خودرو هیبریدی چیست و چگونه کار می کند؟

خودرو هیبریدی به نوعی از وسایل نقلیه گفته می‌شود که از ترکیب دو یا چند منبع انرژی برای حرکت استفاده می‌کند. معمولاً این خودروها دارای یک موتور احتراقی و یک یا چند موتور الکتریکی هستند که به طور هماهنگ با هم کار می‌کنند. در این مطلب از بلاگ یدکیجات، وبسایت فروش آنلاین قطعات خودروهای خارجی، به بررسی دقیق‌تر خودروهای هیبریدی و اهمیت آن‌ها در ناوگان حمل و نقل می‌پردازیم.

خودرو هیبریدی چیست؟ تعریف و مفهوم

خودروهای هیبریدی، نوعی از وسایل نقلیه هستند که از دو یا چند منبع انرژی برای تامین نیروی محرکه خود استفاده می‌کنند. این منابع انرژی معمولاً شامل یک موتور احتراق داخلی (بنزینی، دیزلی یا …) و یک یا چند موتور الکتریکی می‌شوند.

در واقع، در ماشین هیبریدی، موتور بنزینی و موتور الکتریکی با یکدیگر همکاری می‌کنند تا به طور بهینه نیروی لازم برای حرکت خودرو را فراهم کنند.

مزایای خودرو هیبریدی

در ادامه به بررسی مزایای ماشین هیبریدی می‌پردازیم:

کاهش مصرف سوخت

• استفاده از موتور الکتریکی در سرعت‌های پایین و در هنگام توقف و شروع به حرکت موجب کاهش مصرف سوخت موتور احتراقی می‌شود.
• در برخی مدل‌ها، سیستم بازیابی انرژی ترمز (Regenerative Braking) انرژی تولید شده هنگام ترمزگیری را به باتری‌ها برمی‌گرداند، که این نیز به کاهش مصرف سوخت کمک می‌کند.

کاهش آلودگی زیست‌محیطی

• خودروهای هیبریدی به دلیل استفاده از موتورهای الکتریکی، میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلاینده‌های دیگر را کاهش می‌دهند.
• در حالت‌های تمام الکتریکی، این خودروها هیچ گونه آلودگی تولید نمی‌کنند.

عملکرد بهینه‌تر

• ترکیب موتورهای الکتریکی و احتراقی منجر به بهبود عملکرد و کارایی کلی خودرو می‌شود.
• سیستم‌های مدیریت هوشمند انرژی بهینه‌ترین حالت رانندگی را انتخاب می‌کنند.

کاهش هزینه‌های سوخت

• مصرف کمتر سوخت فسیلی باعث کاهش هزینه‌های جاری مالکین این خودروها می‌شود.

راندمان بالاتر در ترافیک شهری

• در ترافیک‌های سنگین شهری که توقف و حرکت‌های مکرر وجود دارد، ماشین هیبریدی به دلیل استفاده از موتور الکتریکی در سرعت‌های پایین، راندمان بهتری دارند.

معایب خودروهای هیبریدی

یک ماشین هیبریدی مانند تمام ماشین‌ها و دستگاه‌های دیگر، معایبی هم دارد که در ادامه آن‌ها را بررسی می‌کنیم:

هزینه اولیه بالا

• هزینه خرید خودرو هیبریدی معمولاً بیشتر از خودروهای معمولی با موتور احتراقی است، که ممکن است برای برخی خریداران مقرون به صرفه نباشد.

هزینه‌های تعمیر و نگهداری

• سیستم‌های پیچیده‌تر و دوگانه (احتراقی و الکتریکی) ممکن است هزینه‌های تعمیر و نگهداری بالاتری داشته باشند.
• باتری‌های هیبریدی نیاز به تعویض دوره‌ای دارند که هزینه‌بر است.

وزن بیشتر

• باتری‌های اضافی و سیستم‌های دوگانه موجب افزایش وزن خودرو می‌شوند که ممکن است در برخی موارد بر عملکرد تاثیر منفی بگذارد.

محدودیت فضای بار

• به دلیل وجود باتری‌ها و سیستم‌های اضافی، فضای بار در خودروهای هیبریدی ممکن است کمتر از خودروهای معمولی باشد.

