خودروهای هیبریدی در سال های اخیر به یکی از مهم ترین گزینه ها در میان خودروهای کم مصرف تبدیل شده اند. این خودروها تلاش می کنند مزایای موتور بنزینی و موتور الکتریکی را در کنار یکدیگر قرار دهند تا هم مصرف سوخت کاهش پیدا کند و هم آلایندگی خودرو کمتر شود. به همین دلیل، خودروهای هیبریدی را می توان حد واسطی میان خودروهای بنزینی و خودروهای تمام برقی دانست. در این مقاله از خودرو مدیا همراه شما هستیم تا توضیح دهیم هیبریدی یعنی چه و چگونه کار می کند.
هیبرید در ماشین یعنی چه؟
کلمه Hybrid در زبان انگلیسی به معنای ترکیبی است. بنابراین خودرو هیبریدی به خودرویی گفته می شود که قوای محرکه آن از ترکیب موتور احتراق داخلی و سیستم الکتریکی تشکیل شده است.
خودرو هیبریدی برای حرکت از دو منبع انرژی استفاده می کند؛ معمولا یک موتور احتراق داخلی بنزینی و یک یا چند موتور الکتریکی. انرژی مورد نیاز موتور برقی نیز از باتری تامین می شود. بسته به نوع سیستم هیبرید، خودرو می تواند گاهی با موتور بنزینی، گاهی با موتور برقی و در برخی شرایط با همکاری هر دو موتور حرکت کند.
در یک خودروی هیبریدی معمولی، موتور بنزینی وظیفه تولید بخش مهمی از نیروی مورد نیاز خودرو را بر عهده دارد و موتور الکتریکی نیز در شرایط مختلف به آن کمک می کند. این همکاری باعث می شود موتور بنزینی همیشه مجبور به فعالیت در شرایطی که بازده پایینی دارد نباشد.
برای مثال، هنگام شروع حرکت یا حرکت با سرعت پایین در شهر، موتور الکتریکی می تواند بخشی از نیروی مورد نیاز خودرو را تامین کند. هنگام شتاب گیری بیشتر، موتور بنزینی نیز وارد مدار می شود و دو منبع قدرت می توانند همزمان به حرکت خودرو کمک کنند.
یکی از مهم ترین ویژگی های خودروهای هیبریدی، بازیابی انرژی هنگام کاهش سرعت و ترمزگیری است. در این شرایط، سیستم می تواند بخشی از انرژی حرکتی خودرو را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و در باتری ذخیره کند. به همین دلیل، بسیاری از خودروهای هیبریدی برای شارژ باتری خود به اتصال مستقیم به برق شهری نیاز ندارند.
خودرو هیبرید چگونه کار می کند؟
نحوه عملکرد خودروهای هیبریدی به نوع سیستم هیبرید بستگی دارد، اما به طور کلی چند بخش اصلی در آن نقش دارند:
- موتور احتراق داخلی
- موتور یا موتورهای الکتریکی
- باتری ولتاژ بالا
- سیستم مدیریت انرژی
- سیستم بازیابی انرژی ترمز
- مبدل ها و تجهیزات الکترونیکی مرتبط
کامپیوتر خودرو با توجه به سرعت، میزان فشار روی پدال گاز، وضعیت باتری، شرایط جاده و میزان نیاز به قدرت، تصمیم می گیرد که از کدام منبع انرژی استفاده شود.
در زمان حرکت با سرعت پایین، ممکن است موتور الکتریکی به تنهایی خودرو را حرکت دهد. در زمان شتاب گیری شدید، موتور بنزینی و الکتریکی می توانند همزمان فعالیت کنند. هنگام ترمزگیری نیز موتور الکتریکی می تواند در نقش ژنراتور ظاهر شود و بخشی از انرژی حاصل از کاهش سرعت را به برق تبدیل کند.
به این ترتیب، انرژی که در یک خودروی معمولی بیشتر به صورت گرما در سیستم ترمز از بین می رود، در خودروی هیبریدی تا حدی بازیابی و برای شارژ باتری استفاده می شود.
انواع خودروهای هیبریدی
خودروهای هیبریدی از نظر نحوه عملکرد و میزان استفاده از موتور الکتریکی انواع مختلفی دارند. مهم ترین آنها عبارتند از:
۱. خودرو هیبرید ملایم یا Mild Hybrid
در سیستم Mild Hybrid، موتور الکتریکی معمولا نقش کمکی دارد و به تنهایی قادر به حرکت دادن خودرو در شرایط معمول نیست یا قابلیت حرکت برقی آن بسیار محدود است.
