up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله خودروهاي هيبريدي PDF
QR code - خودروهاي هيبريدي

خودروهاي هيبريدي

خودروهاي هيبريدي معمولا تلفيقي از موتور احتراق داخلي خودروهاي متداول با باتري و موتور الکتريکي يک خودرو الکتريکي هستند . اين تلفيق انتشارات ( گازهاي خوروجي ) اندک همراه با توان ، برد عملياتي و سوخت مصرفي مناسب خودروهاي معمول ( گازوئسل وبنزين) را عرضه مي کند و اين خودروها هرگز نياز به اتصال به برق ندارند.
اين انعطاف پذيري ذاتي خودروهاي هيبريدي آنها را براي ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصي مناسب کرده است خودرو هاي هيبريدي مي توانند سرعت و مسافت بيشتري نسبت به انواعي كه موتورهاي درون ساز دارند داشته باشند، با اين حسن بزرگ كه شارژباتري هايش هرگز تمام نمي شود بازدهي اين خودروهابسيار بالا بوده و ميزان توليد آلودگي شان كاهش يافته است. به همين دليل بسياري از كارخانه ها از سال ۱۹۹۹ توليد خودروهاي هيبريدي را به صورت انبوه آغاز كرده اند.
خودروهاي هيبريدي
خودروهاي هيبريدي معمولا تلفيقي از موتور احتراق داخلي خودروهاي متداول با باتري و موتور الکتريکي يک خودرو الکتريکي هستند . اين تلفيق انتشارات ( گازهاي خوروجي ) اندک همراه با توان ، برد عملياتي و سوخت مصرفي مناسب خودروهاي معمول ( گازوئسل وبنزين) را عرضه مي کند و اين خودروها هرگز نياز به اتصال به برق ندارند.
اين انعطاف پذيري ذاتي خودروهاي هيبريدي آنها را براي ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصي مناسب کرده است خودرو هاي هيبريدي مي توانند سرعت و مسافت بيشتري نسبت به انواعي كه موتورهاي درون ساز دارند داشته باشند، با اين حسن بزرگ كه شارژباتري هايش هرگز تمام نمي شود بازدهي اين خودروهابسيار بالا بوده و ميزان توليد آلودگي شان كاهش يافته است. به همين دليل بسياري از كارخانه ها از سال ۱۹۹۹ توليد خودروهاي هيبريدي را به صورت انبوه آغاز كرده اند.
● تاريخچه خودروي هيبريدي
يك مهندس آمريكائي به نام H.Piper در ۲۳ نوامبر ۱۹۰۵ يك ماشين هيبريدي ساخت كه قادر بود در طي ۱۰ ثانيه تا ۲۵ مايل شتاب بگيرد. موتور اين خودرو تركيبي از موتور بنزيني و موتور الكتريكي بود كه امروزه به عنوان موتور هيبريدي شناخته ميشود. Piper در سه سال و نيم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پيشرفت سريع موتورهاي احتراق داخلي با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنين قابليت استارت بدون هندل آنها و از همه مهمتر پايين بودن قيمت سوختهاي فسيلي و مطرح نبودن آلودگي محيط زيست، سبب عدم توجه به اين نوع خودروها شد.
در پي بحرانهاي نفتي سالهاي ۱۹۷۰ دوباره اين خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولي تا سال ۱۹۹۰ که كار اصولي با مشاركت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمريكا آغاز گرديد، اين خودروها به طور جدي پيگيري نشدند.
امروزه خودروهاي هيبريدي مورد توجه كمپانيهاي بزرگ جهان قرار گرفته اند كه از آن جمله ميتوان به شركتهايي مانند: تويوتا، هندا، ميتسوبيشي، فورد، فيات، جنرال موتورز، دايملر كرايسلر، نيسان و پژو و ... اشاره نمود. توفيق اين محصولات به حدي چشمگير بوده كه از دسامبر سال ۱۹۹۷ تا ابتداي سال ۲۰۰۰ بيش از چهل هزار محصول پريوس كمپاني تويوتا به فروش رسيده است.
