ما هي السيارات الهجينة hybrid ؟

 هي السيارات التي تدفع بأكثر من مصدر للطاقة وطبعا نحن في الغالب نتحدث سيارات الهجينة التي تدار بالبنزين والكهرباء لغاية توفير الطاقة إلا أن هناك سيارات تحتوي على مصادر أخرى ميكانيكية مثلا كما في flying wheel وهي طريقة ميكانيكية تحفظ الطاقة الحركية في عجلة تدور تستخدم في سباقات Formula 1 لا من أجل توفير البنزين بل من أجل منحها تسارع.

تأتي الكهرباء من بطارية كبيرة يصل وزنها إلى 50 كيلوغرام تكون عبارة عن بطاريات تيار مستمر DC صغيرة مجمعة معا كل واحدة منها بالكاد تزيد عن واحد فولت تتجمع معا في خلايا لتشكل البطارية الكبيرة.

تشحن البطارية عبر سحب الطاقة من العجلات عندما يخفف السائق السرعة وهذا المبدأ يعرف باسم Regenerative brake عوضا عن ضياع الطاقة بالاحتكاك يتم توليد كهرباء بها ووضعها بالبطارية. ويمكن (في بعض السيارات) أن يعمل محرك البنزين على شحن البطارية أيضا عندما تكون مستوياتها تحت نسبة معينة.

بعض السيارات تحتوي على مقبس للشحن وتسمى plug-in hybrid لكنها ليست موضوعنا.

تختلف سيارات الهايبرد من حيث الهدف من وراء تصميمها لكنها في الأصل صنعت لتوفير الوقود (كما في تيوتا بريوس Toyota Prius و هوندا سيفيك Honda Civic) لكن الكثير منها (أكثر من 75% من التي دخلت الأردن عندما كانت معفاة) كانت لم تصمم أصلا لتوفير البنزين بل لزيادة الرفاهية حيث أن سعة محركها تزيد عن 2500 سي سي بل قد يصل إلى 6200 سي سي كما في بعض سيارات GMC Yukon و Chevrolet Tahoe.

تختلف السيارات الهجينة عن بعضها البعض في طريقة عملها بدرجة كبيرة فما تعرفه عن واحدة لا ينطبق على أخرى وسأتحدث في هذا المقال عن ثنتين فقط هما Prius و Civic.

سيارة Honda Civic Hybrid

سيارة Honda Civic Hybrid تعتبر سيارة قليلة التهجين Mild parallel hybrid حيث تحتوي على محرك/مولد كهربائي مساعد يسمى IMA أي Integrated Motor Assist موضوع بين محرك البنزين وناقل الحركة (القير) على نفس المحور. المحرك الكهربائي المساعد قدرته لا تتجاوز 20 حصان (من موديل 2006 أما قبل ذلك كان 13 حصان فقط) وبهذه القدرة البسيطة لا يستطيع هذا المحرك الصغير دفع السيارة وحده (إلا في حالات نادرة) لهذا هي قليلة التهجين mild hybrid.

 تستطيع هذه السيارة العمل بشكل طبيعي حتى لو تعطل نظام الهايبرد كليا معتمدة على محرك البنزين القوي لأنها parallel hybrid أي أن مصدري الطاقة يعملان باستقلال (يمكن أن يعملا معا لمساعدة بعضهما البعض أو يعمل البزين وحده ونظريا يمكن تعمل على كهرباء فقط أيضا لكن عمليا هذا لا يصل لأن محرك الكهرباء صغير).

تحتوي هذه السيارة على محرك بنزين قوي بقدرة 96 حصان (من موديل 2006 وقبل ذلك كان 85 حصان) له 4 اسطوانات/سلندر يمكنه اغلاق حتى 3 منها. كذلك لها ناقل حركة يشبه الناقل الأوتوماتيكي لكنه فعليا CVT أي ناقل متصل متغير Continuous Variable Transmission يضمن عمل محرك البنزين على نسبة الدوران rpm المثالية دائما دون نتعات kick-downs.

http://auto.howstuffworks.com/cvt2.htm
http://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/hybrid-technology/honda-civic-hybrid1.htm

سيارة Toyota Prius

تعتمد على تقنية تسمى HSD أي Hybrid Synergy Drive أي الدفع الهجين المؤآزر وبعيدا عن اسم هذه العلامة التجارية تلك التقنية تعتمد على آلة توزيع الطاقة Power Split Device وهي ميكانيكية شديدة التعقيد توزيع الطاقة بحيث تعطي عزم أكبر للعجلات أو تزيد معدل دوران (سرعة) أو تشحن البطارية. قامت تيوتا بترخيص هذه التقنية إلى شركات إخرى فتجدها في سيارات أخرى مثل نيسان ألتما. تحتوي سيارة Prius على محركين كهربائيين يرمز لهما MG1 و MG2 (أو MG-S و MG-T الأول يعطي سرعة والثاني يعطي عزم على الترتيب)  إلى جانب محرك البنزين ذي 1500 سي سي وبقدرة 76 حصان ويرمز له ICE يعمل دائما على معدل الدوران RPM الأمثل له (بين 1000 إلى 2000 دورة في الدقيقة rpm) في حين يعمل موزع الطاقة على

محركي الكهرباء بقدرة 67 حصان يستطيعان تسير المركبة وحدهما لمسافة قد تصل إلى ميلين عندما لا يمكن استعمال محرك البنزين (عندما ينفد البنزين) لكنها لا تستطيع العمل دون النظام الكهربائي إطلاقا (تماما عكس هوندا سيفيك).
باختصار هي سيارة بناقل ذي غيار واحد فقط هو الغيار الأمامي (الغيار الخلفي يكون كهرباء فقط عبر عكس فولتية MG2 لهذا كان هناك شكاوى من عدم القدرة على الرجوع للخلف على مرتفع في إصدارات Prius الأولى)