سیستم الکتریکی در زمان هایی مانند شروع حرکت، شتاب گیری یا فعالیت سیستم های برقی به موتور احتراقی کمک می کند. همچنین انرژی حاصل از ترمزگیری می تواند برای شارژ باتری مورد استفاده قرار گیرد.
یکی از مزایای هیبرید ملایم، ساختار ساده تر و هزینه پایین تر آن نسبت به برخی سیستم های هیبریدی پیشرفته است. البته میزان کاهش مصرف سوخت آن نیز معمولا کمتر از یک خودروی فول هیبرید است.
۲. خودرو فول هیبرید یا Full Hybrid
در خودروهای فول هیبرید، موتور الکتریکی توان بیشتری دارد و خودرو می تواند در شرایط مشخص، به ویژه سرعت های پایین، برای مسافت کوتاه فقط با نیروی برق حرکت کند.
در این سیستم، موتور بنزینی و موتور الکتریکی می توانند به صورت جداگانه یا همزمان کار کنند. باتری نیز معمولا از طریق بازیابی انرژی ترمز و عملکرد موتور احتراقی شارژ می شود و نیازی به شارژ روزانه از طریق پریز برق ندارد.
تویوتا پریوس یکی از شناخته شده ترین نمونه های خودروهای فول هیبرید در جهان و تویوتا CHR بهترین خودرو هیبریدی در ایران است.
۳. خودرو پلاگین هیبرید یا PHEV
پلاگین هیبریدها از نظر ظرفیت باتری و قابلیت حرکت برقی، یک مرحله بالاتر از بسیاری از خودروهای هیبرید معمولی قرار می گیرند.
این خودروها علاوه بر استفاده از موتور بنزینی و بازیابی انرژی ترمز، امکان شارژ باتری از طریق برق شهری یا شارژر مخصوص را نیز دارند. به همین دلیل، می توانند مسافت بیشتری را در حالت تمام برقی طی کنند.
مزیت مهم PHEV این است که پس از تمام شدن شارژ باتری، خودرو همچنان می تواند با استفاده از موتور بنزینی به حرکت ادامه دهد. بنابراین برخلاف خودرو تمام برقی، وابستگی کامل به ایستگاه شارژ ندارد.
فرق ماشین هیبریدی با برقی
تفاوت اصلی خودرو هیبریدی و برقی در نوع منبع انرژی آنهاست.
خودروی هیبریدی معمولا هم موتور احتراق داخلی و هم موتور الکتریکی دارد. بنابراین می تواند از بنزین و انرژی الکتریکی برای حرکت استفاده کند.
اما خودروی تمام برقی فاقد موتور احتراق داخلی است و نیروی مورد نیاز خود را از باتری و موتورهای الکتریکی دریافت می کند.
به زبان ساده:
| ویژگی | خودروی هیبریدی | خودروی تمام برقی |
|---|---|---|
| موتور بنزینی | دارد | ندارد |
| موتور الکتریکی | دارد | دارد |
| نیاز به سوخت بنزین | در بیشتر مدل ها دارد | ندارد |
| نیاز به شارژ برق | بسته به نوع هیبرید | دارد |
| آلایندگی اگزوز | کمتر از خودرو بنزینی | ندارد |
| برد حرکتی | معمولا انعطاف پذیرتر | وابسته به ظرفیت باتری و شارژ |
| مناسب برای سفرهای طولانی | بله | با وجود زیرساخت شارژ مناسب |
| بازیابی انرژی ترمز | دارد | دارد |
بنابراین نمی توان گفت تمام خودروهای هیبریدی دقیقا مانند خودروهای برقی هستند. در خودروهای هیبریدی، موتور احتراقی همچنان یکی از اجزای اصلی سیستم انتقال قدرت است.
مزایای خودروهای هیبریدی چیست؟
مصرف سوخت کمتر
یکی از مهم ترین دلایل استقبال از خودروهای هیبریدی، کاهش مصرف سوخت است. استفاده از موتور الکتریکی در شرایط مناسب باعث می شود موتور بنزینی کمتر و به شکل بهینه تری کار کند.
آلایندگی کمتر
از آنجا که موتور بنزینی در خودروهای هیبریدی همیشه فعال نیست و در برخی شرایط موتور الکتریکی وظیفه حرکت خودرو را بر عهده می گیرد، میزان آلایندگی می تواند نسبت به خودروهای بنزینی مشابه کاهش پیدا کند.