پیچیدگی تکنولوژی

• سیستم‌های هیبریدی پیچیده‌تر از سیستم‌های احتراقی ساده هستند که نیاز به آموزش و آگاهی بیشتری برای استفاده و تعمیر دارند.

انواع خودروهای هیبریدی

انواع ماشین هیبریدی به دلیل بهره‌گیری از ترکیب دو منبع انرژی مختلف، یعنی موتور احتراقی و موتور الکتریکی، در انواع مختلفی طراحی و تولید می‌شوند. هر کدام از این انواع دارای ویژگی‌ها و مزایای خاص خود هستند. 3 نوع اصلی خودرو هیبریدی شامل هیبریدی سری، هیبریدی موازی و هیبریدی پلاگین (Plug-in Hybrid) هستند. در ادامه به توضیح هر یک از این انواع می‌پردازیم:

1. خودرو هیبریدی سری (Series Hybrid)

در خودروهای هیبریدی سری، موتور احتراقی به طور مستقیم چرخ‌ها را به حرکت در نمی‌آورد، بلکه برای تولید برق به یک ژنراتور متصل است. این برق تولیدی، موتور الکتریکی را تغذیه می‌کند که وظیفه حرکت دادن چرخ‌ها را بر عهده دارد. به این ترتیب، موتور احتراقی تنها برای تولید انرژی الکتریکی مورد نیاز موتور الکتریکی استفاده می‌شود.

مزایا:

• راندمان بالا در ترافیک شهری و سرعت‌های پایین.
• موتور احتراقی می‌تواند در نقطه‌ای با کارایی بهینه کار کند.

معایب:

• وابستگی کامل به سیستم الکتریکی برای حرکت.
• وزن بالاتر به دلیل نیاز به باتری‌های بزرگ‌تر.

2. خودرو هیبریدی موازی (Parallel Hybrid)

در خودروهای هیبریدی موازی، هر دو موتور احتراقی و الکتریکی به صورت موازی و مستقل می‌توانند چرخ‌ها را به حرکت درآورند. بسته به شرایط رانندگی، یکی از این موتورها یا هر دو می‌توانند فعال باشند. این نوع هیبریدی معمولاً در سرعت‌های بالا از موتور احتراقی و در سرعت‌های پایین و شروع به حرکت از موتور الکتریکی استفاده می‌کند.

مزایا:

• انعطاف‌پذیری بیشتر در استفاده از هر دو منبع انرژی.
• راندمان بالا در سرعت‌های مختلف.

معایب:

• پیچیدگی بیشتر در سیستم‌های انتقال قدرت.
• هزینه‌های بالاتر تعمیر و نگهداری.

3. خودرو هیبریدی پلاگین (Plug-in Hybrid)

خودروهای هیبریدی پلاگین نسخه‌ای پیشرفته‌تر از خودرو هیبریدی هستند که علاوه بر ترکیب موتورهای احتراقی و الکتریکی، قابلیت شارژ باتری‌ها از طریق اتصال به شبکه برق را دارند. این خودروها می‌توانند مسافت بیشتری را با استفاده از نیروی الکتریکی طی کنند و به همین دلیل، مصرف سوخت کمتری دارند.

مزایا:

• قابلیت شارژ از طریق پریز برق خانگی.
• مسافت بیشتری را می‌توانند با نیروی الکتریکی طی کنند.
• کاهش مصرف سوخت فسیلی و آلاینده‌ها.

معایب:

• هزینه بالاتر به دلیل نیاز به باتری‌های بزرگ‌تر و پیچیدگی بیشتر.
• نیاز به زیرساخت‌های شارژ الکتریکی.

