ما هي مركبة هجينة خفيفة؟

حقائق سريعة حول المركبات الهجينة المعتدلة

• محركات مركبة هجينة معتدلة على الغاز مع بطارية كهربائية صغيرة تغذي محرك كهربائي منخفض الإخراج ، 48 فولت.
• وفورات الوقود من نظام هجين معتدل متواضع.
• عادةً ما يحسن نظام هجين معتدل التسارع من طريق مسدود.

فازت هوندا على منافسيها في تسويق أول مركبة كهربائية هجينة معتدلة (MHEV) في الولايات المتحدة: The Honda Insight 2000. بعد ربع قرن ، هناك الآن العشرات من المركبات الهجينة الخفيفة المتاحة في السوق الأمريكية.

نظرًا لأن صانعي السيارات يوسعون عروضهم من النماذج المكهربة ، فقد وفرت تقنية MHEV حلاً غير مكلف نسبيًا لأولئك الذين يتسوقون للمركبات. وبالتالي ، فإن مركبات غير محتملة مثل شيفروليه سيلفرادو و 2008 من سييرا سييرا بيك آب تفتخر أنظمة MHEV المبكرة. هذا يطرح السؤال: ما الذي يشكل مركبة هجينة خفيفة؟ سنجيب على هذا السؤال ، بالإضافة إلى تقديم تاريخ MHEV قصير وقائمة لبعض نماذج MHEV الحالية كما تقرأ. استخدم الروابط أدناه لتخطي الأمام في المقالة.

ما هو الهجين المعتدل؟

نظام هجين معتدل يكتسب بعض الحمل الكهربائي لمحرك الاحتراق الداخلي الذي يغذيه البنزين (ICE) باستخدام بطارية كهربائية صغيرة تغذي محرك كهربائي منخفض الإخراج. يشار إلى هذه الأكثر شيوعًا باسم 48 نظامًا. على الرغم من أنها لا تستطيع تشغيل السيارة من تلقاء نفسها ، إلا أن نظام MHEV 48 فولت عادة ما يبدأ السيارة وأيضًا الفرامل أو يبطئها. أثناء عملية الفرامل ، يستعيد MHEV الطاقة الحركية التي تم إنشاؤها مع إبطاء السيارة.

وهذا ما يسمى الكبح التجديدي. تتحول هذه الطاقة إلى كهرباء وتخزينها في بطارية MHEV. يعتمد نظام MHEV بعد ذلك على الطاقة المخزنة لمساعدة محرك الغاز على تسريع السيارة من طريق مسدود. لذلك ، تستخدم السيارة وقودًا أقل عند التسارع من التوقف ، مما يؤدي إلى مكاسب متواضعة في الاقتصاد في استهلاك الوقود.

في الأساس ، يستخدم نظام MHEV بعض أو كل المكونات التالية لتقليل الحمل على الجليد ، وتخفيض استهلاك الوقود:

• محرك كهربائي متواضع
• حزمة بطارية صغيرة
• نظام الفرامل التجديدي
• نظام كهربائي أكثر قوة

هجينة معتدلة مقابل الهجينة التقليدية

يعمل الهجين التقليدي (أو HEV) جنبًا إلى جنب مع الجليد ويمكنه حتى تشغيل السيارة لمسافات قصيرة بسرعات أقل من تلقاء نفسها. هذا بسبب صفيف البطارية الأكبر والمحرك الأكبر. ومع ذلك ، لا يمكن لـ MHEV تشغيل مركبة من تلقاء نفسها بسبب بطاريتها ومحركها الأصغر المذكور أعلاه. وبعبارة أخرى ، فإن دور نظام MHEV أقل أهمية بكثير من دور HEV. ينعكس هذا في التعزيز المتواضع الذي يوفره نظام MHEV على الاقتصاد الكلي للوقود مقابل الزيادة الكبيرة التي يوفرها نظام HEV. ومع ذلك ، فإن دمج نظام MHEV في السيارة يكلف أقل من نظام HEV.

