السيارات الهجينة (سيارات الهايبرد)

تصنيفات السيارة الهجينة وفق النوع ونظام العمل والاستطاعة

على الرغم من أنّ كافة السيارات التي تستخدم الكهرباء والوقود معاً كمصادر للطاقة يُطلق عليها مصطلح سيارات هجينة؛ فلا تتشارك جميع هذه السيارات بذات التصميم أو طريقة العمل نفسها.

ويمكن تصنيف السيارات الهجينة وفق ثلاثة معايير.

تصنيف السيارات الهجينة حسب النوع:

1. السيارات الهجينة التقليدية (True Hybrid)

في الواقع لم يكن هذا التصنيف موجوداً منذ زمن بعيد، إذ أنّ كافة السيارات الهجينة التي تم تصنيعها في البداية كانت تصنف ضمن هذا النوع، ويمكن معرفة السيارة الهجينة التقليدية من خلال أسلوب الشحن المستخدم.

إذ أنها تعتمد بشكل كلي على استعمال الطاقة الفائضة في السيارة لشحن البطارية وخاصة طاقة السيارة عند الكبح.

2. السيارات الهجينة القابلة للشحن من الشبكة (Plug in Hybrid)

ظهر هذا النوع من السيارات في نهاية عام 2010 مع طرح سيارة شيفروليه فولت (Chevrolet Volt) في الأسواق لتبدأ بعدها شركات أخرى في طرح سيارات من نفس النوع.

كما هو الحال في السيارات الهجينة التقليدية فإن السيارة تقوم باستخدام الطاقة الضائعة لإعادة شحن البطارية، لكن الاختلاف يكمن في إمكانية شحن البطارية بشكل مباشر من شبكة التغذية.

على الرغم من أنّ هذه الطريقة قد تبدو مكلفة في البداية إلا أنها توفر الكثير من المال، إذ أنّ ثمن الكهرباء اللازمة لشحن البطارية من الشبكة أقل بكثير من ثمن الوقود اللازم لقيادة السيارة لنفس المسافة.

ومع وجود شواحن سريعة للبطارية يمكنك إعادة شحن البطارية خلال وقت قصير.

ميزات السيارة الهجينة القابلة للشحن

هذا النوع من السيارات يتميز غالباً ببطاريات أكبر حجماً ما يعني أنها قادرة على تخزين كمية أكبر من الطاقة، وبالتالي فهي توفر إمكانية القيادة بالاعتماد على الطاقة الكهربائية لوحدها لمسافات طويلة.

مما يمكن ترجمته إلى توفير أكثر في كمية الوقود.

تصنيف السيارات الهجينة حسب نظام العمل:

1. السيارات الهجينة ذات النظام التسلسلي (Series Hybrids)

يعدّ هذا النموذج أقدم النماذج المستخدمة في تصنيع السيارات الهجينة، حيث يكون محرك الاحتراق الداخلي في هذا النوع مرتبطاً بشكل مباشر مع مولد كهربائي يقوم بتوصيل الكهرباء إلى شاحن خاص.

يقوم بإعادة شحن البطارية ومنها يتم توصيل الكهرباء إلى متحكمات تقوم بتغذية المحركات المتصلة بالعجلات.

ميزات السيارة الهجينة بالنظام التسلسلي

يقدم هذا النظام العديد من الحسنات:

• حيث أنّ محرك الاحتراق الداخلي لا يتصل بشكل مباشر مع العجلات؛ مما يعني أنّه بإمكانك الاستفادة منه بفعالية أكبر وتقليل صرف الوقود.
• فضلاً عن كون هذا النظام يغني عن استخدام علب السرعة.
• وحيث أنّ العجلات تأخذ طاقتها بشكل مباشر من المحركات الكهربائية ومع كونها أكثر مردوداً من محركات الاحتر��ق الداخلي فإنّ هذا النظام يعتبر موفراً للطاقة.
• ولا يجب أن ننسى أن الترتيب التسلسلي يتيح لك إيقاف تشغيل المحرك والقيادة باستخدام الطاقة المخزنة في البطارية.

سلبيات السيارة الهجينة بالنظام التسلسلي

• أما من ناحية أخرى فإنّ هذا التوصيل المتسلسل لا يتيح استخدام محرك الاحتراق الداخلي لنقل الحركة للعجلات بشكل مباشر.
• كما أنّ هذه القطع يمكن أن تكون ثقيلة الوزن وتزيد وزن السيارة بشكل ملحوظ.
•  أيضاً كثرة الأجهزة الموجودة بين محرك الاحتراق الداخلي والمحرك الكهربائي قد تسبب بعض الضياع في الطاقة.

