hybrid

خودروی هیبرید چیست؟

 

با سلام
در نوشتار زیر خودروی هیبرید بصورت جامع و کاملا علمی معرفی شده است

 

  1. مقدمه

در دنيای امروز ، موضوع مصرف سوخت وانرژی ، يكی از موضوعات مهم و بحث های داغ است . سالهاست که مصرف سوخت های جايگزين به جای سوخت های فسيلی در انواع وسايل و مصرف کننده های انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. اتومبيل ها نيز به عنوان يکی از مصرف کننده های عمده سوخت و انرژی از اين موضوع ، مستثنی نيستند. طراحی و ساخت قطعات صنعتی و ماشین آلات صنعتی گوناگون دارای پشتوانه دانش و تجربه می باشد

در چند سال اخير خودروهايی ساخته شده اند که از انرژی های جايگزين مانند انرژی خورشيدی ، انرژی الکتريکی ، هيدروژن ، گاز مايع ( LPG   ) و گاز طبيعی ( CNG   ) به جای بنزين استفاده می کنند. همچنين خودروهايی توليد شده اند که از ترکيب دو نوع از اين انرژی ها استفاده می کنند ؛ به اين خودروها ، خودروی هيبريدی ( Hybrid Car) می گويند.

پيشرفت­هايي که در رابطه با خودروهاي با موتور احتراق داخلي (IEC) صورت گرفته است، به خصوص اتومبيلها، يکي از بزرگترين دستاوردهاي تکنولوژي مدرن است. اما، تعداد بسيار زياد  اتومبيلها که در اقصي نقاط دنيا وجود دارند باعث شده­اند که به صورت ادامه داري خطرات بسيار اساسي و جدي را براي محيط زندگي بشر بوجود آورند.

مشکلات نگران کننده عبارت­اند از :

  • آلودگي هوا
  • اعلام خطر سراسري
  • کاهش سريع منابع نفتي

 

در قسمت زیر سرفصل های عناوین این نوشتار را ملاحظه می کنید

  1.  ظهور استراتژيهاي مربوط به خودروهاي نسل بعد
  2.  فوايدخودرو الکتريکي هيبريد
  3. تاریخچه خودرو الكتريكي هيبريد
  4. ساختارهاي مختلف خودروي هيبريد:
  5. کنترل جریان قدرت در خودروهای هیبریدی
  6. ناحیه کارکرد بهینه موتور احتراق داخلی
  7. سطح شارژ مناسب باتری ( یا ابر خازن )
  8. استراتژی کنترل در خودروهای هیبرید سری :
  9. استراتژی کنترل در خودروهای هیبرید موازی :
  10. استراتژی کنترل در خودروهای هیبرید موازی- سری
  11. توجیه اقتصادی ساخت خودروهای هیبریدی :
  12. مراجع :

 

فایل اصلی در ۳۵ صفحه تهیه شده است و مناسب برای دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد و فعالین در این حوزه می باشد

%d9%be%d8%b1%d9%88%da%98%d9%87-%d9%87%db%8c%d8%a8%d8%b1%db%8c%d8%af

 

 

 

 

 

 

 

 

    ۱-مقدمه

در دنيای امروز ، موضوع مصرف سوخت وانرژی ، يكی از موضوعات مهم و بحث های داغ است . سالهاست که مصرف سوخت های جايگزين به جای سوخت های فسيلی در انواع وسايل و مصرف کننده های انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. اتومبيل ها نيز به عنوان يکی از مصرف کننده های عمده سوخت و انرژی از اين موضوع ، مستثنی نيستند.

در چند سال اخير خودروهايی ساخته شده اند که از انرژی های جايگزين مانند انرژی خورشيدی ، انرژی الکتريکی ، هيدروژن ، گاز مايع ( LPG   ) و گاز طبيعی ( CNG   ) به جای بنزين استفاده می کنند. همچنين خودروهايی توليد شده اند که از ترکيب دو نوع از اين انرژی ها استفاده می کنند ؛ به اين خودروها ، خودروی هيبريدی ( Hybrid Car) می گويند.

پيشرفت­هايي که در رابطه با خودروهاي با موتور احتراق داخلي (IEC) صورت گرفته است، به خصوص اتومبيلها، يکي از بزرگترين دستاوردهاي تکنولوژي مدرن است. اما، تعداد بسيار زياد  اتومبيلها که در اقصي نقاط دنيا وجود دارند باعث شده­اند که به صورت ادامه داري خطرات بسيار اساسي و جدي را براي محيط زندگي بشر بوجود آورند.