نقش موتور احتراق داخلی در ماشین هیبریدی

موتور احتراق داخلی (Internal Combustion Engine) نقش مهمی در خودروهای هیبریدی ایفا می‌کند. این موتور که معمولاً با سوخت‌های فسیلی مانند بنزین یا دیزل کار می‌کند، در ترکیب با موتورهای الکتریکی برای افزایش کارایی و کاهش مصرف سوخت و آلودگی محیط‌زیست به کار گرفته می‌شود. نقش‌های اصلی موتور احتراق داخلی در خودرو هیبریدی به شرح زیر است:

• تولید نیروی محرکه
• شارژ باتری‌ها
• کمک به کاهش مصرف سوخت
• افزایش دامنه حرکتی خودرو
• تأمین توان کمکی در شرایط خاص

نقش موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی

موتور الکتریکی در ماشین هیبریدی نقشی کلیدی در کاهش مصرف سوخت، آلایندگی و ارتقای رانندگی نرم و کم‌صدا ایفا می‌کند.

در این نوع خودروها، موتور الکتریکی با همکاری موتور احتراق داخلی، وظایف مختلفی را بر عهده دارد که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌کنیم:

• تامین نیروی محرکه
• کمک به موتور احتراق داخلی
• بازیابی انرژی ترمز
• حرکت روان و کم‌صدا

انواع باتری‌های خودروهای هیبریدی

انواع باتری‌های ماشین هیبریدی را در ادامه این بخش بررسی کردیم که به انتخاب بهتر شما در هنگام خرید خودرو، کمک می‌کند:

باتری‌های نیکل-فلز هیدرید (NiMH)

• این نوع باتری‌ها یکی از رایج‌ترین انواع باتری‌ها در خودروهای هیبریدی هستند. به دلیل پایداری و قابلیت شارژ و دشارژ مکرر، باتری‌های NiMH انتخاب محبوبی برای خودرو هیبریدی بوده‌اند.
• مزایا: عمر طولانی، پایداری در دماهای مختلف، ایمنی بالا.
• معایب: چگالی انرژی کمتر نسبت به باتری‌های لیتیوم-یون، وزن بیشتر.

باتری‌های لیتیوم-یون (Li-ion)

• باتری‌های لیتیوم-یون به دلیل چگالی انرژی بالا و وزن کمتر، به تدریج جایگزین باتری‌های NiMH در بسیاری از ماشین هیبریدی جدید شده‌اند. این باتری‌ها می‌توانند انرژی بیشتری را در حجم و وزن کمتری ذخیره کنند.
• مزایا: چگالی انرژی بالا، وزن کم، کارایی بهتر.
• معایب: هزینه بالاتر، حساسیت به دماهای بسیار بالا و پایین، نیاز به سیستم‌های مدیریت حرارتی پیشرفته.

باتری‌های لیتیوم-پلیمر (Li-Po)

• این نوع باتری‌ها گونه‌ای از باتری‌های لیتیوم-یون هستند که به جای الکترولیت مایع، از الکترولیت پلیمری استفاده می‌کنند. این باتری‌ها انعطاف‌پذیری بیشتری در طراحی دارند و می‌توانند به اشکال مختلف ساخته شوند.
• مزایا: انعطاف‌پذیری در طراحی، چگالی انرژی بالا.
• معایب: هزینه بالا، نیاز به سیستم‌های مدیریت حرارتی دقیق.

آشنایی با اولین خودروی هیبریدی جهان

اولین خودروهای هیبریدی جهان در سال ۱۹۹۷ توسط کمپانی تویوتا ساخته شدند. این خودرو با نام تویوتا پریوس (Toyota Prius) معرفی شد و به عنوان نخستین خودروی هیبریدی تولید انبوه شناخته می‌شود. تویوتا پریوس با ترکیب یک موتور بنزینی و یک موتور الکتریکی، مصرف سوخت بهینه و آلایندگی کمتری را فراهم می‌کرد و به سرعت به یک نماد در صنعت خودروسازی تبدیل شد. موفقیت پریوس راه را برای توسعه و تولید خودروهای هیبریدی توسط دیگر خودروسازان نیز هموار کرد. اگر شما هم دارای خودروهای هیبریدی از کمپانی تویوتا هستید، می‌توانید لوازم یدکی اورجینال تویوتا را از وبسایت یدکیجات تهیه کنید.

