تركيب احتراقي و برقي) و نيز خودروهايي كه با پيل سوختي كار مي‌كنند، جايگزين خودروهاي احتراقي شوند. از اين‌رو، امروزه علاوه‌بر سيستم‌هاي قواي محركه خودروهاي درونسوز، دسته‌بندي جديدي از سه سيستم ديگر شكل گرفته است كه عبارتند از: خودروهاي برقي1، خودروهاي هيبريد برقي2 و خودروهاي برقي پيل سوختي

3.خودروي هيبريد برقي، نوعي خودروي الكتريكي است كه فاقد نقايص خودروهاي الكتريكي معمولي است. مثلاً، خودروهاي الكتريكي بايد حتماً داراي باطري‌هاي بزرگ باشند. ثانياً به‌طور مرتب با شبكه انتقال برق شارژ شوند و اين كار زمينه‌ساز پايين بودن كارايي آنهاست. در خودروهاي هيبريد، مي‌توان از قدرت موتور احتراقي آنها به صورت قدرت مكانيكي يا ذخيره آن به صورت انرژي الكتريكي استفاده كرد، لذا قابليت استفاده از سوخت‌هاي جايگزين را دارا بوده و صرفاً منحصر به استفاده از سوخت فسيلي نيستند. در HEVها4، از محفظه‌هاي احتراقي در واحدهاي كمكي قدرت (APU)ا5 براي توليد انرژي الكتريكي با حداقل آلودگي استفاده مي‌شود. HEVها از ذخيره كردن انرژي ترمزگيري استفاده كرده و به كاهش اتلاف انرژي به هنگام حركت، كمك مي‌كنند.

نحوه عملكرد خودروهاي هيبريد

خودروي هيبريد، با دو منبع انرژي متفاوت كار مي‌كند. استفاده از چنين سيستمي، در واقع حفظ بازده موتور درونسوز (ICE) و كاهش آلودگي در حد خودروي الكتريكي (EV) است.براي به دست آوردن تركيب خوب ICEو EV، به استفاده از پيل‌هاي سوختي و موتورهاي ديزل يا بنزيني و همراه آنها به باطري و چرخ طيار و ذخيره‌كننده‌هاي با ظرفيت بالا نياز داريم.

در خودروهاي هيبريد، از سه ساختار يا حالت مختلف در بهره‌گيري از اين دو نوع موتور استفاده مي‌شود كه عبارتند از:

1. سري

2. موازي

3 . سري و موازي

چرخ طيار

چرخ طيار وسيله تبديل انرژي الكتريكي به انرژي جنبشي (دوراني) است كه با توجه به چرخش سريع در ساختمان موتور، ساخته مي‌شود. اين وسيله، انرژي ذخيره شده به صورت انرژي جنبشي در روتور را به صورت انرژي الكتريكي در حالت برگشت موتور و هنگام كاهش سرعت روتور، آزاد مي‌كنند.

اين سيستم‌ها، انرژي مكانيكي را به صورت انرژي جنبشي ذخيره مي‌كنند. آنها براي شتاب دادن روتور تا سرعت مورد استفاده موتور، يك ورودي الكتريكي دارند. سپس، انرژي الكتريكي مورد استفاده اين موتور را مانند ژنراتور بر مي‌گردانند. اين سيستم‌ها به دو شكل طراحي مي‌شوند، يكي به صورت ديسك دوار كه در مراكز آن يك محور قرار دارد و ديگري يك استوانه تو خالي كه توسط ياتاقان‌هاي مغناطيسي كنترل مي‌شود.

بيشترين عامل اطمينان در طراحي چرخ طيارها، مواد مورد استفاده در لبه يا حاشيه آنهاست. لبه چرخ طيار، بايد براي افزايش انرژي جنبشي ذخيره شده در آن، موادي با ضريب استحكام كششي بالا نسبت به چگالي آنها ساخته شود. لذا نياز به استحكام كششي بالا نسبت به چگالي، ما را به سمت مواد مركبي هدايت مي‌‌كند كه داراي استحكام كششي بالا و چگالي كم بوده و استحكام كششي نسبت به چگالي آنها، 10 برابر فولاد باشد.