مشکلات نگران کننده عبارت­اند از :

  • آلودگي هوا
  • اعلام خطر سراسري
  • کاهش سريع منابع نفتي

۲-ظهور استراتژيهاي مربوط به خودروهاي نسل بعد

به دليل مشکلات بحث شده در قسمت قبلي فعالان تحقيق و توسعه در زمينه سيستم­هاي حمل و نقل، به پيشرفت خودروها به سمت خصوصياتي همچون بازدهي بالا، پاک و مطمئن انديشيدند. خودروي الکتريکي(EV)، خودروي الکتريکي هيبريد(HEV)  و خودروي پيل سوختي به عنوان نمونه­هاي جايگزين براي خودروهاي مرسوم و مورد استفاده  پيشنهاد شده اند.

 

۱

شکل(الف) سناريوي مصرف سوخت را به صورت متراکم و تعميم يافته براي استراتژيهاي پيشرفته نمايش مي­دهد.

شکل ‏الف- مقايسه مصرف سوخت به صورت متراکم و تعميم يافته براي استراتژيهاي پيشرفته

(منبع:Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles’ © ۲۰۰۵ by CRC Press LLC Mehrdad Ehsani, Texas A&M University, Yimin Gao, Texas A&M University, Sebastien E. Gay,Ali Emadi  )

 

منحني a   نمايش دهنده مصرف سوخت ساليانه براي خودروهاي موجود است. فرض شده است که نرخ رشد ساليانه ۳/۱% بوده است. اين نرخ رشد ساليانه براي تمام خودروها در نظر گرفته شده است. منحني b بيان کننده استراتژي توسعه يافته در جايي است که خودروهاي مرسوم به تدريج با خودروهاي هيبريد در مدت ۲۰ سال اول جايگزين مي­شوند. و در ۲۰ سال بعدي تمام خودروها، خودروي هيبريد شده­اند. در اين استراتژي فرض شده است که خودروي هيبريد ۲۵% بازده­ بالاتري نسبت به خودروهاي مرسوم دارند(۲۵%  مصرف سوخت کمتر). منحني c بيان کننده استراتژي به صورتي است که در عرض ۲۰ سال اول، خودروهاي پيل سوختي در يک مرحلة در حال رشد باشند و همزمان با آن خودروهاي مرسوم وارد بازار شوند، شروع از ۲۰ سال و تماماً پيل سوختي شده در نقطه ۴۰ سال.

 

 

در اين استراتژي فرض شده است که خودروهای پیل سوختی  ۵۰ % درصد سوخت کمتري  نسبت به خودروي مرسوم مصرف می کنند. منحني  d بيان کننده استراتژي است که در ۲۰ سال اول  خودروها هيبريد شوند و در ۲۰ سال دوم خودروها پيل سوختي خواهند شد.

گرچه خودرهاي پيل سوختي نسبت به خودرو هيبريد داراي بازده بالاتري هستند، روي هم رفته مصرف سوخت به وسيله استراتژیd  (خودرو هیبریدی در ۲۰ سال اول و پيل سوختي در ۲۰ سال دوم) ، به دليل اثر زمان داراي بازده بالاتري نسبت به استراتژي­هاي   b (خودرو هيبريد در ۲۰سال اول) در مدت ۴۰ سال است.

از شکل(۱) روشن است که استراتژي­  d (هيبريد در ۲۰ سال اول و پيل سوختي در ۲۰ سال دوم) بهترين مي­باشد.

۳-فوايدخودرو الکتريکي هيبريد

جاي تعجب است که به سمت ساخت اين چنين ماشين­هاي پيچيده مي­رويم، در حالی که اکثر مردم کاملا از خودروهاي با موتورهاي بنزيني راضي هستند. هدف دو چيز است، کاهش خروجي­هاي اگزور خودرو و بهبود مقدار کارکرد خودرو. اين اهداف به سختي به هم وابسته­اند.

