كيف يعمل محرك الهايبرد؟ مسارات الطاقة في السيارة الهجينة

الخلاصة السريعة

يعمل نظام الهايبرد بتكامل محرك احتراق داخلي ومحرك كهربائي أو أكثر يستمد الطاقة من بطارية. يختلف اتصال مصادر القدرة بالعجلات بحسب التصميم. [1][2]

• تخزن بطارية الجر الطاقة، وينظم متحكم إلكترونيات القدرة تدفق الكهرباء إلى المحرك؛ ينقل ناقل الحركة القدرة الميكانيكية إلى العجلات. [1]
• في التوازي يتصل المحركان بالعجلات ميكانيكيًا؛ في التوالي يكون الدفع الكهربائي هو المسار المباشر. [2]
• عند الكبح يمكن استعمال المحرك الكهربائي مولدًا لتخزين طاقة مستردة في البطارية. [1][2]
• HEV يشحن بالمحرك والكبح؛ PHEV يقبل أيضًا الشحن من مصدر خارجي. [2][3]
• الهجين الخفيف لا يدفع بالكهرباء وحدها؛ الهجين الكامل قادر على دفع كهربائي لمسافات قصيرة وبسرعات منخفضة في الوصف العام للمصدر. [2]
• استفادة PHEV من الكهرباء تتأثر بالمسافة بين الشحنات وكيفية استعماله، وقد يجمع التصميم وضعي التوالي والتوازي. [3]

محرك الهايبرد اسم لنظام متكامل

تخزن بطارية الجر الطاقة، وينظم متحكم إلكترونيات القدرة تدفق الكهرباء إلى المحرك. [1]

ينقل ناقل الحركة القدرة الميكانيكية من المحرك أو المحركات إلى العجلات. [1]

بهذا نفصل ثلاثة أدوار: تخزين الطاقة، وتنظيم انتقالها، وإنتاج الدفع. لا يكفي رسم بطارية بجانب محرك وقود ليشرح كيف يرتبطان بالعجلات. [1]

التوالي والتوازي: أين يمر الدفع؟

في التوازي يتصل المحركان بالعجلات ميكانيكيًا؛ في التوالي يكون الدفع الكهربائي هو المسار المباشر. [2]

يمكن لمحرك الاحتراق في تصميم التوالي أن يولد الكهرباء، بدل أن يكون اتصاله بالعجلات مسار الدفع المباشر. بعض PHEV يجمع وضعي التوالي والتوازي بحسب ظروف القيادة. [3]

في مثالنا الرمزي هناك محطة اسمها «العجلات». يصل إليها مساران في لوحة التوازي، بينما يمر المسار في لوحة التوالي عبر «المولد» ثم «المحرك الكهربائي». اختلاف عدد الأسهم يشرح ترتيبًا؛ لا يمثل قدرة حصانية أو سرعة سيارة.

الكبح يعيد جزءًا من مسار الطاقة

عند الكبح يمكن استعمال المحرك الكهربائي مولدًا لتخزين طاقة مستردة في البطارية. [1][2]

في سيناريو الرسم تصل الطاقة من البطارية إلى المحرك أثناء الدفع. وعند الاسترداد يتجه المسار من حركة العجلات إلى المولد والبطارية. لا نحدد في السيناريو كمية الاسترداد أو نفترض عودة كل طاقة الحركة؛ نعرض اختلاف الاتجاه والوظيفة.

هل كل هايبرد يوصل بشاحن؟

HEV يشحن بالمحرك والكبح؛ PHEV يقبل أيضًا الشحن من مصدر خارجي. [2][3]

استفادة PHEV من الكهرباء تتأثر بالمسافة بين الشحنات وكيفية استعماله. [3]

التوازي يصف مسار الدفع؛ قابلية الشحن تصف تغذية البطارية خارجيًا. نحتاج المعلومتين لوصف النظام. [2][3]

الخفيف والكامل ليسا وضعًا واحدًا

الهجين الخفيف لا يدفع بالكهرباء وحدها؛ الهجين الكامل قادر على دفع كهربائي لمسافات قصيرة وبسرعات منخفضة في الوصف العام للمصدر. [2]

تسمية «هجين» بداية لفهم النظام، لكنها لا تعطي وحدها مسافة كهربائية أو استهلاكًا أو أداءً لطراز معين. يفسر المقال مسارات القدرة الأساسية، أما خصائص سيارة بعينها فتحددها مواصفاتها.