خودروهاي هيبريدي به وسيله دو منبع انرژي – يک واحد تبديل انرژي (همچون يک موتور احتراق يا پيل سوختي) و يک وسيله ذخيره انرژي (هم چون باتري هل يا فرا خازن ها)- توان مي گيرند . واحد تبديل انرژي امکان قدرت گرفتن از بنزين ، متانول ، گاز طبيعي فشرده ، هيدروژن يا سوخت هاي جانشين ديگر را دارد. خودروهاي هيبريدي اين پتانسيل را دارنئ که ۲ تا ۳ برابر راندمان بالاتري نسبت به خودروهاي متداول داشته باشند.
خودروهاي هيبريدي مي توانند داراي طراحي موازي طراحي سري يا ترکيبي از هر دو باشند. در يک طراحي موازي ، واحد تبديل انرژي و سيستم محرکه الکتريکي مستقيما به چرخ هاي خودرو مرتبط شده اند. موتور اصلي براي رانندگي در بزرگراه ها استفاده مي شود ، موتور الکتريکي توان اضافي را هنگام پيمودن سر بالايي ها ، شتاب گرفتن و مواقع ديگر که توان بالاي خودرو نياز باشد فراهم مي آورد.در يک طراحي سري ، موتور اصلي به يک ژنراتور توليد کننده الکترسيته مرتبط است .
الکتريسيته باتري هايي را شارژ مي کند که موتور الکتريکي را که به چرخ ها توان مي دهد به کار مي اندازد. بر خلاف خودروهاي الکتريکي ، خودروهاي هيبريدي نيازي به اتصال به برق شهر ندارند. در عوض آنها با ترمز واکنشي يا ژنراتور شارژ مي شوند.
● اجزاء خودروهاي هيبريدي
خودروهاي هيبريدي يک ترکيب بهينه از اجزاي مختلف هستند.يک نمونه خودرو هيبريدي را دياگرام بالا مي بينيد.
▪ کنترل کننده ها موتور کشنده الکتريکي
سيستم هاي ذخيره کننده انرژي الکتريکي ، همچون باتري ها و فراخازن ها واحد توان هيبريدي همچون موتور احتراق جرقه اي ، موتورهاي انژکتور مستقيم احتراق تراکمي (ديزل) توربين هاي گازي و پيل هاي سوختي سيستم هاي سوخت رساني براي واحد توان هيبريدي جعبه دنده (گيربکس) براي کمک به گازهاي خروجي و بهبود کارايي هاي خودرو ، اجزاء وسيستم هاي زير بواسطه تحقيق و توسعه اصلاح شدند :
سيستم هاي کنترل گازهاي خارجي
مديريت انرژي وکنترل سيستم ها
مديريت حرارتي اجزاء
وزن پايين وايرو ديناميک بدنه شاسي
مقاومت غلطشي پايين (شامل طراحي بدنه وتايرها )
کاهش بار لوازم اضافي
▪ کنترل کننده ها موتورهاي هيبريدي
موتورهاي کارگران پر کار سيستمهاي راننده خودروهاي هيبريدي هستند ، يک موتور کشنده الکتريکي ، انرژي الکتريکي واحد ذخيره انرژي را به انرژي مکانيکي که چرخ هاي خودرو را به حرکت در مي آورد.بر خلاف خودروهاي معمول که براي بدست آوردن گشتاور کامل ، موتور بايد سرعت بگيرد موتور الکتريکي گشتاور کامل رادر سرعت هاي پايين نيز فراهم مي کند. همين مشخصه شتاب غير خطي عالي به خودرو مي دهد .
مشخصه هاي مهم موتور خودروي هيبريدي شامل کنترل خوب رانندگي با خطاي مجاز صداي کم وراندمان بالا مي باشد. مشخصه هاي ديگر شامل انعطاف پذيري مربوط به نوسان ولتاژ و البته قابل قبول بودن قيمت توليد انبوه مي شود. تکنولوژي موتور جلو برنده براي کاربردهاي خودروي هيبريدي شامل آهنرباي دائمي ، القاي جريان متناوب و موتورهاي مقاومت مغناطيسي متغيير مي باشد.
▪ باتري خودرو هيبريدي
باتري ها يک از اجزاي ضروري خودروخهاي هيبريدي هستند . گر چه تعداد کمي از توليدات خودروهاي هيبريدي با باتريهاي پيشرفته در بازار عرضه شده اند اما هيچ کدام از باتري هاي رايج يک ترکيب قابل قبول اقتصادي از توان ، راندمان انرژي و طول عمر را براي حجم بالاي توليد خودرو ارائه نداده اند.
