ما هي المركبات الهجينة؟

تسمى المركبات الهجينة بالسيارات الهجينة لأنها تستخدم محرك احتراق داخلي صغير (ICE) ومحرك كهربائي للحصول على أقصى قدر من الطاقة والاقتصاد في استهلاك الوقود مع الحد الأدنى من الانبعاثات. كيف يفعلون ذلك يختلف من نموذج إلى آخر ، مع نجاح متفاوت.

ما تشترك فيه جميع السيارات الهجينة هو القدرة على توليد تيار كهربائي ، وتخزينه في بطارية كبيرة ، واستخدام هذا التيار للمساعدة في قيادة السيارة. تستحوذ السيارات الهجينة على الطاقة الكهربائية التي ينتجها نظام الكبح المتجدد ، ويمكن لمحركاتها تشغيل المولد أيضًا.

يمكن للسيارات الهجينة أيضًا الحفاظ على الطاقة عن طريق إيقاف تشغيل محرك الاحتراق الداخلي عندما تكون السيارة في وضع الانتظار ، أو في حالة توقف السيارة عند إشارة المرور ، أو عند توقفها في حركة المرور ، أو عندما تكون طاقة المحرك الكهربائي كافية لقيادة السيارة دون مساعدة من ICE.

تحتوي المركبات الهجينة على أنظمة فرملة متجددة تولد طاقة كهربائية للمساعدة في الحفاظ على شحن البطاريات. عندما يضغط السائق على الفرامل ، يتحول المحرك الكهربائي إلى مولد ، ويؤدي السحب المغناطيسي إلى إبطاء السيارة. ومع ذلك ، من أجل السلامة ، يوجد أيضًا نظام فرامل هيدروليكي عادي يمكنه إيقاف السيارة عندما لا يكون الكبح المتجدد كافيًا.

لا يوجد فرق في الصيانة أو الإصلاح لأنظمة الكبح المتجددة ، باستثناء أن وسادات الفرامل تميل إلى الاستمرار لفترة أطول لأنها لا تستخدم كثيرًا. في الواقع ، إذا كنت تقود سيارة هجينة بطريقة معتدلة ، فلن تستخدم أبدًا فرامل قرصية على العجلات وقد تكون قادرًا على الاستمرار في عمر السيارة دون تغيير الوسادات. الفرق الكبير هو أن المكابح المتجددة تلتقط الطاقة وتحولها إلى كهرباء لشحن البطارية التي توفر الطاقة لمحرك كهربائي.

الهجينة الموازية

يستخدم الهجين المتوازي محركًا كهربائيًا و ICE للدفع. يمكن تشغيلها جنبًا إلى جنب ، أو يمكن استخدام أحدهما كمصدر أساسي للطاقة مع تشغيل الآخر للمساعدة عند الحاجة إلى طاقة إضافية للانطلاق ، وتسلق التلال ، والتسريع لتجاوز المركبات الأخرى. نظرًا لأن كلاهما متصل بقطار القيادة ، يُقال أنهما يعملان "بالتوازي".

كيف يعمل الهجين المتوازي.

سلسلة الهجينة

تستخدم سلسلة الهجينة محرك البنزين أو الديزل ، إلى جانب مولد لتوليد الكهرباء ولكن ليس لقيادة السيارة. يمكن للمحرك إرسال التيار الكهربائي مباشرة إلى المحرك الكهربائي أو شحن بطارية كبيرة تخزن الكهرباء وتوصيلها إلى محرك كهربائي عند الطلب. يدفع المحرك الكهربائي السيارة ، مستخدماً قوته لتدوير عمود إدارة أو مجموعة من محاور القيادة التي تدير العجلات.

سلسلة هجينة.

الهجينة الموصولة بالكهرباء

نظرًا لأن المحركات الهجينة الموصلة بالكهرباء تتميز ببطاريات أكبر يمكن شحنها في أي مقبس كهربائي عادي بجهد 110 فولت ، فإنها تتمتع بالقدرة على زيادة قدرة المحرك الكهربائي على قيادة السيارة لمسافة أبعد دون الحاجة إلى بدء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي وبالتالي زيادة كفاءة وقود السيارة. تراوحت التقديرات تصل إلى 100 ميلا في الغالون!

قام بعض الأفراد المتمرسين من الناحية التكنولوجية بتكييف سياراتهم الهجينة في سيارات هجينة تعمل بالكهرباء ، ويعمل صانعو السيارات على تطويرها وإنتاجها (في بعض الأحيان بالتعاون مع شركات المرافق الكبرى).

يعد تطوير بطاريات ليثيوم أيون جديدة وأصغر وعالية السعة يمكن إعادة شحنها عدة مرات هو المفتاح لإتاحة السيارات الهجينة الموصولة بالكهرباء لعامة الناس. تشير التقديرات إلى أن السيارات الهجينة المجهزة بهذه البطاريات الأكثر قوة سيكون لها مدى يصل إلى 125 ميلاً قبل نفاد الشحن وتعود السيارة إلى الوضع الهجين القياسي.

هجين يعمل بالكهرباء.

المشكلة البيئية الرئيسية مع المكونات الهجينة هي أن التيار الكهربائي الذي يسحبونه عادة ما يتم إنشاؤه بواسطة شركات المرافق التي تعمل بالوقود الأحفوري. والخبر السار هو أن بعض السلاسل الرئيسية قد التزمت بإنشاء محطات شحن تعمل بألواح شمسية أو طاقة الرياح ، والعديد من مالكي السيارات الهجينة على استعداد لتركيب الألواح الشمسية لإعادة شحن هذه المركبات في المنزل.

ستكون المركبات الهجينة التي يتم شحنها بواسطة مصادر الكهرباء التجارية أو الألواح الشمسية أقل اعتمادًا على ICE ، ولكنها ستظل بحاجة إليها للرحلات الطويلة وتسلق التلال وما إلى ذلك. قد تستخدم الهجينة المستقبلية خلية وقود صغيرة لتوليد الكهرباء من الهيدروجين ، مما يعني أن محرك ICE يجب أن يعمل بشكل أقل تكرارًا.

الهجينة ذات الوضعين

قد تكون السيارات الهجينة ذات الوضعين هي المفتاح لمكان تنافسي للولايات المتحدة في السوق الهجينة. بدلاً من بطارية التخزين الكبيرة الموجودة في السيارات الهجينة التقليدية ، تستخدم السيارات الهجينة ذات الوضعين بطاريات أصغر ومحركين كهربائيين موجودين داخل ناقل حركة أوتوماتيكي مع مجموعتين من التروس - أحدهما لمحرك ICE والآخر لتضخيم قوة المحركات الكهربائية. يمكن أن يعمل ناقل الحركة كإرسال متغير باستمرار أيضًا. في وضع واحد ، عند السرعات المنخفضة ، يمكن للمركبة أن تعمل بمحرك كهربائي واحد أو كلاهما ، مع أو بدون محرك ICE ، أو على ICE وحده. في السرعات الأعلى ، يبدأ الوضع الثاني ، ويعمل محرك ICE بشكل مستمر بنسب تروس أعلى.

هجين ثنائي الوضع.