ايمن‌سازي ديناميكي چرخ طيار

انرژي يك چرخ طيار با سرعت بالا (حداكثر تا 60 هزار دور در دقيقه) داراي قدرت تخريب زيادي است. انرژي يك چرخ طيار يك كيلو وات ساعتي، قادر است خودرويي با اندازه متوسط را بيشتر از 100 فوت به‌طور عمودي در هوا بلند كند. در نتيجه، قسمت چرخنده آن بايد در محفظه‌اي محافظ، محبوس شود. 3 نكته كه بايد براي طراحي چرخ طيارها در خودروي هيبريدي مد نظر گرفته شود، عبارتند از:

1. احتمال شكستگي روتور و برخورد با محفظه آن به هنگام حركت يا بر اثر تصادف.
2. اثر ژيروسكپي چرخ طيار مي‌تواند سبب واژگوني خودرو به هنگام چرخش مسير شود.
3. شوك ناشي از مسير جاده، مي‌تواند بر عملكرد چرخ طيار تأثير بگذارد.

ايمن‌سازي الكتريكي چرخ طيار

به دليل قدرت بالاي مورد نياز براي چرخ طيارها در حالت اتوماتيك، ولتاژ مورد نياز بسيار زياد و معمولاً در حدود 300 تا 500 ولت است. اين ولتاژ بالا، ممكن است باعث وارد شدن شوك الكتريكي به راننده، سرنشينان و تعميركاران شود. براي ساختن چرخ طيار مطمئن، بايد اثرات هر يك از اجزاي ديگر خودرو و خصوصيات سيستم در نظر گرفته شود.

انواع خودروهاي هيبريدي :Hybrid Vehicles

با توجه به ساختار كنترلي و طريقه اتصال اجزاء به يكديگر، خودروهاي هيبريدي به سه نوع سري، موازي و سري- موازي تقسيم‌بندي مي‌شوند.

سيستم هيبريدي سري :

در اين دسته از خودروها موتور احتراق داخلي يك ژنراتور را مي‌چرخاند و اين ژنراتور، هم باطري را شارژ مي كند و هم يك موتور الكتريكي را به حركت درمي‌آورد و بدين صورت انتقال قدرت صورت مي گيرد. در اين ساختار موتور احتراقي مستقيم به سيستم انتقال قدرت وصل نمي ‌شود.

اين سيستم به خاطر اين سري ناميده مي ‌شود كه قدرت، به صورت سري به چرخ‌ها منتقل مي‌گردد و از آن براي رانش موتورهاي با قدرت كم و با رنج كاركرد بهينه استفاده مي شود

سيستم هيبريدي موازي :

در اين نوع سيستم، موتور احتراقي و موتور الكتريكي به صورت موازي چرخها را به حركت درمي ‌آورند. در اين سيستم موتور الكتريكي توسط باطري و موتور احتراقي توسط منبع سوخت فسيلي مستقيما تغذيه مي گردند. در اين حالت ژنراتور حذف شده و باطري با تغيير حالت موتور الكتريكي به ژنراتور شارژ مي ‌گردد. از آنجائيكه اين سيستم فقط يك موتور دارد موتور الكتريكي نمي‌تواند همزمان هم باطري را شارژ كند و هم باعث رانش چرخها گردد. يك تصوير ساده از اين سيستم در ذيل نشان داده شده است

سيستم هيبريدي سري ـ موازي:

اين طرح بگونه اي است كه مي‌توان از آن در شرايط مختلف به صورت هيبريد سري يا موازي استفاده نمود. در اين سيستم با بهره‌گيري از فن‌آوري پيشرفته امكان استفاده از سيستم احتراقي و سيستم الكتريكي بطور جداگانه و همزمان وجود دارد. به اين ترتيب در مواقع شهري كاملا الكتريكي و بدون آلودگي و در سرعتهاي بالا و در محدوده برون شهري مي ‌تواند بطور مستقل احتراقي و يا تركيبي از دو سيستم باشد. در مواقعي چون شتابگيري سريع، هر دو سيستم با هم عمل مي‌كنند. چنين ايده‌اي فقط بكمك يك فن‌آوري مدرن در يك خودرو سواري قابل اجراست. معمولا چنين سيستمهايي از نوع تركيبي هستند و با بهره‌گيري از يك استراتژي كنترلي مناسب عملا همراه با فراهم آوردن عملكرد مناسب، سطح شارژ باطريها نيز در حد خوبي نگهداري مي ‌شود بدين ترتيب اين خودرو مي ‌تواند چه در شهر و چه در جاده به يك خودروي متداول تبديل گردد. در اين سيستم دوموتور الكتريكي وجود دارد كه بسته به شرايط مي‌تواند تركيبي از آنها به كار آيند و قابليت تبديل به ژنراتور را نيز دارند. اين سيستم در خودرو Priusو Estimaشرکت تويوتا استفاده شده است.