ويژگيهاي مطلوب باتريهاي با توان بالا براي کاربردهاي خودروهاي هيبريدي شامل اين موارد است : پيک و توان مخصوص تکانه بالا ، انرژي مخصوص بالاي توان تکانه ، پذيرش شارژ بالا براي بيشينه کردن بهره بري ترمز واکنشي و طول عمر طولاني . روش ها و طراحي هاي در حال توسعه براي هماهنگي مجموعه به صورت الکتريکي و حرارتي ، روشهاي دقيق در حال پيشرفت براي تعيين وضع شارژ باتري ، باتريهاي بادوام در حال پيشرفت و قابليت بازاريابي ، چالش هاي تکنيکي ديگر هستند.
▪ فراخازن هاي خودروهاي هيبريدي
فراخازنها انرژي مخصوص بالاتري دارند و نوع قويتري از خازن هاي الکتروليتي هستند که انرژي را به عنوان شارژ الکتريسته ساکن ذخيره مي کنند. فراخازنها سيسمتهاي الکتروشيميايي هستند که انرژي را در لايه اي از مايع قطبيده شده در سطح مشترک مابين يک الکتروليت رساناي يوني و يک الکترود رسانا ذخيره مي کنند .
ظرفيت ذخيره انرژي با افزايش مساحت سطح مشترک افزايش مي يابد. فراخازنها به عنوان اولين ابزار براي کمک به توان موتور در شتاب گيري و سر بالايي رفتن هستند که به هملن خوبي بازيافت انرژي ترمزگسترش پيداکرده اند فراخازنها به صورت بالقوه به عنوان دومين شيوه ذخيره انرژي در خودروهاي هيبريدي ، براي تامين توان بار گذاري باتري هاي شيميايي سودمندند. الکتريسيته اضافي براي ثابت نگه داشتن ولتاژ در مواقعي که چگالي انرژي پايين است مورد نياز است.
▪ پيل هاي سوختي خودروهاي هيبريدي
پيل هاي سوختي به واسطه يک واکنش الکتروشيميايي که هيدروژن را با اکسيژن در هواي محيط ترکيب مي کند ، الکتريسيته توليد مي کنند.هيدروژن خالص يا هر سوخت فسيلي ديگري که اصلاح شده باشد مي تواند براي توليد گاز هيدروژن مورد استفاده قرار گيرد. متانول يک انتخاب معمول براي سوخت است.
تنها گاز خروجي پيل سوختي بخار آب است که توان بالقوه آن را به عنوان تميزترين واحد توان هيبريدي مي رساند. راندمان ، صداي کم ، قابليت اطمينان و راندمان تبديل انرژي تا ۵۰% پيش بيني شده پيلل هاي سوختي ، نشان مي دهد که به طور نسبه مشخصه هاي خودروي هيبريدي در قياس با راندمان ۲۰-۲۵ درصد موتورهاي بنزيني احتراق داخلي مناسب تر هستند.
▪ انتشارات پايين و راندمان بالا
تفاوت در گازهاي خروجي خودروهاي الکتريکي هيبريدي بستگي به خودرو و پيکر بندي اجزا آن دارد. ولي به طور کلي خودروهاي هيبريدي گازهاي خروجي کمتري نسبت به خودروهاي معمولي دارند چرا که در موتور اين خودروها يک موتور الکتريکي به همراه يک موتور احتراق داخلي دارد و موتور الکتريکي در بسياري از مواقع جبران کننده موتور احتراق داخلي است بنابراين مصرف سوخت و گازهاي خروجي کاهش مي يابد ، در ضمن اين خودروها قادرند فقط با موتورالکتريکي کار کنند که باعث کاهش آلودگي مي شود.هيبريدهابه سادگي کار کرد موتور را کنترل مي کنند و اين عمل خورو را داراي راندمان بيشتر و آلودگي کمتر مي کند.
● مقايسه عملکردي خودروهاي برقي خالص و خودروهاي هايبريد
خودروهاي برقي گرچه به عنوان اولين راهکار براي کاهش ميزان آلودگي معرفي گرديده اند اما به علت آنکه در سيکلهاي رانشي طولاني با مشکل ر وبرو مي شوند از اينرو حضور موفقي نداشته اند و در حقيقت با شکست مواجه گرديده اند .
ايده خودروهاي هايبريد به علت استفاده از دو منبع انرژي در توليد سيستم محرکه رانشي نه تنها مشکل آلودگ ي و مصرف خودروهاي هايبريد به علت استفاده از دو منبع انرژي در توليد سيستم محرکه رانشي نه تنها مشکل آلودگ ي و مصرف سوخت را به حداقل رسانده است بلکه مشکلات ناشي از خودروهاي برقي خالص را حل نموده است .واين مزيت خودروهاي هايبريد برقي نسبت به خودروهاي برقي خالص مي باشد.

