السيارات المهجنة Hybrid car

فكرة التهجين في وسائل المواصلات فكرة ليست بالجديدة, كما يعتقد البعض وأن أول ظهور لها كان مع سيارة هوندا "إنسيت" أو تويوتا "بريوس".

فقد ظهرت فكرة التهجين من قبل مثل:

- القطار (ديزل- كهرباء)

- العجلة ذات الموتور mo-ped (كهرباء- طاقة بشرية)

- السفن الشراعية ذات المجاديف

السيارة المهجنة:

هي سيارة بها مصدرين للطاقة )الوقود- البطاريات(. محرك احتراق داخلي بالإضافة إلى موتور كهربائي. (محرك بنزين- وموتور كهربائي), أو(محرك ديزل- وموتور كهربائي).

أنواع السيارة المهجنة:

يمكن تقسيم أنواع السيارة المهجنة إلى أربعة أنواع:
تهجين ضئيل micro, تهجين متوسط mild, تهجين تام full (يسمى أيضاً المتوازيparallels ), و المتسلسل series (يسمى أيضا المتوالي أو مطيل المدى).

التهجين الضئيل:

هذا النظام يكون به موتور كهربائي ولكن لا يقوم بدفع المركبة. وفي هذا النظام يقوم الموتور بالتحكم في إدارة المحرك, وأعمال أخرى. هذا النظام يوفر من 5 إلى 15% من استهلاك الوقود.

التهجين المتوسط:

في هذا النظام تتحرك السيارة عن طريق محرك الاحتراق الداخلي, ويقوم الموتور الكهربائي بمساندة محرك الاحتراق عند الحاجة إلى قدرة إضافية.

السيارة المهجنة على التوالي:

وهي عبارة عن سيارة كهربائية يساندها محرك احتراق داخلي صغير. وفي هذا النظام يقوم الموتور الكهربائي فقط بدفع السيارة. ويقوم المحرك بإدارة مولد كهربائي. يولد المولد كهرباء تخزن في البطارية أو تعمل على إدارة الموتور.

بعض السيارات الموتور الكهربائي للسيارة يعمل عن طريق البطارية فقط, وعند وصول حالة الشحن للبطارية لدرجة معينة, فإن محرك الاحتراق يعمل ويقوم بشحن البطارية, ولا يقوم بإمداد الموتور بالكهرباء.

السيارة المهجنة بالكامل:

هذه السيارة يمكن أن تدور عن طريق موتور الكهرباء أو محرك الاحتراق أو الاثنين معاً. وهي تختلف عن التهجين الضئيل أو المتوسط. وهذه الإمكانية تتيح أن تبدأ حركة السيارة بواسطة الموتور الكهربائي فقط, ثم في السرعات المتوسطة تعمل السيارة بواسطة محرك الاحتراق. وعند الحاجة لقدرة أعلى في حالة الحاجة للتسارع أو صعود مطلع, فإن الموتور الكهربائي ومحرك الاحتراق يعملا معا على نفس المحور لدفع السيارة. ويسمى هذا النوع أيضاً بالمتوازي حيث يقوم محرك الاحتراق والموتور الكهربائي بالعمل على التوازي لتوفير جهد الجر للسيارة.

طريقة عمل السيارة المهجنة:

يوجد بالسيارة عدد 2 وحدة (موتور/مولد) بالإضافة إلى محرك الاحتراق الداخلي. ويمكن للسيارة أن تعمل عن طريق وحدة 2 أو تعمل عن طريق محرك الاحتراق الداخلي. ويمكن أن يشترك وحدة 2 ومحرك الاحتراق في دفع السيارة عند الحاجة إلى قدرة كبيرة. ويمكن لمحرك الاحتراق إدارة وحدة 1 لتوليد كهرباء لتشغيل وحدة 2 أو شحن البطارية. وتعمل وحدة1 عمل بادئ الحركة في بدأ إدارة محرك الاحتراق الداخلي.

مميزات السيارة المهجنة:

تتميز السيارة المهجنة عن الأنواع التقليدية للسيارات. بأنها:
- توفير في استهلاك الوقود,
- تقليل العادم والتلوث البيئي,
- أحسن من ناحية التحكم في الأداء.

كيف تقوم السيارة المهجنة بتوفير الوقود:

يعتقد البعض أن توفير الوقود يأتي من استخدام مصدرين للطاقة, وإنه عند استخدام الكهرباء فإننا نوفر في استهلاك الوقود. ولكن في الحقيقة أن استخدام الكهرباء يأتي من عمل محرك الاحتراق الداخلي وإنه يستخدم الوقود في عملية شحن البطارية. وكما هو معلوم فإن تحويل الطاقة من شكل إلى أخر يستهلاك جزء من الطاقة تعتمد على كفاءة التحويل أي أن هناك فقد (زيادة في استهلاك الوقود) مقداره 5% إلى 10% حسب كفاءة التحويل. إذا كيف توفر السيارة المهجنة في استهلاك الوقود؟

السر هنا هو استخدام محرك احتراق داخلي صغير بالمقارنة بالسيارات التقليدية. فإن الحاجة للسير بالسيارة بسرعة في حدود 100 كيلومتر/ساعة يحتاج في حدود من 30 إلى 40 حصان. ولكن المحركات التقليدية بالسيارات لها قدرة في حدود 100 إلى 150 حصان, هذه الزيادة تكون موجودة بالسيارة عند الحاجة إليها في حالة التسارع أو صعود مرتفع. هذا يعني أن عند سرعات السير العادية يعمل المحرك الكبير عند نصف أو ثلث حمل وهو هنا يعمل في مستوى كفاءة متدني, كما أن المحرك الكبير تكون أبعاده كبيرة ويحتاج إلى جزء من القدرة لإدارة نفسه. أما بالنسبة لمحرك السيارة المهجنة فإنه يكون صغير, ذو أجزاء صغيرة يستهلك جزء بسيط من القدرة لإدارة نفسه, وفي نفس الوقت يعمل بالقرب من الحمل الكامل ذو الكفاءة العالية فيوفر أيضاً في الوقود.

بالإضافة أن السيارة المهجنة تعمل عن طريق تقنية استعادة جزء من الطاقة المفقودة بالفرامل, فعند استخدام الفرملة يتحول جزء من طاقة الفرملة عند طريق مولد إلى طاقة كهربائية لشحن البطارية. وكذلك تقنية التوقف وبدأ الحركة, فكلما وقفت السيارة أثناء السير في إشارة المرور مثلاً فإن السيارة توقف عمل محرك الاحتراق ومحرك الكهرباء نهائيا. فتوفر السيارة جزء من استهلاك البنزين عند التوقف في إشارة المرور.

كيف تقوم السيارة المهجنة بتقليل تلوث الهواء:

عند السرعات البطيئة تعمل السيارة بالموتور الكهربائي (الموتور الكهربائي ليس له إنبعاثات  Zero emission, توفير استهلاك الوقود بمحرك الاحتراق يقلل من كمية العادم المنبعثة, كذلك عدم عمل المحرك أو الموتور أثناء التوقف يقلل من انبعاثات العادم حيث أن نسبة التلوث لمحرك الاحتراق الداخلي تكون عالية عند سرعة الحمل الخالي.

كيفة يتم التحكم في السيارة المهجنة:  

حيث أن التحكم الكهربائي أحسن دقة من التحكم الميكانيكي. فإن عمل السيارة بالموتور الكهربائي في معظم الوقت يمكن من تحسين أداء السيارة.