اجازه بدهيد يک مثال از استانداردهاي انتشاراتي کاليفرنيا بزنيم، كه بيان مي­کند از هر کدام از انواع آلودگي های موجود در ماشين چه اندازه اجازه دارد از خوردو خارج شود. ميزان آن معمولا با گرم بر مايل (g/mi) سنجيده مي­شود. براي مثال استاندارد خودروهاي با آلودگي پائين (LEV) اجازه مي دهد کهg/mi 3.4 از منواكسيد كربن جزء خروجي باشد.

كليد موجود در اينجا اين است كه مقدار آلودگي اجازه داده شده به مقدار مسافت طي شده توسط خودرو وابسته نيست. اما يك خودرو كه ۲ برابر سوخت براي پيمودن يك مايل مصرف مي­كند تقريباً دو برابر آلودگي توليد خواهد كرد. كه اين آلودگي بايد توسط تجهيزات كنترل خروجي خودرو كه بر روي موتور قرار داده مي­شود، برطرف گردد. بنابراين كاهش مصرف سوختِ خودرو يكي از مهمترين راههاي كاهشِ آلودگي و انتشار آن است. همانطور كه گفته شد دي اكسيد كربن (CO2) يكي ديگر از انواع آلودگي است كه توسط خودرو توليد مي­شود. براي اعلام خطر جهاني از آنجایي كه تنظيم نشده است، يك خودرو وسيله­اي براي برطرف كردن CO2 از لوله اگزوز ماشين ندارد. يك خودرو كه دو برابر سوخت مصرف مي­كند دو برابر CO2 تولید مي­كند و به اتمسفر تخلیه مي­كند.

 

 

شکل ب- توزيع دي اكسيدكربن از سال ۱۹۸۰ تا ۱۹۹۰

۴-تاریخچه خودرو الكتريكي هيبريد

بطور شگفت آور، مفهوم خودرو الكتريكي هيبريد از  اتومبيل­هاي موجود بنزيني قديمي­تر است. هدف اوليه، اگر چه، چندان سوخت مصرفي را كاهش نداد، اما منجر  به كمك  به موتور احتراق داخلي (ICE )براي رسيدن به سطح بازدهي بالا تر و قبل قبولي شد.

اولين خودرو هيبريد گزارش شده ، در پاريس در سال ۱۸۹۹ توسط Vendovlli و Priestly Electric Carriage ساخته شد. خودرو ساخته شده در Pieper يك خودروي هيبريد موازي با يك موتور بنزيني خنك شونده با هواي كوچك بود كه توسط يك موتور الكتريكي با باطري­هاي سرب اسيدي كمك مي­شد.

گزارش شده است كه باطري­ها بوسيله  موتور بنزیني و وقتي که خودرو در سرازيري است و يا بدون حركت است شارژ مي­شده­اند. هنگاميكه توان حركتي مورد نياز بيشتر از توان موتور بنزيني است، موتور الكتريكي توان اضافه مورد نياز را تأمين مي­كند. خودرو الكتريكي هيبريدی ديگری در سال ۱۸۹۹ معرفي شد كه يك خودروي الكتريكي هيبريد سري بود. اين نمونه تجاري بود وتوسط شركت Vendoveli و Priestly ساخته شد.

در سال ۱۹۰۳ در پاريس خودرو هيبريد موازي ديگري توسط Frechman Comille ارائه شد. اين خودرو كه توان خود را از يك باطري ۴۴ سلولی و سربي-اسيدي مي­كشيد، توسط موتور الكلي hp 4.5 شارژ مي­شد. نمونه هاي موازي و سري از سال ۱۹۸۸ تا ۱۹۱۶ ساخته شدند كه در نمونه­هاي آخري ازسیستم ترمز بازیاب استفاده شده است.

يكي از بزرگترين مشكلات خودروهاي مربوطه در دهه­هاي نام برده شده روبرو شدن با طراحي ماشين الكتريكي بود كه از پيچيدگيِ خاصي برخوردار است ودلیل آن عدم پیشرفت  الكترونيك قدرت  بود. ماشينهاي الكتريكي با سوئيچها و مقاومتهاي مكانيكي كنترل مي­شدند. از سال ۱۹۶۰ به بعد بود كه الكترونيك قدرت شروع به رشد كرد.