خودروهاي سواري از لحاظ طرح بدنه به انواع زير دسته بندي ميگردند: ۱) ميکرو کار (MICRO CAR BUBBLE CAR AUTOETTE): اين قبيل خودروها در مرز ميان موتور سيکلت ...

پيشرفت تکنولوژي در مسير صدساله تاريخ صنعت خودروسازي باعث شده است هر ساله شاهد توليد اتوموبيل هايي با کيفيت بهتر و مصرف پائين تر سوخت باشيم، اما در تما ...

خودروهاي امروزي گونه هاي در معرض خطر انقراض نسلي از خودروها هستند که شايد به زودي تنها تصاوير آنها را در کتب و مجلات مشاهده کنيم! اين حقيقتي تلخ و توا ...

امروزه با توجه به آلودگي هاي ناشي از خودروها و محدوديت هاي سوخت فسيلي، کارخانه هاي خودروسازي گام مهمي در مقابله با اين امر برداشته اند که از جمله آنها ...

امروزه با توجه به آلودگيهاي ناشي از خودروها و محدوديتهاي سوخت فسيلي، کارخانههاي خودروسازي گام مهمي در مقابله با اين امر برداشتهاند که از جمله آنها مي ...

هدف از ارائه اين مقاله، ترسيم چشم­اندازي براي آينده مصرف سوخت­هاي پايه نفتي و جلوگيري از انتشار آلاينده­هاي ناشي از آن است. سياست­ها و راه­حل­هاي مختل ...

حفظ محيط زيست امروزه به صورت يك مسئله اساسي در آمده است به طوري كه رعايت استاندارهاي آن در بسياري از كشورها اجباري شده است . اگر چه اين مطالب براي كشو ...

خودروهاي اسپورت واقعي، خودروهايي هستند كه به گيربكس دستي مجهز باشند». اين ديدگاه علاقه مندان به رانندگي در سرتاسر جهان، مشكل بزرگ پيش پاي شركت آستون م ...

دانلود نسخه PDF - خودروهاي هيبريدي