فلسفه خودروی نیمه هیبریدی چیست؟
واقعیت های زیر را در نظر بگیرید:
در شهر های شلوغ مثل تهران و مشهد هر روز صبح و عصر شاهد ترافیک سنگین خودرویی در اتوبانها و خیابانها هستیم. در این ترافیک ها مقداری زیادی سوخت تلف می شود.
در ترافیک، خودرو ها مصرف سوخت بالایی دارند و استهلاک بخشهای محرکه خودرو مانند موتور گیربکس صفحه کلاچ و ترمز نیز بسیار بالاست.
خودرو ها در ترافیک سرعت کمتر از 40 کیلومتر بر ساعت دارند و غالبا با دنده های 1 و 2 حرکت می کنند.
راندمان خودروهای با موتور بنزینی در سرعت های پایین، بسیار کم است زیرا موتور در دور پایین گشتاور کمی دارد. پس برای حرکت اولیه خودرو از حالت سکون لازم است که انرژی زیادی را مصرف کند. اما این خودرو ها در سرعت های متوسط و بالاتر و در حرکت مداوم با سرعت یکنواخت مثلا 80 الی 100 کیلومتر راندمان بهتر و مصرف سوخت پایینی دارند.
اما در سرعت های پایین راندمان خودروهای الکتریکی خوب است به این دلیل که امکان کنترل دور موتور های الکتریکی به صورت دقیق و با کمترین اتلاف وجود دارد به همین دلیل خودروهای الکتریکی شتاب اولیه بالایی دارند. اما به دلیل محدودیت امکان ذخیره سازی انرژی در باتری ها حرکت طولانی مدت خودروهای الکتریکی در سرعت های بالا بسیار هزینه بر است.
حالا تصور کنید خودرویی دارید که تا سرعت کمتر از 40 کیلومتر را با موتور الکتریکی حرکت می کند و سرعت های بالاتر را با خودروی بنزینی حرکت می کند. پس راندمان خوبی خواهد داشت.
رانندگی با این خودرو چگونه است؟
اینگونه تصور کنید که با یک خودروی دنده ای عادی رانندگی می کنید و (مانند خودروهای گاز سوز) کلیدی جهت فعال سازی حالت هیبریدی وجود داشته باشد. وقتی این کلید فعال می شود گیربکس در دنده 1 و 2 جا نمی رود. وقتی گیربکس در حالت خلاص است موتور الکتریکی درگیر است و وقتی پدال گاز را فشار می دهید خودرو با موتور الکتریکی حرکت می کند. پس از رسیدن به سرعت 40 کیلومتر گیربکس را در دنده 3 جا زده و طبق روال عادی رانندگی می کنید. اگر سرعت کم شود و زیر 40 کیلومتر شود با خلاص کردن گیربکس همچنان موتور الکتریکی در گیر است.
تصور کنید برای رانندگی در ترافیک و برای سرعت زیر 40 در حالی که وضعیت دنده روی خلاص است و و بدون نیاز به هیچ تغییری و مانند خودروی اتوماتیک فقط با پدال گاز و ترمز خودرو را هدایت می کنید.
مکانیزم و ساختار این خودرو چگونه است.
- برای خودرو یک موتور الکتریکی در نظر گرفته می شود که بتواند در حداکثر دور خود، وزن خودرو به همراه 2 سرنشین را در شیب 1 درصد با سرعت حداکثر 40 کیلومتر در ساعت حرکت دهد.
- برای خودرو دو پک باتری در نظر گرفته شده به نحوی که ظرفیت هر پک باتری مناسب 15 دقیقه حرکت خودرو با موتور الکتریکی باشد.
- موتور الکتریکی با بلبرینگ یک طرفه به خروجی گیربکس یا ورودی دیفرانسیل کوپل می شود.
- وسیله ای به نام مقسم گاز ساخته می شود که وظیفه آن تقسیم کردن تحریک پدال گاز به دریچه گاز موتور در حالت عادی و جدا کردن تحریک دریچه گاز موتور و انتقال فرمان به درایور موتور الکتریکی در حالت فعال بودن حرکت الکتریکی است
- یک عملگر (اکچویتور) الکتریکی برای محدود کردن ماهک های دسته دنده برای جلوگیری از جا رفتن گیربکس در دنده 1 و 2 در حالت فعال بودن حرکت الکتریکی وجود دارد. (در تصویر درج نشده است)
- یک کلید خاموش و روشن شدن وضعیت حرکت الکتریکی به همراه نشانگر میزان شارژ پک های باتری بر روی داشبورد خودرو نصب می شود که به راننده اجازه روشن و خاموش کردن سیستم را می دهد. همانند آنچه در خودروهای دوگانه سوز داریم. (این کلید و نشانگر نیز در تصویر درج نشده است)
- هر زمان که راننده تشخیص دهد، حرکت با موتور الکتریکی عملکرد مناسبی ندارد مانند زمانی که شیب خیابان زیاد است یا وزن خودرو زیاد است و یا باتری ها شارژ کافی ندارند. با خاموش کردن سیستم، خودرو با حالت عادی قابل استفاده است.
- در حالت فعال بودن حرکت الکتریکی موتور بنزینی خودرو روشن است و با حداقل دور خود (دور درجا) کار می کند. لذا بخش های مختلف خودرو مانند بوستر ترمز و کولر عملکرد عادی خود را دارند.
- پک های باتری به نوبت در حالی که موتور بنزینی روشن است با کمک دینام موتور در حال شارژ شدن هستند.
مزایای خودروی نیمه هیبریدی
- کاهش مصرف سوخت به مقدار قابل توجه در پیمایش های درون شهری بخصوص در ترافیک
- کاهش استهلاک فنی موتور، گیربکس و صفحه کلاچ به مقدار قابل توجه در پیمایش های درون شهری بخصوص در ترافیک
- رانندگی آسان و حتی راحت تر از خودرو های اتوماتیک به مقدار قابل توجه در پیمایش های درون شهری بخصوص در ترافیک
- امکان تبدیل خودرو های موجود داخلی مانند تیبا و پژو 206 دنده دستی به خودروهای نیمه هیبریدی و نیمه اتومات
- هزینه تبدیل معقول خودرو عادی به نیمه هیبریدی در حدود 15 درصد ارزش خودرو
- استفاده از پک های باتری سیلد اسید موجود در بازار به جای باتری های لیتیومی گران قیمت
معایب خودروی نیمه هیبریدی
- نیاز به تغییرات در گیربکس خودرو ها
- نیاز به اعتماد سازی در بازار و مشتریان
- عدم همکاری خودروساز های داخلی
- احتمال ابطال گارانتی خودرو های صفر کیلومتر
- نیاز به مجوز های مختلف و بروکراسی اداری پیچیده
- نیاز به زیرساخت سرمایه بر برای راه اندازی کارگاه تبدیل خودروی عادی به خودروی نیمه هیبریدی