فوائد هجينة خفيفة

إذا كنت ترغب في غمس إصبع قدمك في بحر المركبات المكهربة ، فإن MHEV هو مكان معقول للبدء. فيما يلي الفوائد التي يمكن أن تتوقعها مع MHEV:

• زيادة متواضعة في الاقتصاد في استهلاك الوقود
• انخفاض طفيف في انبعاثات أنبوب الذيل
• زيادة صغيرة في التسارع من التوقف
• بأسعار معقولة أكثر من الهجينة أو السيارات الكهربائية
• لا حاجة لشحن البطارية

هل الهجين المعتدل يستحق كل هذا العناء؟

تكتسب الأنظمة الهجينة الخفيفة شعبية ، وخاصة بين العلامات التجارية الأوروبية. ومع ذلك ، في أكثر الأحيان ، فإن فائدة MHEV الأساسية هي الحفاظ على أنظمة مثل التحكم في المناخ عندما يتم إيقاف تشغيل المحرك تلقائيًا عند ضوء أحمر. ذلك ، وتوفير القليل من الدعم الإضافي أثناء التسارع من طريق مسدود. تعد وفورات الوقود MHEV أكثر من قيمة مضافة للمزايا الأخرى. من ناحية أخرى ، لا يضيف نظام هجينة معتدل بشكل متواضع إلى سعر شراء السيارة. نشك في أن العديد من سائقي هذه المركبات لا يدركون حتى أن هناك MHEV يفترض بعض عبء عمل المحرك. لن ندرج نظامًا هجينًا معتدلًا على قائمة يجب أن يكون عند التسوق للسيارات ؛ ومع ذلك ، لن نشعر بخيبة أمل لمعرفة سيارة أحلامنا لها واحدة.

كم هو الهجين المعتدل يحسن عدد الكيلومترات الغاز؟

في دراسة خاضعة للرقابة لتأثير نظام هجين معتدل على الاقتصاد في استهلاك الوقود الذي نُشر في ديسمبر 2021 في دراسات الحالة في الهندسة الحرارية ، أظهرت النتائج تحسنًا في MPG بنسبة 8 ٪. يدعي بعض صانعي السيارات توفير ما يصل إلى 20 ٪. الاحتمالات ، إنها في مكان ما بينهما.

كيف يعمل الهجين المعتدل؟

على عكس HEV ، الذي يمكن أن يسافر مسافات قصيرة بسرعات منخفضة فقط على الكهرباء ، لا تعمل الهجين المعتدل أبدًا كسيارة كهربائية (EV). بدلاً من ذلك ، فإنه يسمح للجليد بإغلاقه عند السواحل أو الكبح ، ويزيل محركات الأقراص التي يتطلبها الجليد لتشغيل مكونات معينة ، وتهوية البنى الكهربائية الأكثر قوة التي تتطلبها تقنيات المركبات الحديثة.

ونتيجة لذلك ، يمكن أن يصل الهجين المعتدل إلى 20 ٪ من كفاءة استهلاك الوقود بنسبة 20 ٪ من نفس السيارة دون هذا النوع من توليد القوة.

ماذا يحدث عندما تنفد بطارية هجينة خفيفة؟

من غير المرجح أن تكون بطارية MHEV التي تستنفد شحنتها بالكامل لأنها يتم شحنها باستمرار من قبل محرك الاحتراق ونظام الفرامل التجديدي. ومع ذلك ، إذا ، لسبب ما ، تنفد البطارية من العصير أو تفشل ، فإن محرك الاحتراق يلتقط ببساطة الركود.