تأثیر خودرو هیبریدی بر محیط زیست

خودروهای هیبریدی به دلیل استفاده از ترکیب مناسبی از موتورهای احتراق داخلی و الکتریکی، تأثیر متفاوتی بر محیط زیست دارند که در مقایسه با خودروهای سنتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

مزایا:

• کاهش مصرف سوخت:

خودروهای هیبریدی با استفاده از موتورهای الکتریکی در شرایط ترافیک شهری و سرعت‌های پایین، مصرف سوخت کمتری دارند که منجر به کاهش انتشار دی‌اکسید کربن (CO2) و آلاینده‌های دیگر شده و در نتیجه به کاهش آلودگی هوا کمک می‌کنند.

• بازیابی انرژی ترمز:

سیستم بازیابی انرژی ترمز در ماشین هیبریدی، انرژی تولید شده در هنگام ترمزگیری را به باتری‌ها بازمی‌گرداند که منجر به صرفه‌جویی در مصرف سوخت و کاهش مصرف انرژی در شهرها می‌شود.

• کاهش نویز و صدا:

موتورهای الکتریکی کمتر از موتورهای احتراق داخلی صدا ایجاد می‌کنند. این مسئله به کاهش آلاینده‌های صوتی شهرها و بهبود کیفیت هوای محیط کمک می‌کند.

• افزایش فناوری و نوآوری:

توسعه خودرو هیبریدی باعث ایجاد فرصت‌های جدید برای تحقیق و توسعه در حوزه فناوری‌های پاک و پایدار شده و تشویق به استفاده بیشتر از انرژی‌های تجدیدپذیر می‌شود.

معایب:

• مصرف منابع در تولید باتری‌ها:

تولید باتری‌های پیشرفته و قابل استفاده در خودروهای هیبریدی نیاز به استفاده از منابع معدنی و انرژی بالا دارد که می‌تواند منجر به آسیب به محیط زیست شود.

• مدیریت پسماند باتری‌ها:

مدیریت و بازیافت باتری‌های ماشین هیبریدی در پایان عمر آن‌ها، نیاز به استراتژی‌های مناسب دارد تا از آلودگی زمین و آب خودداری شود.

• تأثیرات جانبی محیطی:

استفاده از منابع انرژی برای شارژ باتری‌ها و تولید قطعات پیچیده‌تری می‌تواند به گرمایش جهانی، آلاینده‌های هوا و کاهش کیفیت هوای محیط شهری منجر شود.

خلاصه‌ای از تأثیرات مثبت و منفی خودروهیبریدی بر محیط زیست نشان می‌دهد که با توجه به رشد فناوری و توسعه استفاده ازانرژی‌های پاک، این خودروها می‌توانند یک گام مهم در جهت حفظ محیط زیست باشند.

راهنمای خرید خودرو هیبریدی: نکات و توصیه‌ها

اگر به دنبال خرید یک خودروی هیبریدی هستید، باید به نکات مختلفی توجه کنید تا بهترین انتخاب را داشته باشید.

در اینجا به برخی از مهم‌ترین نکاتی که باید در نظر بگیرید اشاره می‌کنیم:

1. نوع سیستم هیبریدی

• سیستم هیبریدی سری: این نوع سیستم برای رانندگی‌های شهری و مسافت‌های کوتاه مناسب است.
• سیستم هیبریدی موازی: این نوع سیستم برای انواع رانندگی‌ها مناسب است و قدرت و شتاب بیشتری را ارائه می‌دهد.
• سیستم هیبریدی پلاگین (PHEV): این نوع سیستم برای رانندگی‌های طولانی‌تر و مسافرت‌های بین‌شهری مناسب است.

2. مصرف سوخت

• مصرف سوخت خودروهای هیبریدی به نوع سیستم هیبریدی، نحوه رانندگی و شرایط ترافیکی بستگی دارد.
• قبل از خرید، مصرف سوخت مدل‌های مختلف را با یکدیگر مقایسه کنید.

3. برد حرکتی

• برد حرکتی خودرو هیبریدی به ظرفیت باتری‌ها بستگی دارد.
• اگر قصد رانندگی‌های طولانی را دارید، به برد حرکتی خودرو توجه کنید.

4. قیمت

• خودروهای هیبریدی گران‌تر از خودروهای بنزینی سنتی هستند.
• قبل از خرید، بودجه خود را تعیین کنید و مدل‌های مختلف را از نظر قیمت با یکدیگر مقایسه کنید.