2. السيارات الهجينة ذات النظام التفرعي (Parallel Hybrids)

إنّ هذا النظام هو الأكثر انتشاراً في الوقت الحالي، تستخدمه أغلب الشركات في سياراتها الجديدة نظراً لكونه أكثر فعالية من النظام التسلسلي وأرخص ثمناً.

يتميز هذا النظام بكون المحرك مرتبطاً بشكل مباشر مع العجلات من خلال علبة السرعة، ومن الجانب الآخر يرتبط بعلبة السرعة محرك كهربائي متصل بالبطارية من خلال متحكم لتعديل الفولطية (Voltage) من جهد عالي إلى أقل.

على عكس النظام التسلسلي فإن هذا النظام لا يتضمن وجود مولد كهربائي، مما يعني أنّ المحرك لا يساهم بشحن البطاريات.

ولهذا فإنّ عملية الشحن تتم بشكل حصري باستخدام الطاقة الناتجة عن الكبح ضمن السيارات من النوع التقليدي أو باستخدام الكهرباء القادمة من الشبكة إن كانت السيارة من النوع القابل للشحن.

الإيجابيات في السيارة الهجينة بالنظام التفرعي

• إذ أنّ توصيل محرك الاحتراق الداخلي بالعجلات بشكل مباشر يقلل من ضياع الطاقة.
• يمكِّنك من استخدام محرك الاحتراق الداخلي لتوفير المزيد من القدرة لتحريك السيارة.
• وحيث أنّ عدد المكونات في هذا النظام أقل فالسيارات العاملة على هذا النظام تكون أخف وزناً.

السلبيات في السيارة الهجينة بالنظام التفرعي

• إذ أن محركات الاحتراق الداخلي ليست عملية في كافة السرعات.
• كما أنّ هذا النظام يتطلب استخدام علبة سرعة على عكس النظام التسلسلي.
• ونظراً لكون هذا النظام يستدعي اتصال مصدرين مختلفين للطاقة بعلبة السرعة فمن الواجب استخدام آليات معقدة للتوصيل منعاً لإعاقة أحدهما للآخر.

3. السيارات الهجينة ذات النظام المختلط

كما يوحي لك الاسم فإنّ هذه السيارات تستخدم نظاماً يجمع بين النظامين السابقين، إذ أنّ المحرك في هذا النظام يتصل بشكل مباشر مع العجلات عبر علبة سرعة من جهة.

ومن جهة أخرى يتصل مع مولد كهربائي يقوم بشحن البطارية أو يقدم الكهرباء بشكل مباشر للمحرك الكهربائي الذي يتصل أيضاً بعلبة السرعة.

في السيارات العاملة بهذا النظام يوجد حاسوب خاص يقوم باستشعار ظروف القيادة وحالة البطارية لاختيار وضع القيادة الأكثر ملاءمة للحصول على التوفير الأكبر.

فعندما تكون البطارية ممتلئة والطريق لا يتطلب الكثير من القدرة يقوم الحاسوب بإيقاف تشغيل محرك الاحتراق الداخلي والقيادة باستخدام الطاقة الكهربائية فقط.

أما عندما تحتاج السيارة للمزيد من العزم أو تنخفض نسبة الشحن في البطارية فإنّ الحاسوب يقوم بتشغيل محرك الاحتراق الداخلي بشكل تلقائي.

تصنيف السيارات الهجينة حسب الاستطاعة

تقسم السيارات الهجينة في هذا التصنيف حسب استطاعة المحركات الكهربائية المستخدمة فيها ونوع البطاريات الموجودة، حيث تقوم بعض الشركات بتخفيض هذه الاستطاعة لتقليل السعر والتكلفة، فقامت بتصنيفها إلى:

1. (Mini Hybrids)

تحوي هذه السيارات بطاريات صغيرة لتقليل التكلفة، يقتصر دورها على دعم محرك الاحتراق الداخلي فقط حيث لا تسمح سعة البطارية والمحركات الكهربائية بفصل محرك الاحتراق الداخلي.

2. (Mild Hybrids)

تكون المعدات الكهربائية في هذا النوع أكبر حجماً وتستخدم بشكل أساسي في السيارات ذات النظام التفرعي، لكنها أيضاً لا توفر إمكانية القيادة في الوضع الكهربائي بشكل كامل.

بل يمكنك استخدام هذا الوضع لمسافات قصيرة، ويكون ثمن هذه السيارات متوسطاً.

3. (Strong Hybrids)

يمكن أن تكون هذه السيارات من السيارات ذات النظام التسلسلي أو التفرعي أو حتى المختلط، يسمح هذا النوع من القيادة باستخدام الوضع الكهربائي وفصل محرك الاحتراق الداخلي بشكل كامل ولمسافات أكبر.

كما تدعم إمكانية الفصل الآلي لمحرك الاحتراق الداخلي عند التوقف لتوفير الوقود عند القيادة في المدن.