التاريخ المبكر للهجينة المعتدلة

فازت هوندا على جنرال موتورز لتكنولوجيا MHEV من خلال تبنيها لمقاعدها الرائدة ، وهي البصيرة. استخدم نظام Honda المتكامل للمحركات (IMA) محركًا كهربائيًا موضحًا بين المحرك وناقل الحركة. لقد بدأ جليد السيارة ، وساعد في التسارع من التوقف ، وإغلاق الجليد عندما تم إيقاف البصيرة في حركة المرور أو عند تقاطع.

قامت هوندا بتحسين تقنية IMA مع ظهور أول مرة في سيارة Civic Hybrid لعام 2006 ، والتي يمكن أن تحلق دون تشغيل الجليد. ومع ذلك ، نظرًا لأن النظام لا يزال قادرًا على تشغيل السيارة فقط على الكهرباء مثل محرك التآزر الهجين في تويوتا في بريوس ، ظلت الهجينة المدنية هجينة خفيفة.

في نفس الوقت تقريبًا ، ضربت Civic Hybrid السوق ، قام General Motors بطرح خط Saturn Vue Green. لقد كانت سيارة الدفع الرباعي المدمجة من البلاستيك مزودة بنظام مبتدئ حزام (BAS) يساعد محرك 4 أسطوانات سعة 2.4 لتر. قام محرك كهربائي ، وبطارية هيدريد ميتول 36 فولت بالولاء ، ونظام الفرامل التجديدي إلى تحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود عن طريق إيقاف تشغيل المحرك عند إيقاف سيارات الدفع الرباعي ، مع المساعدة في التسارع من التوقف.

في نهاية المطاف ، أدت تقنية توليد الطاقة في Vue Green Line إلى Eassist ، والتي أصبحت قياسية في Buick Lacrosse 2012 ، وفي عام 2013 ، The Buick Regal. كان صنع مستوى توليد قوة هجين معتدل في السيارة خطوة غريبة ، وكانت جنرال موتورز قبل المنحنى.

بعد مرور أكثر من 10 سنوات ، بدأت العديد من شركات السيارات في تبني حلول هجينة معتدلة معتدل لتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود. أيضا ، تطورت التكنولوجيا من دمج أنظمة بطارية 48 فولت إلى التحسينات في الكبح التجديدي. بالإضافة إلى ذلك ، تدعم الهجينة الخفيفة هذه الأيام تقنية السائق المتقدمة ، مما يؤدي إلى تحسين الأداء والسلامة أثناء القيادة.

تقنية هجينة معتدلة في المزيد من السيارات

جنرال موتورز خارج الأعمال المختلطة ، بعد أن قام بتخليص نظامه المختلط المعتدل مع تشيفي ماليبو 2013. ومع ذلك ، التقط صانعي السيارات الآخرين تقنية MHEV على طول الطريق. وبعضها ، مثل BMW و Volvo و Audi يستخدمونها في غالبية طرزها.

بي ام دبليو

دفعت BMW بقوة مظروف MHEV ، وذلك باستخدام التكنولوجيا في أكثر من 50 نموذجًا منتشرة عبر المشهد الطراز بالكامل.

لاند روفر

تعمل Land Rover على تشكيلة طرازها بالكامل باستخدام محركات مع نظام MHEV. إذا لم تكن مساعدة MHEV كافية ، فإن Land Rover تقدم بعض النماذج ككامل كهربائي (EV) أو المكونات الهجينة (PHEV). على سبيل المثال ، رينج روفر على حد سواء.

مرسيدس بنز

يوفر مرسيدس بنز شركة صناعة السيارات الأخرى التي تقدم نظامًا MHEV عبر مجموعة واسعة من تشكيلة الطراز الخاصة بها ، حيث توفر سيارات الدفع الرباعي وسيارات السيدان والسيارات السياحية مع بعض التعزيزات الكهربائية.

جاكوار

تستخدم سيارة Jaguar F-Pace Compact SUV نظام MHEV.

فورد

اختر Ford Escape Hybrid للحصول على MHEV بالإضافة إلى إعداد Hybrid (HEV) التقليدي أو المكونات الهجينة (PHEV).