در سال ۱۹۷۵ دكتر ديكتر وك بر روي خودروهاي هيبريد تحقيق كرد و موفق به ساخت خودرو هيبريد موازي با ادوات الكترونيك قدرت شد،كه در آن از ماشين DC hp 15 با تحريك جداگانه استفاده می شد. نمونه سري آن توسط دكتر ارنست وايكفيلد در سال ۱۹۶۷ ساخته شد. در طي اين سالها خودرو هيبریدي به صورت تجاري ساخته نشد و علاقه­مندي­ها به دليل نگراني­هاي مهم محيط زيست به سمت خودروهاي الكتريكي متمايل شد. تحقيق­ها تا سال ۱۹۸۰ ادامه يافت ولي عملاً از اين سال به بعد به دليل عدم پيشرفت ماشين­هاي الكتريكي و مدرن، مخصوصاً باطري­ها، پيشرفت قابل ملاحظه­اي صورت نگرفت. در سال ۱۹۹۰ بود كه روشن گرديد كه خودرو الكتريكي هرگز به هدف ذخيره انرژي نخواهد رسيد.

 

 

Ford اولين خودروي الكتريكي هيبريد را وارد بازار كرد. يكي از اولين خط توليدهاي خودروي هيبريد توسط دولت امريكا بوجود آمد. پر اهميت­ترين پيشرفت­ها در زمينه خودروي الكتريكي هيبريد و تبديل آن به يك خودروي تجاري توسط كارخانه­هاي ژاپني­ها انجام شد. در سال ۱۹۹۷، تويوتا خودروي Pirus Sedan را در ژاپن عرضه كرد. هوندا هم هيبريدهاي Insight ,Civic را معرفي كرد. اين خودروها اكنون در دسترس هستند. آنها به تركيب عالي از مصرف سوخت توانستند دست يابند.

 

 

 

خودروهیبرید  Pirus Sedan

 

با توجه به اهمیت و پیشرفت سریع انواع خودروهای هیبریدی (الکتریکی-هیدرولیکی-پنوماتیکی-پیل سوختی) در جهان ، هنوز اقدام جدی و مهمی در ایران در  زمینه تجاری سازی و تولید انبوه این خودروها صورت نگرفته است.امید است با ساخت اولین خودرو هیبرید بنزینی- الکتریکی موازی ایران در دانشگاه صنعتی اصفهان گام بلندی در جهت دستيابی ايران به تکنولوژی خودروی هيبريدی که يکی از تکنولوژی های روز جهان است، برداشته شود . گروه آپادانا يک خودروی شهری با مصرف سوخت پايين را به کشور معرفی خواهد کردکه در سالهای آينده با تمرکز و کار بيشتر بر روی آن ، اين شانس را خواهد داشت که به توليد انبوه برسد .

 

 

 

۵-ساختارهاي مختلف خودروي هيبريد:

 

خودروي هيبريد براساس نشر توان به سمت چرخها به دو دسته كلي تقسيم بندي مي شود:

الف- سري

ب- موازي

جالب اين است كه بعد از سال ۲۰۰۰ اين تقسيم بندي به ۴ قسمت تبديل شده است. خودروي هيبريد سري، هيبريد موازي، هيبريد سري-موازي و هيبريد پيچيده كه در شكل نشان داده شده است.

 

 

 

شکل- ۱

 

 

در ساختار سری ، دو منبع انرژی ( باتری و موتور احتراق داخلی ) یک تولید کننده توان ، یعنی موتور الکتریکی را تغذیه می کنند. در واقع خودروی هیبرید سری ، همان خودروی الکتریکی محض است که تعدادی از باتری های آن جای خود را به موتور احتراق داخلی داده است .

در خودروهای هیبرید موازی ، هر دو منبع توان ( موتور الکتریکی و موتور احتراق داخلی ) به طور مستقیم به سیستم انتقال قدرت و چرخها ، متصل هستند .

سیستم هیبرید موازی – سری ، ترکیبی از ویژگی های هر دو سیستم موازی و سری را دارد . البته به تناسب ویژگی های مطلوب آن ، سیستم کنترل آن ، پیچیده است . نکته قابل ذکر در مورد هیبرید های موازی- سری ، این است که با تغییر استراتژی کنترل حرکت در این نوع هیبرید ، می توانیم به سیستم های هیبرید پیچیده که ویژگی های آنها کاملاً مطلوب هستند ، دست یابیم .

در جدول- ۱ ، مقایسه ای بین سیستم های هیبرید مختلف ، صورت گرفته است.