کاهش مصرف در رانندگی شهری
ترافیک و توقف های مکرر یکی از شرایطی است که می تواند مصرف سوخت خودروهای معمولی را افزایش دهد. سیستم هیبریدی با استفاده از موتور الکتریکی و بازیابی انرژی ترمز می تواند در چنین شرایطی عملکرد بهینه تری داشته باشد.
بازیابی انرژی هنگام ترمزگیری
در خودروهای هیبریدی، کاهش سرعت فقط به معنای هدر رفتن انرژی نیست. سیستم بازیابی انرژی ترمز می تواند بخشی از انرژی حرکتی را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و در باتری ذخیره کند.
رانندگی آرام و کم صدا
هنگامی که خودرو در حالت برقی حرکت می کند، صدای موتور و لرزش بسیار کمتر از حالت استفاده از موتور احتراقی است. این ویژگی به خصوص در رانندگی شهری محسوس است.
کاهش استهلاک سیستم ترمز
به دلیل وجود سیستم ترمز احیا کننده، بخشی از فرایند کاهش سرعت توسط موتور الکتریکی انجام می شود. در نتیجه، در برخی شرایط فشار کمتری به لنت و دیسک ترمز وارد می شود.
معایب خودروهای هیبریدی
خودروهای هیبریدی در کنار مزایای خود، معایبی نیز دارند که هنگام خرید باید مورد توجه قرار بگیرند. از جمله:
قیمت خرید بالاتر
وجود باتری ولتاژ بالا، موتورهای الکتریکی، سیستم مدیریت انرژی و تجهیزات الکترونیکی پیشرفته باعث می شود قیمت بسیاری از خودروهای هیبریدی نسبت به نمونه های بنزینی مشابه بیشتر باشد.
تعمیرات تخصصی تر
سیستم هیبریدی از قطعات و تجهیزات پیچیده تری تشکیل شده است. بنابراین برای عیب یابی و تعمیر آن معمولا به تعمیرکار متخصص و تجهیزات مخصوص نیاز است.
هزینه بالای باتری در صورت خرابی
باتری هیبریدی معمولا برای مدت طولانی طراحی شده است، اما مانند هر قطعه دیگری ممکن است در اثر گذشت زمان یا شرایط نامناسب دچار افت ظرفیت یا خرابی شود. تعویض باتری می تواند هزینه قابل توجهی داشته باشد.
وزن بیشتر
اضافه شدن باتری، موتور الکتریکی و تجهیزات مربوط به سیستم هیبرید می تواند وزن خودرو را افزایش دهد. البته این موضوع به طراحی خودرو و نوع سیستم هیبرید بستگی دارد.
فضای کمتر در برخی مدل ها
در بعضی خودروهای هیبریدی، بخشی از فضای صندوق یا قسمت های دیگر خودرو برای قرارگیری باتری و تجهیزات سیستم هیبرید اختصاص پیدا می کند. البته در خودروهای جدید، سازندگان تلاش کرده اند این مشکل را تا حد زیادی کاهش دهند.
مشکلات رایج خودروهای هیبریدی چیست؟
خودروهای هیبریدی نیز مانند هر خودروی دیگری ممکن است دچار خرابی شوند. مهم ترین مواردی که باید مورد توجه قرار گیرند عبارتند از:
باتری هیبریدی
باتری ولتاژ بالای خودرو یکی از مهم ترین اجزای سیستم هیبرید است. کاهش ظرفیت، خرابی سلول ها یا مشکلات سیستم خنک کاری باتری می تواند عملکرد خودرو را تحت تاثیر قرار دهد.
البته تصور اینکه باتری خودروهای هیبریدی عمر بسیار کوتاهی دارد درست نیست. باتری های مدرن معمولا برای استفاده طولانی مدت طراحی شده اند و طول عمر واقعی آنها به نوع باتری، شرایط آب و هوایی، نحوه استفاده و طراحی خودرو بستگی دارد.
سیستم خنک کاری باتری
باتری های هیبریدی در هنگام کار گرما تولید می کنند و برای حفظ عملکرد مناسب، به سیستم مدیریت حرارتی نیاز دارند. گرفتگی مسیرهای تهویه یا خرابی اجزای خنک کننده می تواند عملکرد باتری را کاهش دهد.
