تبلیغات
ماشین برقی

بسمه تعالی

تامین و طراحی تجهیزات برقی خودروهای هیبرید و مشاوره انتخاب قطعات و موتور مناسب

1-تامین موتورهای الکتریکی (سفارش از داخل و خارج از کشور و همچنین سفارش ساخت موتورهای خاص)

2- تأمین و طراحی کنترلر سرعت موتور (اینورترهای سه فاز با ولتاژ و فرکانس کاری درخواستی برای موتورهای AC و چاپر جهت کنترل سرعت موتورهای  DC) .

3- تأمین و طراحی مبدل­های الکترونیک قدرت خاص (افزاینده و کاهنده ولتاژ، شارژر،... )


 

جهت دانلود و مشاهدۀ فیلم آموزشی روی لینک مربوطه کلیک کنید:

**************************************************

فیلم آموزشی خودرو هیبرید Toyota_Prius

فیلم آموزشی خودرو هیبرید zap

فیلم آموزشی خودرو هیبرید Electric-car

فیلم آموزشی خودرو هیبرید Hybridfest


جهت دانلود و مشاهدۀ مقالات آموزشی روی لینک مربوطه کلیک کنید:

**************************************************

1- مسابقات مشابه در دنیا 

2- آشنایی با خودروی هیبرید

3- خودروهای آینده - انرژی های نو

4- سوخت هیدروژن

5- هفت فناوری تازه سبز و امیدبخش

6- نگاهی اجمالی به خودروهای الکتریکی

7- مزایای خودروهای الکتریکی نسبت به خودروهای احتراق داخلی

8- بازار خودروهای الکتریکی

9- نگاهی به روندهای آتی وضعیت خودروهای الکتریکی و هیبرید در جهان

10- خودروهای برقی، داستان یک ناکامی

11- خودروهای هیبرید الکتریکی

12- آیا خودروی هیبرید برای کشور ما مناسب است؟

13- خودروهای هیبرید سری

14- خودروهای هیبرید موازی

15- خودروهای هیبرید سری-موازی (ترکیبی)

16- پیش نیازها برای رسیدن به مدل فیزیکی

17- تحلیل چاه تا چرخ برای خودروهای الکتریکی

18- در مورد گروه و کار تیمی

19- مدیریت زمان

20- مدیریت پروژه


خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده است خودرو های هیبریدی می توانند سرعت و مسافت بیشتری نسبت به انواعی كه موتورهای درون ساز دارند داشته باشند، با این حسن بزرگ كه شارژباتری هایش هرگز تمام نمی شود بازدهی این خودروهابسیار بالا بوده و میزان تولید آلودگی شان كاهش یافته است. به همین دلیل بسیاری از كارخانه ها از سال 1999 تولید خودروهای هیبریدی را به صورت انبوه آغاز كرده اند.

خودروهای هیبریدی (Hybrid Vehicles)

خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده است خودرو های هیبریدی می توانند سرعت و مسافت بیشتری نسبت به انواعی كه موتورهای درون ساز دارند داشته باشند، با این حسن بزرگ كه شارژباتری هایش هرگز تمام نمی شود بازدهی این خودروهابسیار بالا بوده و میزان تولید آلودگی شان كاهش یافته است. به همین دلیل بسیاری از كارخانه ها از سال 1999 تولید خودروهای هیبریدی را به صورت انبوه آغاز كرده اند.

تاریخچه خودروی هیبریدی

یك مهندس آمریكائی به نام H.Piper در 23 نوامبر 1905 یك ماشین هیبریدی ساخت كه قادر بود در طی 10 ثانیه تا 25 مایل شتاب بگیرد. موتور این خودرو تركیبی از موتور بنزینی و موتور الكتریكی بود كه امروزه به عنوان موتور هیبریدی شناخته می‌شود. Piper در سه سال و نیم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پیشرفت سریع موتورهای احتراق داخلی با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنین قابلیت استارت بدون هندل آنها  و از همه مهمتر پایین بودن قیمت سوختهای فسیلی و مطرح نبودن آلودگی محیط زیست، سبب عدم توجه به این نوع خودروها شد. در پی بحرانهای نفتی سالهای 1970 دوباره این خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولی تا سال 1990 که كار اصولی با مشاركت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمریكا آغاز گردید، این خودروها به طور جدی پیگیری نشدند.

امروزه خودروهای هیبریدی مورد توجه كمپانیهای بزرگ جهان قرار گرفته اند كه از آن جمله می‌توان به شركتهایی مانند: تویوتا، هندا، میتسوبیشی، فورد، فیات، جنرال موتورز، دایملر كرایسلر، نیسان و پژو و ... اشاره نمود. توفیق این محصولات به حدی چشمگیر بوده كه از دسامبر سال 1997 تا ابتدای سال 2000 بیش از چهل هزار محصول پریوس كمپانی تویوتا به فروش رسیده است.

خودروهای هیبریدی به وسیله دو منبع انرژی – یک واحد تبدیل انرژی (همچون یک موتور احتراق یا پیل سوختی) و یک وسیله ذخیره انرژی (هم چون باتری هل یا فرا خازن ها)- توان می گیرند . واحد تبدیل انرژی امکان قدرت گرفتن از بنزین ، متانول ، گاز طبیعی فشرده ، هیدروژن یا سوخت های جانشین دیگر را دارد. خودروهای هیبریدی این پتانسیل را دارنئ که 2 تا 3 برابر راندمان بالاتری نسبت به خودروهای متداول داشته باشند. خودروهای هیبریدی می توانند دارای طراحی موازی طراحی سری یا ترکیبی از هر دو باشند. در یک طراحی موازی ، واحد تبدیل انرژی و سیستم محرکه الکتریکی مستقیما به چرخ های خودرو مرتبط شده اند. موتور اصلی برای رانندگی در بزرگراه ها استفاده می شود ، موتور الکتریکی توان اضافی را هنگام پیمودن سر بالایی ها ، شتاب گرفتن و مواقع دیگر که توان بالای خودرو نیاز باشد فراهم می آورد.در یک طراحی سری ، موتور اصلی به یک ژنراتور تولید کننده الکترسیته مرتبط است . الکتریسیته باتری هایی را شارژ می کند که موتور الکتریکی را که به چرخ ها توان می دهد به کار می اندازد. بر خلاف خودروهای الکتریکی ، خودروهای هیبریدی نیازی به اتصال به برق شهر ندارند. در عوض آنها با ترمز واکنشی یا ژنراتور شارژ می شوند.

اجزاء خودروهای هیبریدی :

خودروهای هیبریدی یک ترکیب بهینه از اجزای مختلف هستند.یک نمونه خودرو هیبریدی را دیاگرام بالا می بینید.

کنترل کننده ها / موتور کشنده الکتریکی

سیستم های ذخیره کننده انرژی الکتریکی ، همچون باتری ها و فراخازن ها

واحد توان هیبریدی همچون موتور احتراق جرقه ای ، موتورهای انژکتور مستقیم احتراق تراکمی (دیزل) توربین های گازی و پیل های سوختی

سیستم های  سوخت رسانی برای واحد توان هیبریدی

جعبه دنده (گیربکس)

برای کمک به گازهای خروجی و بهبود کارایی های خودرو ، اجزاء وسیستم های زیر بواسطه تحقیق و توسعه اصلاح شدند :

سیستم های کنترل گازهای خارجی

مدیریت انرژی وکنترل سیستم ها

مدیریت حرارتی اجزاء

وزن پایین وایرو دینامیک بدنه / شاسی

مقاومت غلطشی پایین (شامل طراحی بدنه وتایرها )

کاهش بار لوازم اضافی

 

کنترل کننده ها / موتورهای هیبریدی

موتورهای کارگران پر کار سیستمهای راننده  خودروهای هیبریدی هستند ، یک موتور کشنده الکتریکی ، انرژی الکتریکی واحد ذخیره انرژی را به انرژی مکانیکی که چرخ های خودرو را به حرکت در می آورد.بر خلاف خودروهای معمول که برای بدست آوردن گشتاور کامل ، موتور باید سرعت بگیرد موتور الکتریکی گشتاور کامل رادر سرعت های پایین نیز فراهم می کند. همین مشخصه شتاب غیر خطی عالی به خودرو می دهد . مشخصه های مهم موتور خودروی هیبریدی شامل کنترل خوب رانندگی با خطای مجاز صدای کم وراندمان بالا می باشد. مشخصه های دیگر شامل انعطاف پذیری مربوط به  نوسان ولتاژ و البته قابل قبول بودن قیمت تولید انبوه می شود. تکنولوژی موتور جلو برنده برای کاربردهای خودروی هیبریدی شامل آهنربای دائمی ، القای جریان متناوب و موتورهای مقاومت مغناطیسی متغییر می باشد.