فولفو

يمكنك التحقق من MHEVs بين طرز Volvo مثل XC60 و XC40 SUVs ، وكذلك S90 سيدان.

كبش

يمنحك طلب RAM 1500 مع V6 نظام MHEV.

أودي

توفر معظم طرز Audi نظام MHEV ، بدءًا من A3 وتمر عبر A8.

أنواع الهجينة

هناك ثلاثة أنواع أساسية من الأنظمة الهجينة. لقد تطرقنا إلى اثنين منهم بالفعل ؛ ومع ذلك ، من أجل الوضوح ، نصف بإيجاز كل منها أدناه. لقد أضفنا أيضًا نوعًا هجينًا رابعًا نادراً ما يتم الحديث عنه لأنه غير متوفر حاليًا في نماذج الإنتاج.

الهجين (HEV)

يجمع النظام الهجين الكامل بين الثلج مع البطارية والمحرك الكهربائي لمشاركة واجبات دفع السيارة. من الناحية الفنية ، يسمى هذا الهجين الموازي لأن مكونات الجليد و HEV تعمل إلى جانب بعضها البعض. من الممكن أن تدفع معظم أنظمة HEV هذه السيارة لمسافات قصيرة بسرعات منخفضة من تلقاء نفسها. ومع ذلك ، فإن عجلات محرك السيارة عادة ما تتلقى الطاقة من الجليد ، أو نظام الجليد و HEV مجتمعين. نظام HEV مكتفي بذاته ، ويطعم البطارية مع الإخراج الكهربائي من مولد الجليد ، وكذلك من خلال نظام الفرامل التجدد.

هجين معتدل (MHEV)

يعد MHEV إعدادًا أقل من الثلج والخلايا الجليدية والأسعار معقولة ينتج عن وفورات أقل دراماتيكية للوقود. لا يزال مزيجًا من الجليد والبطارية ومحرك كهربائي ، لكن البطارية والمحرك أصغر بكثير. حيث يمكن لـ HEV الكامل إرسال الطاقة مباشرة إلى العجلات ، فإن MHEV بدلاً من ذلك يوفر دفعة من الطاقة للمحرك عند التسارع من طريق مسدود. يمكنه أيضًا إدارة بعض الحمل من الأنظمة المتعطشة للطاقة مثل تكييف الهواء. كما هو الحال مع نظام HEV ، يتم شحن بطارية نظام MHEV من خلال الكبح الجليدي والتجديد.

المكونات الهجينة (PHEV)

يمكن لـ PHEV عادة دفع مركبة على الطاقة الكهربائية وحدها لمدة 25-50 ميلًا تقريبًا. عندما تستنزف البطارية ، يبدأ الجليد لتشغيل العجلات. على الرغم من أن بطارية PHEV يمكن أن ترسم شحنة من نظام الفرامل الجليدي والتجديد ، إلا أنها يجب إعادة شحنها عن طريق توصيل مصدر خارجي. إن إمكانية المكون الإضافي هذه ، بالإضافة إلى صفيف بطارية أكبر من HEV ، هو ما يسمح لـ PHEV بالسفر على الطاقة الكهربائية فقط.

النطاق الهجينة الموسع

فكر في المدى الهجينة على نطاق واسع كـ EVs الكاملة التي تعتمد فيها السيارة فقط على طاقة البطارية لتدوير العجلات ولكنها توفر جليد صغير لإعادة شحن البطارية عندما تنفد من العصير. أي أن الجليد يعمل مثل المولد لإنشاء التيار الكهربائي اللازم للحفاظ على تشغيل المحرك وإعادة شحن البطارية. كان تشيفي فولت عبارة عن مجموعة هجينة.

ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه المقالة من أجل الدقة منذ نشرها في الأصل. ساهم كريستيان واردلاو في هذا التقرير.