موتور احتراقی و قطعات مربوط به آن
اگرچه موتور بنزینی در یک خودروی هیبریدی ممکن است کمتر از یک خودروی معمولی کار کند، اما همچنان به سرویس های دوره ای مانند تعویض روغن، فیلترها و بررسی شمع ها نیاز دارد.
سیستم اگزوز و کاتالیزور
خودروهای هیبریدی همچنان دارای موتور احتراقی هستند؛ بنابراین قطعاتی مانند کاتالیزور و سنسورهای مرتبط با سیستم آلایندگی در آنها نیز وجود دارد و ممکن است نیاز به تعمیر یا تعویض پیدا کنند.
آیا خودرو هیبریدی نیاز به شارژ دارد؟
پاسخ این سوال به نوع خودرو هیبریدی بستگی دارد.
هیبریدهای معمولی و فول هیبرید معمولا برای شارژ باتری به برق شهری نیاز ندارند. باتری آنها از طریق بازیابی انرژی هنگام ترمزگیری و همچنین سیستم تولید انرژی خودرو شارژ می شود.
اما خودروهای پلاگین هیبرید یا PHEV دارای درگاه شارژ هستند و می توان باتری آنها را از طریق شارژر یا برق مناسب شارژ کرد. این قابلیت باعث می شود PHEV بتواند مسافت بیشتری را با نیروی الکتریکی طی کند.
خودروی هیبریدی بخریم یا نه؟
مناسب بودن خودروی هیبریدی در ایران به نوع استفاده، قیمت خودرو، دسترسی به خدمات تخصصی و شرایط نگهداری بستگی دارد.
یکی از نقاط قوت خودروهای هیبریدی در ایران، وجود شبکه گسترده جایگاه های سوخت است. خودروهای هیبریدی معمولی برای ادامه مسیر تنها به ایستگاه شارژ وابسته نیستند و در صورت تمام شدن انرژی الکتریکی قابل استفاده، موتور احتراقی می تواند وارد مدار شود.
این ویژگی در سفرهای بین شهری اهمیت زیادی دارد؛ زیرا زیرساخت شارژ خودروهای برقی هنوز به اندازه جایگاه های سوخت گسترده نیست.
از طرف دیگر، گرمای شدید، ترافیک سنگین و کیفیت خدمات تخصصی نیز باید هنگام خرید خودرو هیبریدی مورد توجه قرار گیرد. انتخاب خودرویی که قطعات و خدمات پس از فروش مناسبی داشته باشد، می تواند ریسک هزینه های تعمیراتی آینده را کاهش دهد.
خودرو هیبریدی بهتر است یا بنزینی؟
نمی توان برای همه افراد یک پاسخ یکسان ارائه کرد. اگر اولویت شما مصرف سوخت پایین، آلایندگی کمتر و استفاده شهری باشد، خودرو هیبریدی می تواند گزینه جذابی باشد.
در مقابل، اگر قیمت خرید اولیه پایین، تعمیرات ساده تر و دسترسی آسان به قطعات برای شما اهمیت بیشتری دارد، یک خودروی بنزینی ممکن است انتخاب منطقی تری باشد.
در واقع انتخاب بین این دو نوع خودرو باید بر اساس قیمت، میزان مصرف سوخت، نوع استفاده، هزینه نگهداری، دسترسی به تعمیرکار متخصص و شرایط بازار انجام شود.
جمع بندی
خودرو هیبریدی خودرویی است که از ترکیب موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی برای تامین نیروی حرکتی استفاده می کند. این خودروها با توجه به نوع سیستم می توانند گاهی از موتور برقی، گاهی از موتور بنزینی و گاهی از هر دو موتور به صورت همزمان استفاده کنند.
مهم ترین مزیت خودروهای هیبریدی، کاهش مصرف سوخت و آلایندگی در کنار حفظ قابلیت استفاده از موتور احتراقی است. خودروهای هیبریدی همچنین از انرژی حاصل از ترمزگیری برای شارژ باتری استفاده می کنند و به همین دلیل، بسیاری از آنها برای استفاده روزمره نیازی به شارژ با برق شهری ندارند.
در نهایت، خودروهای هیبریدی را می توان گزینه ای بین خودروهای بنزینی و تمام برقی دانست؛ گزینه ای که تلاش می کند مصرف سوخت و آلایندگی خودروهای احتراقی را کاهش دهد، بدون اینکه راننده را کاملا به زیرساخت شارژ وابسته کند.
هنوز دیدگاهی ثبت نشده است