باتری خودرو هیبریدی

باتری ها یک از اجزای ضروری خودروخهای هیبریدی هستند . گر چه تعداد کمی از تولیدات خودروهای هیبریدی با باتریهای پیشرفته در بازار عرضه شده اند اما هیچ کدام از باتری های رایج یک ترکیب قابل قبول اقتصادی از توان ، راندمان انرژی و طول عمر را برای حجم بالای تولید خودرو ارائه نداده اند. ویژگیهای مطلوب باتریهای با توان بالا برای کاربردهای خودروهای هیبریدی شامل این موارد است : پیک و توان مخصوص تکانه بالا ، انرژی مخصوص بالای توان تکانه ، پذیرش شارژ بالا برای بیشینه کردن بهره بری ترمز واکنشی و طول عمر طولانی . روش ها و طراحی های در حال توسعه برای هماهنگی مجموعه به صورت الکتریکی و حرارتی ، روشهای دقیق در حال پیشرفت برای تعیین وضع شارژ باتری ، باتریهای بادوام در حال پیشرفت و قابلیت بازاریابی ، چالش های تکنیکی دیگر هستند.

 

فراخازن های خودروهای هیبریدی

فراخازنها انرژی مخصوص بالاتری دارند و نوع قویتری از خازن های الکترولیتی هستند که انرژی را به عنوان شارژ الکتریسته ساکن ذخیره می کنند. فراخازنها سیسمتهای الکتروشیمیایی هستند که انرژی را در لایه ای از مایع قطبیده شده در سطح مشترک مابین یک الکترولیت رسانای یونی و یک الکترود رسانا ذخیره می کنند . ظرفیت ذخیره انرژی با افزایش مساحت سطح مشترک افزایش می یابد. فراخازنها به عنوان اولین ابزار برای کمک به توان موتور در شتاب گیری و سر بالایی رفتن هستند که به هملن خوبی بازیافت انرژی ترمزگسترش پیداکرده اند فراخازنها به صورت بالقوه به عنوان دومین شیوه ذخیره انرژی در خودروهای هیبریدی ، برای تامین توان بار گذاری باتری های شیمیایی سودمندند. الکتریسیته اضافی برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در مواقعی که چگالی انرژی پایین است مورد نیاز است.

پیل های سوختی خودروهای هیبریدی

پیل های سوختی به واسطه یک واکنش الکتروشیمیایی که هیدروژن را با اکسیژن در هوای محیط ترکیب می کند ، الکتریسیته تولید می کنند.هیدروژن خالص یا هر سوخت فسیلی دیگری که اصلاح شده باشد می تواند برای تولید گاز هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد. متانول یک انتخاب معمول برای سوخت است. تنها گاز خروجی پیل سوختی بخار آب است که توان بالقوه آن را به عنوان تمیزترین واحد توان هیبریدی می رساند. راندمان ، صدای کم ، قابلیت اطمینان و راندمان تبدیل انرژی تا 50% پیش بینی شده پیلل های سوختی ، نشان می دهد که به طور نسبه مشخصه های خودروی هیبریدی در قیاس با راندمان 20-25 درصد موتورهای بنزینی احتراق داخلی مناسب تر هستند. 

انتشارات پایین و راندمان بالا

تفاوت در گازهای خروجی خودروهای الکتریکی هیبریدی بستگی به خودرو و پیکر بندی اجزا آن دارد. ولی به طور کلی خودروهای هیبریدی گازهای خروجی کمتری نسبت به خودروهای معمولی دارند چرا که در موتور این خودروها یک موتور الکتریکی به همراه یک موتور احتراق داخلی دارد و موتور الکتریکی در بسیاری از مواقع جبران کننده موتور احتراق داخلی است بنابراین مصرف سوخت و گازهای خروجی کاهش می یابد ، در ضمن این خودروها قادرند فقط با موتورالکتریکی کار کنند که باعث کاهش آلودگی می شود.هیبریدهابه سادگی کار کرد موتور را کنترل می کنند و این عمل خورو را دارای راندمان بیشتر و آلودگی کمتر می کند.

مقایسه عملکردی خودروهای برقی خالص و خودروهای هایبرید

خودروهای برقی گرچه به عنوان اولین راهکار برای کاهش میزان آلودگی معرفی گردیده اند اما به علت آنکه در سیکلهای رانشی طولانی با مشکل ر وبرو می شوند از اینرو حضور موفقی نداشته اند و در حقیقت با شکست مواجه گردیده اند .ایده خودروهای هایبرید به علت استفاده از دو منبع انرژی در تولید سیستم محرکه رانشی نه تنها مشکل آلودگ ی و مصرف خودروهای هایبرید به علت استفاده از دو منبع انرژی در تولید سیستم محرکه رانشی نه تنها مشکل آلودگ ی و مصرف سوخت را به حداقل رسانده است بلکه مشکلات ناشی از خودروهای برقی خالص را حل نموده است .واین مزیت خودروهای هایبرید برقی نسبت به خودروهای برقی خالص می باشد.


در این مقاله، عملكرد بخش‌های مختلفی از خودروهای هیبرید، شامل موتور، كنترلر، انتقال قدرت و سیستم ترمز بررسی شده است. چرخ طیار كه در واقع منبعی برای ذخیره انرژی است، مورد بررسی قرار گرفته و نقش آن در سیستم ترمز خودروهای هیبرید، بیان شده است. كنترلر موتور خودروی هیبرید و نقش آیرودینامیك در كاهش توان موتور نیز از دیگر مواردی است كه به آنها پرداخته می‌شود.

مشكلات زیست‌محیطی به وجود آمده در ابعاد كلان از یك‌سو و تنگناهای مربوط به سوخت‌های فسیلی از سوی دیگر، باعث شده است تا خودروهای هیبرید (تركیب احتراقی و برقی) و نیز خودروهایی كه با پیل سوختی كار می‌كنند، جایگزین خودروهای احتراقی شوند. از این‌رو، امروزه علاوه‌بر سیستم‌های قوای محركه خودروهای درونسوز، دسته‌بندی جدیدی از سه سیستم دیگر شكل گرفته است كه عبارتند از: خودروهای برقی1، خودروهای هیبرید برقی2 و خودروهای برقی پیل سوختی3.

خودروی هیبرید برقی، نوعی خودروی الكتریكی است كه فاقد نقایص خودروهای الكتریكی معمولی است. مثلاً، خودروهای الكتریكی باید حتماً دارای باطری‌های بزرگ باشند. ثانیاً به‌طور مرتب با شبكه انتقال برق شارژ شوند و این كار زمینه‌ساز پایین بودن كارایی آنهاست. در خودروهای هیبرید، می‌توان از قدرت موتور احتراقی آنها به صورت قدرت مكانیكی یا ذخیره آن به صورت انرژی الكتریكی استفاده كرد، لذا قابلیت استفاده از سوخت‌های جایگزین را دارا بوده و صرفاً منحصر به استفاده از سوخت فسیلی نیستند. در HEVها4، از محفظه‌های احتراقی در واحدهای كمكی قدرت (APU)ا5 برای تولید انرژی الكتریكی با حداقل آلودگی استفاده می‌شود. HEVها از ذخیره كردن انرژی ترمزگیری استفاده كرده و به كاهش اتلاف انرژی به هنگام حركت، كمك می‌كنند.

نحوه عملكرد خودروهای هیبرید

خودروی هیبرید، با دو منبع انرژی متفاوت كار می‌كند. استفاده از چنین سیستمی، در واقع حفظ بازده موتور درونسوز (ICE) و كاهش آلودگی در حد خودروی الكتریكی (EV) است.

برای به دست آوردن تركیب خوب ICE و EV، به استفاده از پیل‌های سوختی و موتورهای دیزل یا بنزینی و همراه آنها به باطری و چرخ طیار و ذخیره‌كننده‌های با ظرفیت بالا نیاز داریم.

در خودروهای هیبرید، از سه ساختار یا حالت مختلف در بهره‌گیری از این دو نوع موتور استفاده می‌شود كه عبارتند از:

1. سری

2. موازی

3. سری و موازی

چرخ طیار

چرخ طیار وسیله تبدیل انرژی الكتریكی به انرژی جنبشی (دورانی) است كه با توجه به چرخش سریع در ساختمان موتور، ساخته می‌شود. این وسیله، انرژی ذخیره شده به صورت انرژی جنبشی در روتور را به صورت انرژی الكتریكی در حالت برگشت موتور و هنگام كاهش سرعت روتور، آزاد می‌كنند.

این سیستم‌ها، انرژی مكانیكی را به صورت انرژی جنبشی ذخیره می‌كنند. آنها برای شتاب دادن روتور تا سرعت مورد استفاده موتور، یك ورودی الكتریكی دارند. سپس، انرژی الكتریكی مورد استفاده این موتور را مانند ژنراتور بر می‌گردانند. این سیستم‌ها به دو شكل طراحی می‌شوند، یكی به صورت دیسك دوار كه در مراكز آن یك محور قرار دارد و دیگری یك استوانه تو خالی كه توسط یاتاقان‌های مغناطیسی كنترل می‌شود.