يك خودروى هيبريدى ميتواند:

●انرژى را بازيابى ودر باترى ذخيره نمايد:

هنگاميكه شما پدال ترمز را فشار ميدهيد,شما در حال تلف كردن انرژى در خودرو هستيد.هر چه خودرو سريعتر رود انرژى جنبشى بيشترى دارد.ترمز كردن اين انرژى را هدر ميدهد و به شكل گرما در مى آورد.در خودروهاى هيبريدى مى توان مقدارى از اين انرژى را بازگرداند و در باترى براى استفاده مجدد ذخيره كرد.اين كار با سيستم" ترمز احياء كننده" انجام ميگيرد.در اين حالت موتور الكتريكى به مانند يك ژنراتور رفتار ميكند و ضمن كند شدن حركت ماشين اين انرژى جنبشي را صرف شارژ كردن باترى مى كند.

اكنون به تكنولوژى هيبريدى در دو خودروى هوندا insightو تويوتا پريوس ميپردازيم.

اگرچه هر دو اين خودروها جزء هيبريدهاى موازى هستند ولى تفاوتهايى با هم دارند.هر دو اين خودروها داراى موتور بنزينى و موتور الكتريكى و باترى هستند.

اجازه بدهيد از هوندا insightشروع كنيم.

هوندا insight:

اين خودرو كه در اوايل سال 2000 در ايالات متحده معرفي شد.طراحى ان بر اساس بهترين كاركرد ممكن انجام شد.insightكوچك است و كم وزن و جاى 2 سرنشين و يك صندلى كودك دارد.و داراى موتور با بازدهى بالا است.insightداراى برترين رتبه سنجش EPAدر ميان خودروهاى هيبريدى شد.

هوندا خودروى هيبريدى موازى است .موتور الكتريكى به موتور بنزينى متصل است.هوندا اين سيستم را "جمع كننده كمك موتور" مى نامد. Insight به صورت 5 سرعته دستى يا cvt (انتقال قدرت پيوسته اتوماتيك) است.

Layout of the Honda Insight

Move your mouse over the parts for a 3-D view.

● استفاده از موتور كوچك پر بازده:

موتور insightكه در شكل زير مشاهده مى كنيد تنها 124 پوند (56 كيلوگرم) وزن دارد.سه سيلندر و 1 ليتر حجم دارد كه 67 اسب بخار را در 5700 rpmتوليد مى كند.اگر نيروى اضافى ناشى از موتور الكتريكى را نيز در نظر بگيريد.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 , insightبه ماكزيمم گشتاور 66 پوند – فوت در 4800 rpmمى رسد.وبا موتور الكتريكى ماكزيمم گشتاور به 79 پوند – فوت در 1500 rpmمى 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 آن 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.

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.در زير پويا نمايى پريوس را مى بينيد. Prius layout

Move your mouse over the parts for a 3-D view.

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 بخار 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 insightاست.

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 موتور 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 بنزينى مى تواند مستقلا 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 cvtعمل 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 ك

خودروهاي هيبريدي

مطالب مشابه :

همه چیز در مورد باطری ماشین

دستگاه خانگي شارژ اتوماتیک باتری اتومبیل

صفحات باتري

سرويس و تعمير باتري اتومبيل - اسيدي

خودروهاي هيبريدي

بازيافت باتري هاي فرسوده

مبدل برق اتومبيل به 220 ولت شهری از جا فندکی یا باتری سیار

ارتباط مثبت