5. هزینه‌های نگهداری

• هزینه‌های نگهداری خودرو هیبریدی مشابه خودروهای بنزینی است.
• با این حال، باتری‌ها ممکن است هزینه‌های اضافی را در طول زمان به همراه داشته باشند.

6. گارانتی

• گارانتی باتری‌ها را به دقت بررسی کنید.
• برخی از خودروسازان گارانتی‌های طولانی‌مدتی برای باتری‌های خودروهای هیبریدی ارائه می‌دهند.

7. تست رانندگی

• قبل از خرید، حتما تست رانندگی با مدل‌های مختلف انجام دهید.
• این کار به شما کمک می‌کند تا احساس رانندگی با خودرو و عملکرد آن را به طور کامل تجربه کنید.

8. تحقیق و بررسی

• قبل از خرید، تحقیقات لازم را انجام دهید و نظرات و تجربیات سایر رانندگان را مطالعه کنید.
• همچنین می‌توانید از کارشناسان و متخصصان این حوزه مشورت بگیرید.

با در نظر گرفتن این نکات و توصیه‌ها می‌توانید بهترین خودروی هیبریدی را با توجه به نیازها و بودجه خود انتخاب کنید.

سخن پایانی

با توجه به مزایای قابل‌توجهی که خودروهای هیبریدی دارند، انتظار می‌رود استفاده از این خودروها در سال‌های آینده به طور قابل‌توجهی افزایش یابد. پیشرفت‌های تکنولوژی مانند باتری‌های قدرتمندتر و موتورهای الکتریکی کارآمدتر، هیبریدی‌ها را به گزینه‌ای جذاب‌تر و مقرون به صرفه‌تر برای رانندگان تبدیل خواهد کرد.

علاوه بر این، افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی و قوانین سختگیرانه‌تر در مورد آلایندگی خودروها، خودروسازان را به تولید و عرضه بیشتر خودرو هیبریدی ترغیب می‌کند. خودروهای هیبریدی نقشی کلیدی در دستیابی به اهداف جهانی برای کاهش آلایندگی و انتشار گازهای گلخانه‌ای ایفا خواهند کرد.

 

سوالات متداول 

در ادامه بخش انتهایی این مطلب، 3 سوال متداول درباره ماشین هیبریدی را می‌خوانیم:

خودروی هیبریدی چگونه کار می‌کند؟

خودروهای هیبریدی از ترکیب دو نوع موتور، یعنی موتور احتراقی و موتور الکتریکی، برای حرکت استفاده می‌کنند. موتور الکتریکی معمولاً در سرعت‌های پایین و هنگام توقف و حرکت مجدد مورد استفاده قرار می‌گیرد و موتور احتراقی در سرعت‌های بالاتر یا زمانی که به قدرت بیشتری نیاز است، وارد عمل می‌شود. این سیستم به کاهش مصرف سوخت و آلایندگی کمک می‌کند.

مزایای خودرو هیبریدی نسبت به خودروهای سنتی چیست؟

خودروهای هیبریدی مزایای زیادی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به کاهش مصرف سوخت، کاهش آلایندگی هوا، کاهش هزینه‌های سوخت، و کارایی بالا در ترافیک شهری اشاره کرد. همچنین، برخی از ماشین هیبریدی قابلیت استفاده از حالت تمام الکتریکی را برای مسافت‌های کوتاه دارند که می‌تواند هزینه‌های نگهداری را نیز کاهش دهد.

آیا خودروهای هیبریدی به تعمیر و نگهداری بیشتری نیاز دارند؟

به طور کلی، خودرو هیبریدی نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری نسبت به خودروهای سنتی ندارند. اما به دلیل داشتن سیستم‌های پیچیده‌تر و وجود باتری‌های بزرگ‌تر، ممکن است هزینه‌های نگهداری و تعمیرات آن‌ها در برخی موارد بیشتر باشد. با این حال، بسیاری از تولیدکنندگان ماشین هیبریدی ضمانت‌های طولانی‌مدتی برای باتری‌ها و قطعات هیبریدی ارائه می‌دهند که می‌تواند این نگرانی‌ها را کاهش دهد.