بیشترین عامل اطمینان در طراحی چرخ طیارها، مواد مورد استفاده در لبه یا حاشیه آنهاست. لبه چرخ طیار، باید برای افزایش انرژی جنبشی ذخیره شده در آن، موادی با ضریب استحكام كششی بالا نسبت به چگالی آنها ساخته شود. لذا نیاز به استحكام كششی بالا نسبت به چگالی، ما را به سمت مواد مركبی هدایت می‌‌كند كه دارای استحكام كششی بالا و چگالی كم بوده و استحكام كششی نسبت به چگالی آنها، 10 برابر فولاد باشد.

ایمن‌سازی دینامیكی چرخ طیار

انرژی یك چرخ طیار با سرعت بالا (حداكثر تا 60 هزار دور در دقیقه) دارای قدرت تخریب زیادی است. انرژی یك چرخ طیار یك كیلو وات ساعتی، قادر است خودرویی با اندازه متوسط را بیشتر از 100 فوت به‌طور عمودی در هوا بلند كند. در نتیجه، قسمت چرخنده آن باید در محفظه‌ای محافظ، محبوس شود. 3 نكته كه باید برای طراحی چرخ طیارها در خودروی هیبریدی مد نظر گرفته شود، عبارتند از:

1. احتمال شكستگی روتور و برخورد با محفظه آن به هنگام حركت یا بر اثر تصادف.

2. اثر ژیروسكپی چرخ طیار می‌تواند سبب واژگونی خودرو به هنگام چرخش مسیر شود.

3. شوك ناشی از مسیر جاده، می‌تواند بر عملكرد چرخ طیار تأثیر بگذارد.

ایمن‌سازی الكتریكی چرخ طیار

به دلیل قدرت بالای مورد نیاز برای چرخ طیارها در حالت اتوماتیك، ولتاژ مورد نیاز بسیار زیاد و معمولاً در حدود 300 تا 500 ولت است. این ولتاژ بالا، ممكن است باعث وارد شدن شوك الكتریكی به راننده، سرنشینان و تعمیركاران شود. برای ساختن چرخ طیار مطمئن، باید اثرات هر یك از اجزای دیگر خودرو و خصوصیات سیستم در نظر گرفته شود.

موتور و كنترلر آن

موتور الكتریكی و كنترلر خودروی هیبرید، برای حركت دادن خودرو از انرژی الكتریكی بهره می‌گیرند. در نوع سری، یك موتور الكتریكی به تنهایی چرخ‌ها را حركت می‌دهد. در نوع موازی، تركیب واحدهای قدرت می‌تواند از طریق یك سیستم انتقال قدرت، چرخ‌ها را به حركت در آورد.

در سیستم سری- موازی (Dual) از تركیب هر دو حالت بالا استفاده می‌شود. یعنی كنترلر، ولتاژ و جریان رسیده به موتور را كنترل می‌كند. در خودروی هیبریدی، كنترلر یك سیگنال از پدال گاز می‌گیرد و تولید انرژی الكتریكی برای موتور را كنترل می‌كند كه باعث تولید گشتاور مورد نیاز برای چرخش چرخ‌ها می‌شود.

دو گروه اصلی از سیستم‌های محركه الكتریكی وجود دارد كه عبارتند از: جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC). موتورهای DC، عموماً ساده‌تر كنترل می‌شوند، اما كمی گرانتر هستند. این موتورها، معمولاً بزرگتر و سنگین‌تر هستند. بیشتر خودروهای هیبرید از موتورهای AC استفاده می‌كنند زیرا اغلب آنها دارای بازده بالاتر و محدوده كاری بزرگتری هستند. وقتی كه از موتور درونسوز برای تأمین منبع انرژی اولیه استفاده می‌شود، یك ریزپردازنده كه از قسمت‌های مختلف خودرو سیگنال دریافت می‌كند، با توجه به وضعیت شارژ باطری‌ها و نیز وضعیت حركتی و سیگنالی كه از پدال گاز دریافت می‌كند، با استفاده از سیستم‌های كنترلی الكترونیكی به كار رفته در خودرو، نحوه عملكرد سیستم انتقال قدرت و موتور احتراقی را به نحوی تنظیم می‌كند كه موتور در حالتی كار كند كه دارای بهترین بازده سوختی ممكن باشد و دور و گشتاور خروجی مورد نیاز را تأمین كند. البته، انجام این كار در نوع سری آسانتر از نوع موازی است.

سیستم انتقال قدرت

در یك خودروی معمولی، موتور احتراقی، سوخت را به انرژی تبدیل می‌كند، ولی در خودروی هیبرید، از تكنولوژی‌های تبدیل سوخت دیگری استفاده می‌شود. در موتورهای معمولی، سوخت از طریق احتراق به انرژی چرخشی مكانیكی تبدیل می‌شود. در یك خودروی هیبرید، لازم است كه انرژی سوخت به انرژی الكتریكی تبدیل شود تا به موتور الكتریكی توانایی تولید قدرت بدهد. از آنجا كه هدف در HEVها، به دست آوردن حداكثر بازده سوخت است، اغلب از 3 نوع موتور استفاده می‌شود:

1. موتورهای بنزینی كه از تكنولوژی‌های پاشش مستقیم سوخت بهره می‌گیرند. از این نوع برای HEVهای سبك (خودروهای شخصی) استفاده می‌شود.

2. موتورهای دیزل كه اغلب از آنها برای HEVهای سنگین، مانند اتوبوس‌ها و غیره استفاده می‌شود.

3. موتورهای گازی كه از آنها فقط در HEVهای نوع سری می‌توان استفاده كرد. در این خودروها، استفاده از منابع انرژی نو مانند پیل‌های سوختی یا پیل‌های خورشیدی، بسیار مرسوم است.

سیستم ترمز

در ترمزهای هیدرولیك استاندارد، پدال ترمز به پیستونی متصل است كه در سیلندر اصلی قرار دارد. سیلندر اصلی، به سیلندرهای روی هر یك از چرخ‌ها متصل است، به طوری كه وقتی پدال ترمز فشرده می‌شود، پیستون‌ها را به سمت بیرون فشار داده و كفشك‌های ترمز به طور متقابل به درام ترمز فشرده می‌شوند.

HEVها، اغلب از سیستم ترمز استاندارد استفاده نمی‌كنند بلكه از نوعی سیستم ترمز به نام ترمز بازیافتی بهره می‌برند. ترمز بازیافتی، نوعی فرایند جذب مجدد انرژی است كه معمولاً در زمان ترمزگیری عادی، آزاد می‌شود. ذخیره این انرژی به صورت الكتریكی صورت می‌پذیرد.

این انرژی، در باطری یا چرخ طیار و یا در ذخیره‌كننده‌های با ظرفیت بالا، ذخیره می‌شود. این مقدار انرژی باعث كاهش انرژی لازم برای حركت خودروی هیبرید شده و باید از منبع تولیدكننده دریافت شود كه در نتیجه، بازده افزایش می‌یابد.

انرژی جنبشی برگشتی، می‌تواند انرژی تلف شده توسط دیگر مقاومت‌های خودرو، نظیر نیروی پسا هوا را جبران كند. علاوه‌بر آن، از قابلیت توقف سریعتر و اخذ بیشتر انرژی برخوردار است.

ترمزهای بازیافتی شامل 3 جزء مختلف هستند كه عبارتند از:

1. دستگاه ذخیره كننده انرژی، برای نگهداری انرژی برگردانده شده در زمان ترمزگیری تا وقتی كه برای حركت دوباره مورد استفاده قرار گیرد

2. واسطه انتقال دهنده قدرت، برای انتقال انرژی چر‌خ‌ها به دستگاه ذخیره كننده

3. كنترل كننده شدت ترمز

مثلاً، سیستم ترمز هوندا، مجموعه‌ای است كه در آن، یك موتور الكتریكی DC بدون جاروبك، به طور مستقیم توسط شفت به موتور بنزینی متصل است. میل لنگ، توسط مجموعه‌ای از چرخدنده‌ها، به شفت حركت متصل است، شفت حركت نیز از طریق شفت‌های میانی و اتصالات سرعت ثابت، به چرخ‌ها متصل است، زمانی كه خودرو حركت می‌كند و ترمزها فشرده می‌شوند، ترمزهای بازیافتی درگیر می‌شوند. این حالت تا زمانی ادامه می‌یابد كه میانگین كاهش سرعت مورد نظر در حدود 0.1g تا 0.2g باشد.

در زمانی كه به كاهش سرعت بیشتری نیاز باشد، علاوه‌بر ترمزهای بازیافتی، ترمزهای دیسكی نیز نیروی ترمز اضافی را اعمال می‌كنند. این كار توسط موتور الكتریكی كه در حالت معكوس به صورت ژنراتور عمل می‌كند، صورت می‌گیرد. هنگامی كه پدال ترمز فشرده می‌شود، كلاچ‌ درگیر شده و حركت چرخشی چرخ‌ها از طریق سیستم انتقال قدرت به میل‌لنگ متصل می‌شود. بنابراین، حركت چرخشی چرخ‌ها به طور مستقیم به موتور الكتریكی انتقال می‌یابد كه اكنون به عنوان یك ژنراتور عمل كرده و در نتیجه، شروع به تولید الكتریسیته‌ای می‌كند كه در باطری‌ها ذخیره می‌شود. این الكتریسیته، فرایند مقاومتی را در برابر چرخش ایجاد می‌كند.

بدنه و شاسی

بدنه HEVها شكل متفاوتی با خودروهای بنزینی معمولی ندارد، اما هنگامی كه بازده انرژی، نقشی مهم در طراحی آنها دارد، آیرودینامیك خوب و شاسی سبك، باعث افزایش بازده خودرو خواهد شد.

دو عامل مهمی كه روی آیرودینامیك خودروها اثر می‌گذارد، عبارتند از: ضریب پسای Cd و سطح تصویر از روبه‌رو A. حاصلضرب این دو عامل متناسب با نیروی پسای آیرودینامیكی خودروست. از دیگر نیروهای پسای خودرو، نیروهای پسای غلتشی است كه با وزن خودرو تناسب دارد. مجموعه این نیروها به صورت زیر بیان می‌شود:

Ftotal = Froll + Faero

بازده مصرف سوخت پایین و عملكرد بالای موتور و امكان كاهش وزن، نتایجی امیدبخش را در طراحی خودروهای هیبرید، نوید می‌دهند. كاهش آلودگی محیط‌زیست و نیز كاهش مصرف سوخت‌های فسیلی، فصلی جدید در طراحی خودروهای آتی خواهد گشود.

پانوشت‌ها:

1. Pure Electric

2. Hybrid Electric

3. Fuel Cell Electric

4. Hybrid Electric Vehicle

5. Auxiliary Power Unit

منابع:

1. Empact.Pdf, a study of the european market potential and erformancerequirmeents of hybrid, electric and a alternatively fuelled lightcommercial vehicles, 31 July 1998.

2. A Powerflow control strategy to minimize energy losses in Hybrid Elestric Vehicles, By Morten Henningsson, Lund 1999, Department of Inductrial Electrical Engineering and Automation, Lundinstitute of Tehnology, Lund University.

3. Technology Snapshot, Toyota Prius (Snapshot.pdf), U.S. Department of Emergy Technology Snapshot Featuring the Toyota Prius, 1/16/2001.

4. Development and Validation of a Modular Hybric Vehicle Simulation Model, William F. Kellermeyer III, Morgantown, West Virginia May 1998.

5. Variable Bus Voltage Modeling for series Hybrid Electric Vehicle Simulation, By Matthew Alan Merkle, Virginia Polytechnic Institute and State University, December, 1, 1997.

 

نویسنده : عباس ربیعی


خودروهای هیبریدی، نوع تعمیم یافته خودروهای برقی خالص می‌باشند كه معایب خودروهای برقی خالص تا حدود زیادی در آنها برطرف گردیده است و می توان گفت معایب خودروهای احتراق داخلی نیز تا حدودی در آنها برطرف شده است. از مزایای مهم این خودروها نسبت به خودروهای احتراق داخلی، كاركرد در دور و بار ثابت بوده و به اصطلاح در نقطه بهینه خود كار می‌كنند كه این امر باعث بالا رفتن بازده موتور و كاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت می‌گردد و دیگر اینكه به هنگام ترمزگیری و یا شتاب منفی، انرژی به صورت الكتریكی در باطری ها ذخیره می‌شود و  همین امر باعث كاركرد كمتر موتور احتراقی خواهد شد و در نتیجه منجر به كاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت می‌گردد. مزیت دیگر این خودروها نسبت به خودروی برقی خالص، قابلیت پیمودن مسیرهای طولانی در هر بار شارژ كردن باطری می‌باشد .

یك خودروى هیبریدى همیشه نیاز به روشن بودن موتور بنزینى ندارد. زیرا یك موتور الكتریكى و باترى نیز دارد. بنابراین بعضى وقتها مى توان موتور بنزینى خودروى هیبریدى را خاموش كرد.براى مثال زمانى كه خودرو در مقابل چراغ قرمز توقف كرده است.    

موتور بنزینی که در این خودرو وجود دارد شباهت زیادی به موتورهای بنزینی  خودروهای بنزینی دارد. ولی این موتور کوچکتر و نیز دارای تکنولوژی  بالاتری نسبت به خودروهای معمولی است که باعث کاهش آلودگی و افزایش کارایی می شود.

موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی خیلی پیشرفته هستند این موتور پیشرفته هم به عنوان یک موتور قادر به انجام کار است و هم به عنوان ژنراتور به عنوان مثال زمانی که به این موتور نیاز است موتور با استفاده از باتری ها قادر خواهد بود شتاب مورد نظر را ایجاد کند و زمانی که خودرو نیازی به موتور الکتریکی ندارد مثلا در یک سراشیبی در حال حرکت است این موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور نیرو را به باتری ها بر می گرداند ( با استفاده از سرعت در سراشیبی )  ویا هنگام ترمز کردن ماشین از گرمای حاصله استفاده می شود.

باتری ها در خودروی هیبریدی یک وسیله ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی هستند. برخلاف بنزین  موجود در باک بنزین  که میتواند فقط به موتور بنزینی  سوخت برساند ( یک انتقال یک طرفه از باک بنزین به موتور بنزینی). موتورهای الکتریکی علاوه بر کار فوق می توانند انرژی را به باتری پس دهند. ولی موتور بنزینی  نمی تواند چنین کاری را انجام دهد.


دکتر جمشید آرین اصلی


به گزارش خبرخودرو، چندی است که تاکسی های مجهز به سیستم هیبرید به همت تولید کنندگان خصوصی خودرو کشور در شهر تهران فعالیت خود را آغاز کرده اند .

مدیر بهینه سازی در بخش انرژی سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور با تائید خبر فوق در گفتگو با خبرنگار خبرخودرو گفت : نیاز به حمایت از تولید خودروهای هیبریدی در کشور به صورت جدی احساس می شود .

سید رضا فیض آبادی با بیان اینکه این چنین کارهای ابتکاری به همت محققان داخلی در کشور بسیار دیده شده است ، افزود : صنعت خودرو کشور ما ناگزیر از حرکت به سوی تولید خودروهای سوخت پاک است .

وی تصریح کرد : در حالیکه خودرو سازان جهان در حال حرکت به سوی تولید خودروهای فول هیبرید الکتریک هستند قطعا خودرو سازان ما نیز با ید به تولید خودروهای هیبریدی توجه خاصی داشته باشند زیرا در نهایت ظرف 15 سال آینده خودروسازان مطرح جهان به تولید خودروهای هیبرید در گرید های مختلف پرداخته وآینده از آن خودروهای هیبریدی وفول هیبرید خواهد بود .

مهندس فیض آبادی اضافه کرد : هرچه از میزان مصرف سوختهای فسیلی در خودروهاکاسته شود قطعا میزان آلایندگی در سطح کلانشهرها نیز با کاهش چشمگیری روبرو شده واین امر خود موجب کاهش هزینه ها و خروج ارز از کشور می گردد .

وی با مثبت ارزیابی نمودن تولید این نوع خودرو بخصوص تاکسی های هیبریدی برای حفظ محیط زیست ، خاطر نشان کرد : بحث خودرو سبک دیزلی در دستور کار خودرو سازان داخلی قرار گر فته که نسبت به مشابه بنزین سوز خود تنها 5 لیتر گازوئیل مصرف خواهد کرد که امید میرود مرحله پایلوت این طرح تا پایان سال جاری صورت عملی به خود بگیرد .

مهندس فیض آبادی با بیان اینکه حمایت همه جانبه از صنعت خودرو سازی کشور از سوی دولت انجام می شود ، گفت : نهایتا تعرفه واردات خودرو ظرف چند سال آینده حذف خواهد شد و خودرو سازان برای ادامه بقای خود ناچار به دستیابی به فن آوری روز تولید خودرو خواهند بود .

وی خاطر نشان نمود : تولید خودرو هیبرید به دلیل هزینه بالای آن در کشور حمایت جدی دولت را می طلبد و خودرو سازان نیز باید به سوی تولید خودروهای دیزل هیبرید الکتریک گام بردارند .


خودروهای هیبریدی

1)خودرو هیبرید Hybrid Vehicle

خودرو هیبرید ، خودرویی است که از دو یا چند منبع قدرت برای به حرکت در آوردن خودرو استفاده می کند. این اصطلاح بیشتر اوقات برای خودرو های هیبرید الکتریکی نیز به کار برده می شود که از یک موتور احتراق داخلی و یک یا چند موتور الکتریکی بهره می برند.

۲)خودرو الکتریکی هیبرید HEVs

این خودرو ترکیبی از خودرو هیبرید و خودروی الکتریکی است که نیروی محرکه ی موتور احتراق داخلی (ICE) متعارف را با نیروی محرکه ی الکتریکی در آمیخته است. این خودرو ها از یک موتور احتراق داخلی به همراه یک یا چند موتور الکتریکی برای به حرکت در آوردن خودرو بهره می برند.

۳)خودرو هیبرید الکتریکی پیل سوختی

این خودرو اساساْ یک خودرو هیبرید الکتریکی است که به یک پیل سوختی مجهز شده است. پیل سوختی مانند باتری های الکتریکی منبع قدرت است و منبع دوم قدرت خودرو های هیبریدی به شمار می آید. ژیل سوختی می تواند هیدروژن را به جای سوخت مصرف کرده و باتری های الکتریکی را هنگامی که تخلیه شده اند شارژ کند.

۴)خودرو الکتریکی هیبرید پلاگ-این PHEVs

این خودرو که با نام هیبرید پلاگ-این نیز شناخته می شوند ، یک خودرو هیبریدی به همراه باتری های شارژ شونده اند که می توانند با اتصال یک دو شاخه به منبع برق خارجی شارژ شوند.یک PHEVs خصوصیات یک خودرو تمام الکتریکی را با هم داراست ؛ افزون بر آن ، دارای یک دو شاخه برای اتصال به شبکه برق است. بیشتر خودرو های پلاگ-این در حال حرکت در جاده ها امروزه خودروهای سواری اند ، با این حال نسخه هایی PHEVs از خودرو های عمومی ، ون ها ، اتوبوس ها ، موتور سیکلت و خودرو های نظامی نیز موجود است.


به گزارش ایسنا، این خودرو به عنوان تنها نماینده كشورمان در مسابقات بین‌المللی ATA ایتالیا حضور یافته و در كنار سایر نمونه‌های دانشجویی از سراسر جهان به رقابت پرداخت. مسابقات فرمول الكتریك و هیبرید ایتالیا به عنوان یك رقابت بین‌المللی و رویداد ورزشی باز سال 2005 توسط ATA (انجمن فنی خودرو ایتالیا) برگزار می شود. هدف از برگزاری این مسابقات ارتقای خلاقیت محیط ‌های علمی – آموزشی در زمینه ساخت خودروهایی سبز و سازگار با محیط زیست می‌باشد. مسابقات امسال، هفتم تا دهم اكتبر در مركز ایمنی خودرو گروه خودروسازی فیات در شهر تورین ایتالیا برگزار شد. در این مسابقات، تیم‌هایی از دانشگاه‌های مختلف جهان و همچنین موسسات تحقیقاتی با خودروهای طراحی و ساخته شده‌ خود در زمینه‌های مختلف تست‌های دینامیكی خودرو مانند عمر، شتاب، مصرف انرژی، شیب روی و ... به رقابت پرداختند. این مسابقات دانشجویان را تشویق می‌كند تا ایده‌ها و راه حل‌های جدیدی را برای بهبود مصرف انرژی خودروهای مختلف با منابع انرژی گوناگون ارائه دهند. یك كمیته فنی متشكل از كارشناسان مجرب از صنایع و موسسات مختلف هم موظف به ارزیابی خودروها بر اساس خصوصیات و كارایی هر خودرو و سطح خلاقیت و جنبه مهندسی به كار رفته در آ‌ن می‌باشند. نیروی محركه این خودرو به صورت هیبریدی بوده كه با شش باتری 12 ولت به عنوان نیروی محركه اصلی حركت می كند. با كم شدن توان باتری‌ها، موتور بنزینی یك سیلندر به قدرت 5.5 كیلو وات روشن شده و با ژنراتور خود باتری‌ها را در حین حركت شارژ می‌كند. حداكثر سرعت خودرو 90 كیلومتر در ساعت است و حداكثر برد آن 120 كیلومتر با هر بار شارژ كامل باتری‌ها و كمك شارژ موتور بنزینی بوده و مصرف بنزین موتور حدود سه لیتر برای مسافت مذكور است. بدنه خودرو از كامپوزیت ساخته شده و شاسی و فریم اطاق از پروفیل آلومینیوم آلیاژی می‌باشد. وزن خودرو هم حدود 600 كیلوگرم است. خودرو هیبرید با بدنه كامپوزیت در كارگاه اتومكانیك دانشكده مهندسی مكانیك دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی زیر نظر مهندس رزاق بلوری افشار به عنوان مشاور و ناظر بر اجرای ساخت سیستم‌های مكانیكی بازسازی و تكمیل شده است. اعضای تیم دانشجویی سازندگان خودرو را وحید جنانی، مهدی عباس‌زاده، علی عابدین‌زاده، دانشجویان دانشگاه صنعتی خواجه نصیر و بهزاد نیك‌فر، فرزاد نیك‌فر و رامین میرزاحسینی دانشجویان دانشگاه صنعتی شریف تشكیل می‌دهند كه مراحل آزمون و مسابقه خودروهای هیبرید را در كشور ایتالیا با موفقیت به پایان رساندند.

منبع : جام جم آنلاین


پژوهشگران دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی موفق به طراحی و ساخت نخستین خودرو هیبرید باتری - پیل سوختی ایران شدند.

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی صبا به نقل از ایسنا ، این خودرو که با موفقیت راه‌اندازی و تست شده حاصل تلاش یک تیم دانشجویی تحت سرپرستی دکتر سید محمد تقی بطحایی، عضو هیات علمی دانشکده برق و رییس دانشگاه است.

برای آگاهی از این پروژه پای صحبت مهندس مرتضی رضازاده، مسئول آزمایشگاه سیستم‌های قدرت دانشکده نشستیم که هدایت سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی خودرو و جاسازی موتورهای الکتریکی و باتری روی چرخ‌های جلو خودرو را برعهده داشته است.

به گفته وی در طراحی این خودرو از شاسی و بدنه یک پراید هاش‌بک استفاده شده که موتور بنزینی آن کاملا حذف و به جای آن، موتور الکتریکی پیل سوختی و چند باتری قرار داده شده است. نیروی محرکه اصلی خودرو از باتری‌ها تامین شده و از پیل سوختی برای شارژ باتری و کارکرد پیوسته خودرو استفاده می‌شود.

مهندس رضازاده درباره تغییرات اعمال شده در قسمت‌های مکانیکی خودرو پراید گفت: از جمله این تغییرات، برداشتن موتور احتراق و تعبیه دو موتور الکتریکی در محفظه جلو خودرو و برقراری ارتباط چرخ‌ها با موتور الکتریکی از طریق گیربکس طراحی شده توسط متخصصان دانشکده مکانیک است. همچنین در طراحی مکانیکی، فضای مورد نیاز برای باتری و سیم‌کشی‌های لازم در نظر گرفته شده است.

وی با بیان این‌که تمام مراحل تغییر شاسی خودرو توسط یکی از مهندسان در دانشکده مکانیک دانشگاه انجام شده است خاطرنشان کرد: به دلیل پایین بودن توان پیل سوختی خریداری شده، وزن پراید کاهش داده شده به طوری که وزن کنونی خودرو هیبریدی با یک سرنشین - بدون بار - حدود 700 کیلوگرم است.

مسوول آزمایشگاه سیستم‌های قدرت دانشکده برق دانشگاه خواجه نصیر درباره مشخصات فنی خودرو هیبریدی غزال گفت: سیستم پیل سوختی خودرو که از خارج کشور تهیه شده از نوع هوا - خنک و دارای فن خنک‌کننده، برد کنترلی مرطوب‌کننده، رگولاتور، فشارشکن و فیلتر تصفیه کننده هوای ورودی است و برای اتصال کپسول هیدروژن به پیل سوختی از یک مانومتر استفاده شده است.

وی سرعت این خودرو را حدود 50 کیلومتر در ساعت عنوان و خاطرنشان کرد که با تقویت موتور و گیربکس می‌توان این سرعت را افزایش داد.

به گفته مهندس رضازاده، بیشینه جریان پیل‌سوختی تعبیه شده تحت ولتاژ 26 ولت 46 آمپر است. چهار باتری خریداری شده برای این خودرو هم دارای جریان 100 آمپر و ولتاژ 12 ولت می‌باشند و وزن هرکدام 23 کیلوگرم است. از آن جا که مجموع ولتاژ باتری‌ها 48 ولت است از یک کانورتور برای رساندن ولتاژ پیل‌سوختی به 48 ولت استفاده شده است.

مصرف هیدروژن این سیستم در حالت بار کامل در فشار یک اتمسفر 18 و نیم لیتر و خروجی آن 870 میلی‌لیتر در دقیقه است.

وی با بیان این‌که سوخت مصرفی پیل سوختی گاز هیدروژن با خلوص بسیار بالا است، اظهار کرد: می‌توان در ادامه تحقیقات با تعبیه یک رفورمر قوی، هیدروژن مورد نیاز پیل را از گاز شهری تامین کرد.

مسئول آزمایشگاه سیستم‌های قدرت دانشکده برق دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی خاطرنشان کرد: توان هرکدام از موتورهای الکتریکی به کار رفته 1/1 کیلووات است که با 50 درصد توان اسمی کار می‌کنند ولی می‌توان از تمام توان موتورها استفاده کرد.

وی تصریح کرد: پیل سوختی و کپسول هیدروژن در عقب خودرو جاسازی شده و باتری‌ها و موتورهای الکتریکی در زیر کاپوت جلو قرار دارند.

مهندس رضازاده خاطرنشان کرد: به دلیل پیوسته بودن توان الکتریکی، این خودرو همانند سایر خودروهای برقی نیازی به دنده ندارد. این خودرو آلایندگی صوتی هم ندارد و در حالت بار کامل سر و صدای آن در حد روشن بودن یک رایانه است.

وی تصریح کرد: زمان راه‌اندازی پیل سوختی خودرو از حالت خاموش در حدود 15 ثانیه است ولی چون طول عمر پیل سوختی خریداری شده در حدود 1500 ساعت است و تعداد دفعات روشن و خاموش کردن آن نباید از 500 بار تجاوز کند استراتژی کنترلی پیاده‌سازی شده در این خودرو به صورتی است که در بعضی از مواقع پیل سوختی خاموش بوده و در بعضی حالات پیل سوختی در حالت آماده به کار قرار می‌گیرد. در وضعیت آماده به کار، باری به پیل سوختی اعمال نمی‌شود و مصرف سوخت آن بسیار کم است.

مهندس رضازاده، تخمین حالت شارژ باتری، پیاده‌سازی مکانیکی، انتخاب موتور، تنظیم دور چرخ و دور موتور الکتریکی،‌ نوع جعبه ‌دنده و چرخ‌دنده، نحوه تامین توان مورد نیاز خودرو توسط پیل سوختی و مصالحه بین حداکثر سرعت، قدرت و وزن خودرو را از مهمترین مسایل اجرای این پروژه عنوان کرد و  گفت: هدف این طرح بیشتر انجام یک کار تحقیقاتی دانشجویی برای نمایش عملی بودن ساخت چنین خودرویی در داخل کشور بوده است. درواقع طراحی این خودرو هیبرید با هدف مدیریت انرژی صورت گرفته است. 


1) باتری


ساخت خودروهای هیبریدی در حالی همزمان با طرح سهمیه بندی بنزین در کشور مطرح شد که شرکت های خودروسازی جهان نزدیک به یک دهه پیش با علم به نوسانات قیمت نفت در بازارهای جهان پیش بینی می کردند که مشتریان دیر یا زود به خرید خودروهایی با سوخت های جایگزین و در عین حال کم مصرف روی خواهند آورد. 

 

ساخت خودروهای هیبریدی در حالی همزمان با طرح سهمیه بندی بنزین در کشور مطرح شد که شرکت های خودروسازی جهان نزدیک به یک دهه پیش با علم به نوسانات قیمت نفت در بازارهای جهان پیش بینی می کردند که مشتریان دیر یا زود به خرید خودروهایی با سوخت های جایگزین و در عین حال کم مصرف روی خواهند آورد.

تجربه ای که در ایران نیز رخ داد و با سهمیه بندی بنزین، شاهد هجوم مشتریان به سمت خودروهای گازسوز بودیم.

هم اکنون دومین سوخت پرمصرف در ایران، بنزین است و طبق مطالعات صورت گرفته، علاوه بر آلایندگی بالای آن، هزینه های واردات بنزین و تولید آن نیز سنگین است. همچنین عمر متوسط ۵/۱۷درصد از خودروهای موجود در ایران بالاتر از حد استاندارد می باشد. با این حساب چاره اندیشی مسوولان برای جایگزینی سوختی دیگر به جای بنزین در خودروهای داخلی بیراه نیست.

هر چند سوخت CNG توانسته تا حدودی مشکلات مربوط به مصرف بی رویه بنزین را کاهش دهد، اما پای دیگر حامل های انرژی نیز هم اکنون به میان آمده است، از جمله استفاده از انرژی الکتریکی. بر همین اساس مدتی است که بحث ساخت خودروهای هیبریدی مطرح و اقداماتی نیز در این زمینه انجام شده است.تازه ترین خبر در این مورد هم امضای تفاهمنامه ای میان مسوولان وزارت صنایع و معادن و معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری برای تولید موتورهای هیبریدی است. ستاد مدیریت حمل و نقل و مصرف سوخت که ۶ وزیر عضو کارگروه آن هستند برای کاهش مصرف بنزین سبد سوختی تعیین کردند که در سبد مذکور سهم هیبرید تنها یک درصد در نظر گرفته شده است .

هرچند اقدام مسوولان و صرف هزینه ای هنگفت در ساخت و طراحی موتور و خودرو هیبرید را می توان به فال نیک گرفت، اما این سوال مطرح است که آیا ذائقه جامعه ایرانی نیز در این مورد مدنظر قرارگرفته شده است یا خیر؟ با توجه به حرکت جامعه جهانی به سمت خودروهای هیبرید به چه میزان می توان به گسترش آن در ایران امیدوار بود؟ با این اوصاف نگاهی داریم به مشکلات خودروهای هیبرید که در کنار مزیت هایش نمی توان از آن چشم پوشی کرد.

خودرو هیبرید، جایگزین خودرو بنزین سوز می شود؟

طی سال های گذشته میلیاردها دلار در پروژه های مختلف تولید خودروهای الکتریکی در دنیا سرمایه گذاری شده است به این امید که خودروهای الکتریکی در آینده نزدیک جایگزین خودروهای بنزینی شود و از حجم گازهای گلخانه ای متصاعد شده در اثر کار کردن موتورهای بنزینی در خیابان های دنیا کاسته شود. نمایشگاه های بین المللی خودرو هم، این روزها مملو از خودروهای الکتریکی است که وعده روزهای خوب را به مشتریان می دهند، ولی مطالعات اخیر نشان می دهد که ضعف های خودروهای الکتریکی بسیار زیاد است و نمی توان انتظار داشت این خودروها در آینده نزدیک جایگزین خودروهای بنزینی شوند . از جمله مشکلاتی که خودروهای الکتریکی دارند این است که خودروهای مذکور نمی توانند با یک شارژ اولیه مسافت طولانی را طی کنند . در واقع با شارژ اولیه باتری خودرو تنها می توان ۳۵ تا ۴۰ مایل را طی کرد و پس از این مسافت باید از مقداری سوخت برای شارژ دوباره باتری استفاده شود . البته برخی این مسافت را به ۸۰ مایل رسانده اند ولی در نتیجه کار تاثیری ندارد. پژوهشگران بر این باورند تا زمانی که خودروها نتوانند با شارژ اولیه باتری ۲۰۰ مایل را طی کنند، نمی توان در مورد موفقیت خودروهای الکتریکی سخن گفت.

از طرفی با وجود اینکه آلایندگی خودروهای الکتریکی کمتر از خودروهای بنزینی است، ولی باز هم نمی توان گفت که این خودروها هیچ آسیبی به محیط زیست وارد نمی کنند. باتری خودروهای الکتریکی باید در فواصل زمانی مشخص شارژ شود و انرژی الکتریکی که برای شارژ باتری این خودروها به کار گرفته می شود از نیروگاه هایی تامین می شود که اغلب با زغال سنگ کار می کنند. تنها تفاوتی که استفاده خودروهای بنزینی با خودروهای الکتریکی دارد، این است که ما برای به کارگیری خودروهای الکتریکی از منابع انرژی احیا شدنی استفاده می کنیم، در حالی که در خودروهای بنزینی از منابع احیا نشدنی استفاده می شود .

سومین نقص خودروهای الکتریکی سرعت پایین آنها است . مطالعات نشان می دهد سرعت این خودروها نسبت به خودروهای بنزینی بسیار پایین است و برای مصرف کنندگان امروزی که به سرعت های بالا عادت کرده اند استفاده از این خودروها مطلوب نیست . خودروهای بنزینی با شتاب زیادی حرکت می کنند و بعضا ظرف کمتر از ۴ ثانیه به سرعت ۱۰۰ مایل در ساعت می رسند، در حالی که به طور متوسط یک خودروی الکتریکی برای اینکه از سرعت صفر به سرعت ۶۰ مایل در ساعت برسد بیش از ۸ ثانیه به زمان نیاز دارد و بعد از آن هم بیش از ۱۰۰ مایل در ساعت را نمی تواند بپیماید .

همچنین عمر باتری های خودرو های الکتریکی بسیار کوتاه است و در فاصله زمانی مشخص یا بعد از طی مسافت ۱۰ هزار مایل این باتری ها باید تعویض شوند و این کار هزینه بسیار زیادی در بر دارد. باتری های خودروهای الکتریکی بخش مهمی از خودروها هستند و به همین دلیل نقص در این بخش به معنای یک نقص بزرگ در خودروهای الکتریکی است . همچنین شارژ باتری های خودروهای الکتریکی ساعت ها طول می کشد که این نقص بزرگی است و اگر خودروسازان بتوانند مدت زمان شارژ باتری های خودرو را به کمتر از نیم ساعت برسانند، شاید بر شمار متقاضیان محصولات آنها اضافه شود .

تکنولوژی بالای خودروهای الکتریکی سبب می شود تا تعمیر آن یا برطرف کردن نقایص احتمالی توسط تمامی افراد فعال در صنعت تعمیر خودرو امکان پذیر نباشد و اگر در جاده یا حتی در شهرهای کوچک خودروهای الکتریکی با نقصی مواجه شوند، مالک آن نمی تواند تعمیرکار مناسب را بیابد و به دنبال آن استفاده از خودرو برای وی امکان پذیر نخواهد بود . این مشکل بزرگی برای مالک خودروهای الکتریکی است .

اگر چه تا کنون همواره سخن از استفاده خودروهای الکتریکی در داخل شهرهای بزرگ بوده است و هیچ یک از سازندگان توصیه نکرده اند که از این خودروها در مسیرهای بین شهری استفاده شود . به هر حال ضعف های خودروهای الکتریکی سبب شده است تا کارشناسان بازار خودرو اعلام کنند که نمی توان از این خودروها در آینده نزدیک استفاده کرد و این خودروها، خودروهای نسل های آینده بشر هستند .

 

   روزنامه دنیای اقتصاد ( www.donya e eqtesad.com )


سرپرست تیم خودرو هیبریدی بارثاوا گفت: تیم خودروی بارثاوا در مرحله اول در بخش‌های طراحی فنی و طراحی صنعتی در بین 58 تیم شرکت‌کننده از سراسر دانشگاه‌های کشور رتبه اول را کسب کرد.

 سید روح‌الله رفعت حسینی با بیان این‌که خودروی بارثاوا یک خودروی هیبریدی با ظرفیت چهار سرنشین است، اظهار کرد: این خودرو هم از لحاظ زیست محیطی و هم از نظر مصرف سوخت مقرون به صرفه است، به طوری که در هر 100 کیلومتر مصرف 8/5 لیتر بنزین را به 5 لیتر کاهش می‌دهد؛ این فناوری از سال 2003 در بیشتر کشورهای اروپایی مورد استقبال خودروسازان معروف دنیا از قبیل شرکت بنز، هوندا، تویوتا و بی ام و قرار گرفته است.

وی در تعریف خودروی هیبریدی گفت: به هر خودروی دوگانه‌ای، خودروی هیبریدی می‌گویند که خودروی بارثاوا دارای یک موتور بنزینی و یک موتور برقی با باتری بزرگتر است. از ویژگی‌های بارز این خودرو شارژ باتری توسط برق شهری موجود در منازل است.

سرپرست تیم خودروی هیبریدی بارثاوا در ادامه با اشاره به اعتبار تخصیص یافته به این طرح گفت: هزینه طرح حدود 400 میلیون ریال برآورد شده که حدود 65 درصد آن توسط دو اسپانسر از خارج دانشگاه به نام‌های سناباد خودرو توس و شرکت رادتوس و مابقی آن توسط انجمن علمی دانشگاه فردوسی تامین شده است.

رفعت حسینی افزود: مراحل طراحی خودرو هیبریدی بارثاوا از خرداد ماه تا دی ماه 89 انجام شد و از اوایل بهمن ماه مراحل ساخت شروع شد که امید است تا آخر مرداد ماه سال 90 این خودرو آماده تست و آزمایش شود.

وی در ادامه عنوان کرد: با توجه به این‌که برق مورد نیاز این خودرو همان برق خانگی است و از آنجایی که برق در ایران از منابع پتروشیمی تولید می‌شود، در حال حاضر تولید انبوه خودروهای هیبریدی در ایران مقرون به صرفه نیست، اما با توجه به حرکت کشور به سمت تولید برق از انرژی هسته‌ای در آینده‌ای نه چندان دور چشم‌انداز روشنی در جهت سرمایه‌گذاری در چنین طرح‌هایی به چشم می‌خورد.

سرپرست تیم خودرو هیبریدی بارثاوا تصریح کرد: تیم خودروی بارثاوا که در مسابقات ساخت خودروهای هیبریدی دانشگاه صنعتی شریف شرکت کرده بود، در مرحله اول در بخش‌های طراحی فنی و طراحی صنعتی در بین 58 تیم شرکت‌کننده از سراسر دانشگاه‌های کشور رتبه اول را کسب کرد.

رفعت حسینی در مورد تیم خودروی بارثاوا به ایسنا گفت: این تیم متشکل از 30 نفر دانشجوی کارشناسی و کارشناسی ارشد در رشته‌های مهندسی مکانیک، برق و صنایع است و حدود هشت نفر از استادان دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی در پروژه به طور مستقیم و غیرمستقیم در حال فعالیت هستند.


خودروهای هیبریدی چگونه کار می کنند.چه چیزی در این خودرو وجود دارد که شما میتوانید 20 تا 30 مایل بر گالون بیشتر نسبت به دیگر خودروها از آن استفاده کنید.در این مقاله به شما کمک خواهیم کرد تا بفهمید که این تکنولوژی چگونه کار می کند و شما را راهنمایی می کنیم که چگونه از یک خودروی هیبریدی استفاده کنیم تا به طور موثری برای ما کار کند.

اکثر مردم احتمالا وسیله نقلیه هیبریدی دارند و یا از آن استفاده می کنند.به عنوان مثال اکثر لوکوموتیوهایی که می بینیم هیبریدهای دیزل – الکتریک می باشند.و یا شهرهای زیادی دارای اتوبوس های دیزل – الکتریک می باشند.همچنین زیردریایی ها نیز هیبریدی می باشند ،بعضی ها اتمی – الکتریکی و بعضی دیگر دیزل – الکتریک می باشند.در تعریف خودروی هیبریدی باید گفت هر وسیله نقلیه ای که از ترکیب دو یا چند منبع قدرت تشکیل شده باشد خودروی هیبریدی می باشد.اکثر خودروهای هیبریدی که در جاده ها وجود دارند هیبریدهای بنزینی – الکتریکی می باشند که ما در این مقاله بر روی این خودروها تمرکز می کنیم.

نیروی بنزین و نیروی الکتریکی:

خودروی هیبریدی – الکتریکی دقیقا شبیه چیست؟

این خودرو بین خودروهای بنزینی و الکتریکی می باشد.اجازه بدهید تفاوت بین خودروهای بنزینی با نوع خاصی از خودروهای الکتریکی را به کمک دیاگرام زیر شرح دهیم.

ماشین های بنزینی دارای منبع سوخت یا همان باک بنزین می باشند که رساننده بنزین به موتور می باشند و موتور از این طریق می تواند سیستم انتقال قدرت را برای به حرکت درآوردن خودرو فعال کند.

از طرف دیگر در ماشین های الکتریکی این باتری ها هستند که به عنوان منبع سوخت می باشند و انرژی لازم برای موتور الکتریکی خودرو را فراهم می کنند.

اما در خودروهای هیبریدی وضع چگونه است؟ این خودرو به گونه ای تنظیم شده که بتواند تعداد مایل بیشتری نسبت به سایر خودروها بپیماید.در این خودرو وقتی موتور بنزینی در حال غلبه بر موتور الکتریکی باشد خروجی آن کاهش می یابد.

خودروهای هیبریدی باید بتوانند :

 حداقل 300 مایل یا 482 کیلومتر را با یک بار سوخت گیری بپیمایند.

 سوخت گیری مجدد راحت و سریعی داشته باشند.

در حقیقت ماشین های بنزینی این نیازها را برآورده می کنند اما با تولید مقادیر زیادی آلودگی.

با این وجود ماشین های الکتریکی هیچ نوع آلودگی تولید نمی کند اما فقط می تواند 50 تا 100 مایل ( 80 تا 161 کیلومتر )

را با هر بار شارژ طی کند.و مشکل دیگر آن اینجاست که شارژ ماشین های الکتریکی هم خیلی کند می باشد و هم سخت.

ساختار هیبرید بنزین – الکتریک :

اول ببینیم که ماشین های هیبرید بنزین الکتریک از چه قسمت هایی تشکیل شده اند :

 موتور بنزینی :

ماشین های هیریدی دارای یک موتور بنزینی می باشند تقریبا شبیه همان که در اکثر ماشین ها می باشد.

با این تفاوت که این موتور در ماشین های هیبریدی کوچکتر می باشند و از تکنولوژی پیشرفته تری برای کاهش مصرف سوخت و افزایش کارآیی استفاده می کنند.

 مخزن سوخت :

مخزن سوخت در خودروهای هیبریدی در حقیقت وسیله ذخیره انرژی برای موتور بنزینی می باشد.

بنزین حجم بیشتری انرژی نسبت به باتری تولید می کند.برای مثال 1000 پوند باتری معادل ا گالون یا 7 پوند از بنزین می باشد.

 موتور الکتریکی :

موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی بسیار پیشرفته می باشد. در این موتور سیستم های الکتریکی پیشرفته به آن اجازه می دهد که به خوبی یک ژنراتور کار کند.

به طور مثال موتور هر وقت نیاز به سرعت دادن به خودرو باشد می تواند به راحتی انرژی را از باتری ها دریافت کند.و همچنین با عمل کردن مانند یک ژنراتور می تواند ماشین را کندتر کرده و انرژی را به باتری ها برگرداند.

 ژنراتور :

ژنراتور شبیه یک موتور الکتریکی می باشد اما فقط برای تولید انرژی الکتریکی عمل می کند. و غالبا برای سری های هیبریدی استفاده می گردد.

 باتری ها :

باتری ها در ماشین های هیبریدی وسیله ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی می باشد.

بر خلاف بنزین در مخزن سوخت که فقط توانایی روشن کردن موتور بنزینی را دارد موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی می تواند انرژی را در باتری ها ذخیره کند در عین اینکه از آن انرژی دریافت می کنیم.

 سیستم انتقال قدرت :

انتقال قدرت در خودروهای هیبریدی عملکردی درست شبیه ماشین های مرسوم دارند. ام بعضی از خودروها هم مانند تویوتا پریوس دارای تفاوت های ریشه ای می باشند که بعدا در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.

شما می توانید این دو منبع انرژی را در خودروهای هیبریدی به روش های مختلفی با هم ترکیب کنید. یک روش هیبرید موازی می باشد که در آن منبع سوخت ،بنزین را برای موتور بنزینی فراهم می کند و در همین حال باتری ها هم شروع به ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی می کنند. هر دو موتور می توانند در یک لحظه سیستم انتقال قدرت را فعال کنند و سپس این سیستم چرخ ها را به حرکت در می آورد.

البته توجه داشته باشید که در هیبرید موازی هر یک از آن ها یعنی موتور بنزینی و منبع سوخت و موتور الکتریکی و باتری ها هر یک به طور جداگانه و مستقلا به سیستم انتقال قدرت متصل شده اند.

در نتیجه در هیبرید موازی هر دو موتور نیروی محرکه را فراهم می کنند.

با نگاهی به سری های هیبرید ،موتور بنزینی ژنراتور را روشن می کند و ژنراتور هم می تواند باتری ها را شارژ کند و یا اینکه موتور الکترکی را روشن کند.تا سیستم انتقال قدرت را فعال کند.بنابراین موتور بنزینی هیچگاه مستقیما چرخها را فعال نمی کند.

با نگاه به دیاگرام سری های هیبریدی خواهیم دید که شروع کار با مخزن سوخت می باشد و سرانجام با یک خط به سیستم اتقال قدرت متصل شده اند.

عملکرد خودروهای هیبریدی :

مهمترین قسمتی که در خودروهای هیبریدی موجو دارد موتور بنزینی می باشد که بسیار کوچکتر و کارآمدتر از موتور بنزینی می باشد که در دیگر ماشین ها وجود دارد.در واقع اکثر ماشین ها نیاز به موتور بزرگی برای فراهم کردن انرژی مورد نیاز برای به حرکت درآوردن خودرو دارند.در موتورهای کوچکتر متوان با استفاده از قطعات کوچکتر و سبکتر و حتی با کاهش تعداد سیلندرها بازده موتور را بالا برد و آن را به ماکزیمم کارآیی نزدیک کرد.

در این قسمت دلایلی را بیان می کنیم که چرا موتورهای کوچکتر کارآیی بیشتری نسبت به موتورهای بزرگتر دارد :

موتورهای بزرگتر ،سنگین تر از موتورهای کوچکتر می باشند بنابراین خودرو در هر زمان انرژی بیشتری برای به حرکت درآوردن ماشین استفاده می گررد.

در موتور بزرگتر پیستون ها و اجزای داخلی سنگین تر می باشند و انرژی بیشتری برای بالا و پایین رفتن پیستون نیاز است.همچنین فضای سیلندر بزرگتر است بنابراین سوخت بیشتری برای هر سیلندر نیاز است.موتور بزرگتر معمولا تعداد سیلندر بیشتری دارد و موتور سوخت زیادی را در هر بار احتراق مصرف می کند حتی اگر در حال حرکت نباشد. اگر هر دو نوع خودرو ( یکی با موتور کوچکتر و دیگری با موتور بزرگتر ) در بزرگراه با یک سرعت ثابتی در حال حرکت باشند در حالی که هر دو موتور دارای خروجی یکسانی برای راندن خودرو می باشند خودرو با موتور کوچکتر انرژی کمتری مصرف می کند.اما چگونه موتور کوچکتر انرژی مورد نیاز خودروی شما را فراهم می کند تا خودروی شما یک خودروی پرقدرت در جاده باشد؟

حال اجازه بدهید خودروی هیبریدی خود را با یک خودروی با موتور بزرگ V-8 مقایسه کنیم.

موتور بزرگتر انرژی زیادی برای کنترل خودرو در هر موقعیت رانندگی به شما می دهد.موتور در خودروهای هیبریدی به اندازه ای قدرت دارد تا خودرو شما در بزرگراه بتواند به راحتی حرکت کند اما وقتی نیاز است که ماشین را به سرعت حرکت دهد و یا از یک سطح شیب دار بالا رود به کمک نیاز دارد.این کمک از باتری ها و موتور الکتریکی می آید این سیستم انرژی لازم را فراهم می کند.

موتور بنزینی در خودروهای مرسوم برای بیشترین نیروی مورد نیاز برآورد شده اند.در واقع اکثر رانندگان می خواهند در کوتاهترین زمان ممکن از بیشترین قدرت موتور استفاده کنند.اما موتور در خودروهای هیبریدی برای متوسط انرژی مورد نیاز برای به حرکت درآوردن خودرو برآورد شده اند.

بهبود بخشیدن به صرفه جویی در مصرف سوخت :

امروزه ماشین های هیبریدی در کنار موتورهای کوچک و کارآمد از روش های ویژه برای بهبود وضعیت مصرف سوخت استفاده می کنند. بعضی از این روش ها به هر نوع خودرویی کمک می کند تا بازده بهتری داشته باشند و بعضی دیگر از روش ها فقط مخصوص خودروهای هیبریدی می باشند.

برای این کار خودروهای هیبریدی می توانند :

 انرژی را دریافت و ذخیره کنند :

هرگاه شما پدال ترمز را فشار دهید شما از خودرو انرژی می گیرید.هرچه ماشین تندتر حرکت کند انرژی جنبشی بیشتری دارد ترمزهای ماشین این انرژی را گرفته و به صورت گرما پراکنده می کنند.خودروی هیبریدی می تواند مقداری از این انرژی را گرفته به وسیله آن باتری ها را شارژ کرده و برای استفاده های بعدی آن را ذخیره کند. این کار را با استفاده از احیا کننده ترمزی انجام می دهد.که از آن به جای ترمزها برای نگاه داشت خودرو استفاده می شود. همچنین موتور الکتریکی می تواند با آهسته شدن خودرو همانند یک ژنراتور عمل کرده و در زمانی که خودرو در حال کند شدن است باترها را شارژ کند.

 بستن موتور :

خودروهای هیبریدی همیشه به موتور بنزینی نیاز ندارند.چون در واقع به عنوان منبع انرژی عوض بدل با موتور الکتریکی و باتری ها می باشد.بنابراین خودرو می تواند گهگاهی موتور بنزینی را خاموش کند برای مثال زمانی که وسیله نقلیه پشت چراغ قرمز توقف کرده باشد.

 استفاده از آیرودینامیک پیشرفته برای کاهش فشار به خودرو:

وقتی شما در حال رانندگی در آزادراه می باشید بیشتر توان موتور صرف غلبه بر نیروی مقاومتی هوا می شود که این نیرو به فشار آیرودینامیکی شناخته می شود.این نیروی مقاوم را می توان به روش های متفاوتی کاهش داد. یکی از این روش ها کاهش ارتفاع پیشانی خودرو می باشد.بر همین اساس یک خودروی SUV نسبت به یک خودروی اسپورت بیش تر تحت تاثیر این نیرو قرار می گیرد.یکی دیگر از راههای کاهش فشار آیرودینامیک گذاشتن پوشش برای چرخ ها می باشد.و گاهی هم عوض کردن آینه ها با یک دوربین کوچک .

استفاده از تایرها با مقاومت غلتشی کم :

در اکثر خودروها چرخها برای یک رانندگی روان و آسان بهینه شده اند. با کمترین صدا و فراهم کردن عکس العمل های خوب در وضعیت های جوی متفاوت.خودروهای هیبریدی از تایرهای سخت و پربادی استفاده می کنند که نتیجه آن ایجاد فشاری معادل نصف تایرهای مرسوم می باشد.

 استفاده از مواد سبک :

کاهش وزن کلی ماشین یکی از ساده ترین روش ها برای افزایش کارایی خودرو می باشد.خودروی سبکتر انرژی کمتری برای به حرکت درآمدن استفاده می کند . مواد کامپوزیتی شبیه فیبر کربن و یا مواد سبک وزن شبیه آلومینیوم و منیزیم می توانند برای کاهش وزن استفاده گردند.

:: عرفان محمدی


  • تعداد صفحات :2
  • 1  
  • 2  
تجهیزات برقی خودروهای الكتریكی مسابقات ماشین های الكتریكی

شرکت سپهر تدبیر ایلیا
مهندس وحید ایرانی
------------------------
طراحی و ساخت
موتورهای الكتریكی
خودروهای هیبرید
-------------------------
09155212580
09123776393
02122774880
09398995067
hybridcar.mihanblog.com
iranidtc@yahoo.com
نشانی : ایران ، تهران ،
خیابان دولت ، چهار راه
قنات ، خیابان رحمانی ،
پلاک 118 ، واحد 21 ،
طبقه 2


آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :