تكنولوجيا السيارات الكهربائية الهجينة

السياره الكهرباء الهجينة هي سيارة تعتمد على نظام حركي مكون من فرعين مختلفين، يعملان من أجل تخزين الطاقة، وأيضا تحويلها لصورة حركية، فمن الممكن استخدام المحرك الكهربائي بالإضافة إلى محرك الاحتراق الداخلي من أجل تحويل الطاقة إلى حركة، وسوف نتعرف معا على تكنولوجيا السيارات الكهربائيه الهجينة، وكيفية استخدامها.

ما هي تكنولوجيا السيارات الكهربائية الهجينة؟

تعتبر السياره الكهربائيه نوع من أنواع المركبات الهجينة، كما أن التفسير العلمي لكلمة( هجين)،انه هو ترجمة لكلمة هيبريد Hybrid والتي تعتبر مشتقة من كلمة يونانية (هيبريد)، والتي تسمي خليط.

وكلمة هيبريد تفسر بتشارك عدد من بعض العناصر التي تستخدم في تشكيل عملية واحدة، من أجل إنتاج منتج جديد

تعرف على الاستعمال التقني للسيارات الكهربائية

مما لاشك فيه أن كلمة هجين تعني استخدام نظام متطور يعمل على الجمع بين نقطتين مختلفتين من أجل تحقيق هدف منشود منهم ، وهو تحريك السيارة.

ففي حال تشغيل السيارة من الممكن استخدام المحركين بشكل دوري منتظم، كما يمكن الاعتماد على أحد المجرمين دون الآخر.

وبناء على ذلك فإنه يتم الاعتماد على المحرك الكهربائي في تحريك السيارة، اول الرحلة فقط، ويرجع السبب في ذلك هو أن البطارية المشحونة بالكامل في أول القيادة، سوف تنتهي بعد فترة ليست بطويلة من الرحلة .

وفي حالة استخدام البطارية في الفترة الأولى من الرحلة، لا يصدر عنها أي نوع من الغازات الضارة بالبيئة.

ومع انتهاء البطارية يبدأ محرك الاحتراق الداخلي العمل على مواصلة الطريق، وأحيانا يتم استعمال محرك الاحتراق الداخلي مع البطارية كهربائية وايضا المولد الكهربائي، الذي يقوم بتخزين الطاقة الكهربائية بالبطارية عند استكمال الرحلة.

كما أنه قد تم مؤخرا اهتمام مصانع السيارات بالعمل على وضع بحوث من أجل الحد من ثقل البطاريات المستعملة في الوقت الحالي، ويرجع ذلك لأن البطارية تستهلك حمولة كبيرة من السيارة.

بالإضافة إلى أن العديد من الشركات تسعى من أجل تطوير المحركات الكهربائية بحيث تنخفض الضوضاء .

أما عن البطارية الكهربائية يتم العمل على الاستغناء عنها بواسطة تكنولوجيا خلايا الوقود والتي تنتج من خلال تفاعل الهيدروجين والأكسجين من أجل توليد الطاقة الكهربائية.

ويعتبر أهم ما يميز الخلايا الكهربائية أن العوادم التي تنتج عنها هي عبارة عن ماء فقط، مما يجعلها لا تتسبب في إنتاج أي عوادم او مواد ضارة على الإنسان والبيئة وبذلك تكون صديقة للبيئة.

تعرف على كيفية التعامل مع السيارات الهجينة

لقد تم اختراع المعالج الدقيق الالكتروني مما يقرب من 40 عام، وبعد أن تم اختراعه واستخدامه في جهاز الحاسوب، اتضح أنه عامل أساسي لا يمكن للسيارات في الوقت الحالي أو السيارات التي سيتم اختراعها في المستقبل الاستغناء عن المعالج الدقيق الالكتروني .

حيث يقوم المعالج الدقيق بعملية التحكم في الكبح المنتظم، وتنظيم العادم عن طريقة فلترته من الغازات الضارة، ومع مرور الوقت زادت قيمة الإلكترونيات الموجودة بالسيارة من 5% في عام 1980 إلى 20% عام 2010 من ثمن السيارة.

ويوجد نوعين من الالكترونيات في السيارة المهجنة وهما إلكترونيات القدرة و إلكترونيات التحكم.

إلكترونيات القدرة تعمل من أجل تنظيم التيارات الكهربائية العالية وتوزيعها بصورة منتظمة، وتنظيم الجهد الكهربائي للسيارة، حيث يبلغ وزن إلكترونيات القدرة بالسيارة المتوسطة ما يقرب من 20 kg , وتحتوي هذه الالكترونيات على محول كهربائي يعمل من أجل تحويل التيار المستمر المنبعث من البطارية لتيار متردد، يعمل من أجل تشغيل المحرك الكهربائي.

بالإضافة إلى إلكترونيات التحكم التي تقوم بتنظيم العمل بين محرك الاحتراق الداخلي والمولد الكهربائي ومحرك الكهرباء والبطارية.

فهو يعمل في نطاق قدرة مناسب أثناء حركة السيارة، واستبدال التشغيل من المحرك الداخلي إلى المحرك الكهربائي في أنسب وقت.

أما عن تنظيم البطارية فلابد من التوافق بين شحنة منخفضة (والتي تستخدم لعملية كبح قادمة) وشحنة مرتفعة( تعمل على أشغال أخرى داخل السيارة الهجين)، مثل تشغيل المحرك الكهربائي وبدء السير والتوقف . ويجري هذا التنظيم بحسب حالة السير الواقعية ويتوافق معه باستمرار.

ويقوم المعالج الإلكتروني الدقيق بالتنظيم بين الحركة والبطارية معتمدا على برمجة الحاسوب (سوفتوير)، اوعلى الخبرات الماضية، ويمكن التوصل إلي كفاءة أداء مرتفعة جدا من خلال العمل على الربط بين التحكم الإلكتروني في السيارة، حيث تستطيع السيارة صعود المرتفعات مثل الجبال على الطريق أو هبوط المنخفضات .

مواصفات بطارية السيارة الكهربائية الهجينة

البطارية الخاصة بالسيارة الهجين تتميز بوجود كثافة طاقة مرتفعة جدا بداخلها وذلك حتى تستطيع السير لمسافات طويلة، والتي يطلق عليها(بطارية عالية الطاقة).

ومن الممكن أن تقدم هذه البطارية قدرة عالية و تخزين طاقة كهربائية كبير خلال وقت قصير جدا .

كما أن بطارية السيارة الهجين يمكن شحنها وإعادة تفريغها لأكثر من مرة، ويتم استخدام بطاريات من نوع البطارية المعدنية Nickel hydride في سيارات Toyota Prius و Volkswagen Touareg، كما تستخدم بطارية Lithium ion التي تستخدم في سيارة mercedes s 400 . hydride

وتتفوق بطارية Lithium ion على بطارية Nickel hydride بإعادة الشحن وكثافة الطاقة وكثافة ضعف ما تنتجه من نفس الوزن .

نظام الحدافة وكيفية استخدامه في السيارات الهجينة

من أفضل الأنظمة المستخدمة داخل السيارات الكهربائية الهجينة هو نظام الحدافة فهو وسيلة سريعة من أجل إعطاء طاقة الحركة وتخزينها داخل السيارة الكهربائية الهجينة.

ومن الممكن استخدام هذا النظام في سيارة Porsche 911 hydride وهي سيارة هجينة، تحتوي على محرك الاحتراق الداخلي الخلفي، وأيضا اثنين محرك كهربائي أماميين يُعملا على تشغيل العجلتين الأماميتين، وعند سير السيارة تُعمل الطاقة الخاصة بالكبح في تشغيل المحرك الكهربائي المتصل بالحدافة وأيضا إدارتها بصورة سريعة.

وبناء على ذلك فسوف يتم تخزين طاقة الكبح داخل الحدافة بحيث يمكن أن تُدير الحدافة بصورة سريعة تتجاوز 40.000 دورة لكل دقيقة .

وفي حالة احتياجك للطاقة من أجل سير السيارة يجب عليك استخدام المحرك كمولد للكهرباء، واستمداد طاقة الحركة من الحدافة، وبذلك سوف تنخفض سرعة دوران الحدافة .

كما أن الحدافة لها عدة مميزات عن البطارية، وذلك بالنسبة لعدد مرات الشحن والتفريغ، لذلك تعتبر الحدافة أطول عمرا من البطارية .

احدث تطورات السيارات الهجينة

قامت مصانع السيارات اليابانية والعديد من المصانع الأخرى بصناعة ما يقرب من مليون سيارة هجينة، وذلك منذ عام 1999 وحتى عام 2009.

وعلى الرغم من تلك التطورات التي شهدتها صناعة السيارات الكهربائية الهجينة، لا تزال هذه التكنولوجيا تحتاج إلى التطوير.

والدليل على ذلك أن الأسعار الخاصة بهذه السيارات لا تزال مرتفعة، كما أنها تتميز أيضا بعملية ثقل الوزن واستهلاك جزء أكبر من الحمولة الخاصة بالسيارة ذات البطارية ثقيلة الوزن وكبيرة الحجم .

وما زال مجال التكنولوجيا مفتوح من أجل تطوير هذا النوع من السيارات الجديدة.

ولقد تم مؤخرا تحديد أقصى مدى للسيارة الهجينة التي تسير باستخدام البنزين والخلايا الكهربائية بنحو 830 km، فهي تقطع ما يقرب من ثلاثة أرباع هذه المسافة باستخدام الجازولين و الربع باستخدام المحرك الكهربائي الذي يعمل بالهيدروجين والخلايا الكهربائية.

وفي نهاية الموضوع نتمنى أن نكون قد أمددناكم بالمعلومات القيمة حول تكنولوجيا السيارات الكهربائية الهجينة، وخصائصها.