ویژگی هیبرید سری هیبرید موازی هیبری سری- موازی
بازده سوخت در بزرگراه + ++ ++
بازده سوخت در ترافیک شهری ++ + ++
عملکرد با آلایندگی کم ++ + ++
هزینه – – – –
پیچیدگی سیستم – –
سادگی کنترل – –
               ++ : بسیار بهتر از خودروهای متداول.              + : بهتر از خودروهای متداول.

— : بسیار بدتر از خودروهای متداول .         – : بدتر از خودروهای متداول .

 

جدول- ۱

۶-کنترل جریان قدرت در خودروهای هیبریدی

مهمترین بحث در طراحی یک خودروی هیبریدی ، طراحی استراتژی حرکت و سیستم کنترل آن است . بدلیل گوناگونیِ شکل سیستم تولید قدرت در خودروهای هیبریدی ، استراتژی کنترل های مختلفی برای معین کردن چگونگی ورود و خروج جریان قدرت از هر یک از اجزاء موجود در سیستم تولید قدرت ، وجود دارد . این استراتژی های کنترل ، همگی برای دستیابی به تعدادی هدف معین ، طراحی می شوند . این اهداف که در واقع اهداف اساسی ساخت یک خودروی هیبریدی هستند ، عبارتند از :

  1. بهترین مصرف سوخت .
  2. کمترین آلایندگی .
  3. کمترین هزینه ساخت سیستم .
  4. کارایی رانندگی بالا .

بعلاوه برای طراحی سیستم کنترل قدرت در خودروهای هیبریدی ، ملاحظاتی باید در نظر گرفته شوند :

  • نقطه کارکرد بهینه موتور احتراق داخلی : این نقطه بر روی نمودار گشتاور – سرعت موتور احتراق داخلی مشخص می شود و می تواند بیانگر هر یک از نقاط بهترین مصرف سوخت یا کمترین آلایندگی یا هر دوی آنها باشد .
  • خط کارکرد بهینه موتور احتراق داخلی : در مواردی که از موتور احتراق داخلی ، توان های مختلفی طلب می شود ، متناظر با هر مقدار ثابت توان ، یک نقطه کارکرد بهینه داریم که با اتصال این نقاط به هم ، خط کارکرد بهینه موتور احتراق داخلی بدست می آید . در شکل- ۲ این خط را برای یک موتور خاص مشاهده می کنید .

شکل- ۲

 

شکل- ۳

 

  • ناحیه کارکرد بهینه موتور احتراق داخلی : هر موتور احتراق داخلی بر روی نمودار گشتاور – سرعت خود یک ناحیه کارکرد بهینه ( بهترین مصرف سوخت ) دارد که توسط کمپانی سازنده به عنوان ناحیه پیشنهادی برای کارکرد موتور ارائه می شود . در شکلهای ۳ و ۴ ، ناحیه کارکرد موتور احتراق داخلی در خودروهای متداول و خودروهای هیبریدی مشاهده می شود.

 

شکل- ۴

 

  • کمترین ارتعاشات موتور احتراق داخلی : سرعت دورانی موتور باید برای جلوگیری از نوسانات زیاد که در سرعت های بالا ایجاد می شوند ، محدود شود .
  • کمترین سرعت موتور احتراق داخلی : بازده موتور احتراق داخلی در سرعت های پایین ، به شدت افت می کند . بنابراین اگر سرعت موتور از یک مقدار حدی مشخص گذشت ، باید موتور خاموش شود .
  • مدت زمان روشن بودن موتور احتراق داخلی : موتور نباید به طور متناوب خاموش و روشن شود . در غیر این صورت ، مصرف سوخت و آلایندگی خودرو بالا خواهد رفت . باید یک حد مشخص برای کمترین مدت زمان روشن بودن موتور احتراق داخلی تعیین شود .
  • سطح شارژ مناسب باتری ( یا ابر خازن ) : سطح شارژ باتری باید در محدوده مناسبی قرار گیرد به این ترتیب که از یک مقدار حدی بالاتر نرود تا بتواند توان تولید شده در فرایند ترمزگیری بازیاب و همچنین توان تولیدی اضافی در موتور احتراق داخلی را در خود ذخیره کند ؛ بعلاوه از یک مقدار حدی پایین تر نرود تا در هنگام شتاب گیری که خودرو به توان بیشتری نیاز دارد ، بتواند جریان مورد نیاز موتور الکتریکی را تأمین کند .
  • ولتاژ ایمن باتری ( یا ابر خازن ) : در طی شارژ و دشارژ باتری ، ولتاژ ورودی به باتری و یا خروجی از آن تغییر می کند . این تغییر ولتاژ نباید زیاد باشد ، زیرا به باتری ظربه زده و موجب کاهش عمر آن می شود .

 

 

 

۶-استراتژی کنترل در خودروهای هیبرید سری :

در خودروهای هیبرید سری ، بطورکلی استراتژی کنترل برای ۴ مود حرکتی مختلف طراحی می شود . این مودها در شکل- ۵ نشان داده شده اند :

 

 

شکل – ۵

 

 

در مود << a >>  ، موتور احتراق داخلی ( از طریق ژنراتور ) و باتریها ، انرژی الکتریکی لازم را به موتور الکتریکی تحویل می دهند . در مود << b >> ، که بار مقاوم کمی در برابر حرکت خودرو وجود دارد ( حرکت در جاده هایی با شیب صفر یا منفی ) ، توان تولیدی در موتور احتراق داخلی بیشتر از توان مورد نیاز در چرخها است . بنابراین این مقدار اضافی به صورت انرژی الکتریکی در باتری ها ذخیره خواهد شد .  در مود << c >> ، موتور الکتریکی به صورت ژنراتور عمل می کند و انرژی جنبشی موجود در چرخها را به صورت انرژی پتانسیل در باتری ها ذخیره می نماید. در شکل چهارم نحوه شارژ باتری توسط موتور احتراق داخلی نمایش داده شده است .

 

۷-استراتژی کنترل در خودروهای هیبرید موازی :

برای استراتژی خودروهای هیبرید موازی نیز ۴ مود کلی تعریف می شود که در شکل – ۶  مشاهده می کنید :

 

شکل- ۶

 

در مود << a >> ، که خودرو به توان زیادی برای روشن شدن یا شتابگیری نیاز دارد ، موتور الکتریکی و موتور احتراق داخلی هر دو توان تولید می کنند . بطور معمول بین ماکزیمم توان تولیدی توسط موتور الکتریکی و موتور احتراق داخلی در خودروهای موازی ، نسبت ۲۰ به ۸۰ برقرار است . در مود << b >> که خودرو در حرکت نرمال خود به سر می برد ، موتور احتراق داخلی به تنهایی توان مورد نیاز خودرو را تأمین می کند و موتور الکتریکی خاموش است . در مود << c >> که خودرو در حال ترمزگیری است ، موتور الکتریکی به صورت یک ژنراتور عمل می کند و باتری ها را شارژ می نماید . همچنین اگر موتور الکتریکی و موتور احتراق داخلی بر روی یک محور باشند ، در هنگام ترمزگیری ، موتور احتراق داخلی نیز می تواند باتری ها را شارژ کند . خودروی ” هوندا اینسایت ( honda Insight ) ” همچین استراتژی کنترلی را به کار برده است.

 

 

 

 

۷-استراتژی کنترل در خودروهای هیبرید موازی- سری :

این استراتژی شامل ویژگی های هردو سیستم سری و موازی می باشد . سیستم های هیبرید موازی – سری براساس اینکه توان اصلی خودرو را موتور احتراق داخلی تأمین کند یا موتور الکتریکی ، به ۲ دسته تقسیم می شوند . بنابراین در این سیستم ، استراتژی های متعددی می توان تعریف کرد و جای کار زیاد است .  در شکل – ۷ مودهای مختلف حرکتی این سیستم را که ۶ مود می باشند ، مشاهده می کنید :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل – ۷

 

 

در این قسمت شکل های شماتیکی جهت بیان کردن چگونگی جریان قدرت در مود های مختلف حرکتی یک خودروی هیبریدی آورده شده است .

در این شکل ها ، کلاچ سولونوئیدی شماره یک برای کنترل اتصال بین موتور احتراق داخلی و ژنراتور و کلاچ سولونوئیدی شماره دو برای کنترل اتصال بین موتور احتراق داخلی و گیربکس به کار رفته اند . همچنین کلاچ شماره سه برای کنترل اتصال بین موتور احتراق داخلی و کل سیستم و کلاچهای چهار و پنج برای کنترل اتصال بین موتور الکتریکی و کل سیستم استفاده شده اند .

در شکل- ۸ ، موتور احتراق داخلی به تنهایی قدرت لازم برای حرکت را تأمین می کند .

 

 

 

 

شکل – ۸

 

در شکل- ۹ ، توان لازم برای حرکت فقط توسط موتور الکتریکی تأمین می شود .

 

 

شکل – ۹

در شکل- ۱۰ ، موتورهای الکتریکی و احتراق داخلی با هم ، توان مورد نیاز خودرو را برآورده می کنند .

شکل – ۱۰

 

شکل – ۱۱ ، چگونگی شارژ باتری ها توسط حرکت چرخهای خودرو را نشان می دهد . ( ترمز بازیاب )

 

 

شکل – ۱۱

 

 

 

در شکل – ۱۲ ، موتور احتراق داخلی هم توان مورد نیاز خودرو را تأمین می کند و هم باتری ها را شارژ می کند .

شکل – ۱۲

 

 

در شکل – ۱۳ ، موتور الکتریکی توان لازم برای حرکت را فراهم می کند و موتور احتراق داخلی ، باتری ها را شارژ می کند .

شکل – ۱۳

 

 

 

 

 

 

توجیه اقتصادی ساخت خودروهای هیبریدی :

یکی از مهمترین خصوصیات خودروهای هیبریدی ، کاهش مصرف سوخت و در نتیجه کاهش آلایندگی می باشد . در این راستا ، با توجه به لزوم اضافه کردن تجهیزات اضافی به خودروهای معمولیو لحاظ نمودن مواردی مانند هزینه های طراحی ، ساخت و تولید ، قیمت تمام شده این نوع خودروها ، بالا می رود . یکی از سیاست های کاهش قیمت خودروهای هیبریدی ، پایین آوردن ، سود تولیدکنندگان است . در کشورهای صنعتی مانند آمریکا و ژاپن ، دولت یک سری تسهیلات برای تولیدکنندگان و خریداران در نظر گرفته است و در مقابل از آنها می خواهد کهسود خود را کم در نظر بگیرند . همچنین از طرف دیگر ، از نقطه نظر صرفه جویی در مصرف سوخت ، براساس آمارهای بدست آمده در کشورهای صنعتی ، با هیبرید کردن یک خودروی احتراق داخلی ، سالانه ۶۲۵ لیتر در مصرف بنزین صرفه جویی می شود که معادل با ۲۰ درصد قیمت خودروی معمولی احتراق داخلی ، قبل از هیبرید شدن ، می باشد .

در جدول – ۲ تعدادی از خودروهای هیبریدی تولید شده توسط کمپانی های بزرگ تولید کننده خودرو را مشاهده می کنید . همچنین در ادامه لیستی از این خودروها با میزان مصرف سوخت آنها به تفکیک شهر و اتوبان ، آورده شده است .

 

 

جدول – ۲

 

note: mileage figures in are city/highway mpg

 

best overall – Toyota Prius Hybrid 60/51

minicompact – Mini-Cooper 32/40

subcompact – Toyota Yaris 34/40

compact – Honda Civic Hybrid 49/51

midsize – Toyota Prius Hybrid 60/51

large cars – Hyundai Sonata 24/34

small wagon – Honda Fit 31/38

midsize wagon – Ford Focus 27/34

pick-up – Ford Ranger 2wd/Mazda B2300 2wd 24/29

suv – Ford Escape Hybrid 4wd 36/31

minivan – Dodge Caravan 2wd 20/26

 

 

 

 

 

 

 

مراجع :

  1. کتاب خودروهای هیبرید الکتریکی / دکتر محسن اصفهانیان .
  2. “ Overview of power  management in hybrid electric  vehicles /    K.T.chau , Y.S.wong / Department of Electrical  and Electronic Engineering , The University of Hong Kong / 2001 .
  3. گزارش سمینار ” خودروهای الکتریکی و هیبرید اکتریکی ” / علیرضا پورامین ، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی برق ، دانشگاه صنعتی اصفهان .
  4. گزارش “Vehicles Work ? How Hybrid Electric ” / Rosalind Takata ,  ,دانشجوی دانشگاه MIT .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 پاسخ

ارسال یک پاسخ

می خواهید در گفتگو ها شرکت کنید؟
Feel free to contribute!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *