در 23 نوامبر سال 1905میلادی یک مهندس آمریکایی به نام H.Piper یک ماشین هیبریدی اختراع کرد که قادر بود در مدت 10 ثانیه تا 25 مایل شتاب بگیرد. موتور این خودرو در واقع ترکیبی از موتور بنزینی و موتور الکتریکی بود که امروزه به عنوان موتور هیبریدی نیز شناخته می‌شود.
در حال حاضر خودروهای هیبریدی بسیار مورد توجه کمپانی‌های بزرگی در دنیا قرار گرفته‌اند و به عنوان خودروهای ثابت در رویدادهای معرفی خودرو همه ساله مدل‌های جدید خود را عرضه می‌کند. از جمله آن‌ها می‌توان به شرکت‌هایی از قبیل تویوتا، هندا، میتسوبیشی، فورد، فیات، جنرال موتورز، دایملر کرایسلر، نیسان، پژو و … اشاره نمود، که برخی از آن‌ها در شرکت‌های اجاره خودرو در مشهد نیز قابل دسترس می‌باشند.
عملکرد خودروهای هیبریدی
خودروهای هیبریدی به وسیله دو منبع انرژی، یک واحد تبدیل انرژی و یک وسیله ذخیره انرژی نیز قدرت خود را می‌گیرند. واحد تبدیل انرژی در واقع امکان قدرت گرفتن از بنزین، متانول، گاز طبیعی فشرده، هیدروژن یا سایر سوخت‌های جانشین را دارا می‌باشد. همچنین این خودروها از این پتانسیل برخوردار هستند که 2 تا 3 برابر، راندمان بالاتری نسبت به سایر خودروهای متداول دیگر را نیز دارند.
از دیگر توانایی‌های خودروهای هیبریدی این است که می‌توانند دارای طراحی موازی، طراحی سری یا قابلیت ترکیبی از هر دو را دارا باشند. در طراحی موازی این خودرو، واحد تبدیل انرژی و همچنین سیستم محرکه الکتریکی نیز به طور مستقیم به چرخ‌های آن مرتبط است. موتور اصلی جهت رانندگی در بزرگراه‌ها مورد استفاده قرار گرفته، و موتور الکتریکی قدرت اضافی را در زمان سر بالایی‌ها، شتاب گرفتن و دیگر مواقعی که خودرو به توان بالاتری نیاز داشته باشد فراهم خواهد آورد.
در طراحی سری، موتور اصلی به یک ژنراتور تولید کننده الکترسیته نیز ازتباط مستقیم دارد. الکتریسیته باطری‌هایی را شارژ خواهد کرد که موتور الکتریکی‌ای که به چرخ‌ها قدرت می‌دهد، بهکار خواهد انداخت.
بر خلاف خودروهای الکتریکی، خودروهای هیبریدی هیچ گونه نیازی به متصل شدن به برق شهر را ندارند. چرا که آن‌ها با ترمز واکنشی یا ژنراتور نیز شارژ خواهند شد.
از قابلیت‌های خودروهای هیبریدی این است که امکان بازیابی انرژی و ذخیره در باطری را خواهد داشت. زمانی که راننده پدال ترمز را می‌فشارد، در واقع راننده در حال تلف کردن انرژی در خودرو می‌باشد. هر چه خودرو سریع‌تر حرکت کند، انرژی جنبشی بیشتری را در بر خواهد داشت. بنابراین ترمز کردن این انرژی را هدر داده و به صورت گرما نیز در می‌آورد.
برخی از مزایای خودروهای هیبریدی
در این خصوص باید گفت که خودروهای هیبریدی، به عبارتی نوع تعمیم یافته خودروهای برقی خالص نیز می‌باشند. از مهم‌ترین مزیت‌های این خودروها نسبت به خودروهای احتراق داخلی، می‌توان به کارکرد در دور و بار ثابت، یا به عبارتی دیگر این ویژگی که در نقطه بهینه خود کار می‌کنند، اشاره نمود، که همین موضوع سبب بالا رفتن بازده موتور و همچنین کاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت نیز خواهد شد.
همچنین در زمان گرفتن ترمز و یا شتاب منفی، انرژی به صورت الکتریکی در باطری‌ها ذخیره شده، که این خود نیز موجب کارکرد کمتر موتور احتراقی خواهد شد. بنابراین آلودگی را کاهش داده و منجر به پایین آمدن مصرف سوخت نیز خواهد شد.
لازم به ذکر است که خودروهای هیبریدی همیشه نیاز به روشن بودن موتور بنزینی نخواهند داشت. که این امر سبب کاهش چشمگیری در مصرف انرژی می‌شود.
اجزای خودروهای هیبریدی
این نوع خودروها یک ترکیب بهینه از اجزای مختلف نیز می‌باشند، که به شرح زیر است.
- کنترل کننده‌ها، موتور کشنده الکتریکی
- سیستم‌های ذخیره کننده انرژی الکتریکی (به عنوان مثال باطری ها و فراخازن‌ها)
- واحد توان هیبریدی مانند موتور احتراق جرقه‌ای
- موتورهای انژکتور مستقیم احتراق تراکمی (دیزل)، توربین‌های گازی و پیل‌های سوختی،
سیستم‌های سوخت رسانی برای واحد توان هیبریدی - جعبه دنده (گیربکس)
- سیستم های کنترل گازهای خارجی
- مدیریت انرژی و کنترل سیستم ها
- مدیریت حرارتی اجزاء
- وزن پایین و ایرودینامیک بدنه، شاسی
- مقاومت غلطشی پایین (از قبیل طراحی بدنه و تایرها)
- کاهش بار لوازم اضافی
- کنترل کننده‌ها، موتورهای هیبریدی
لازم به ذکر است به در مقاله نکات فنی و تعمیرات خودرو به این موضوع اشاره شده است که به منظور تعمیرات بخش‌های خیلی جزئی در خودروهای هیبریدی هم باید به تعمیرکار متخصص مراجع کنید.
انتشارات پایین و راندمان بالا
در واقع باید گفت که تفاوت در گازهای خروجی خودروهای الکتریکی هیبریدی، بستگی به خودرو و همچنین پیکر بندی اجزاء آن نیز خواهد داشت. اما در حالت کلی این نوع خودروها گازهای خروجی کمتری نسبت به خودروهای معمولی داشته، چرا که در موتور خودروهای هیبریدی، علاوه بر یک موتور الکتریکی، یک موتور احتراق داخلی وجود دارد، که این موتور الکتریکی در اکثر موارد جبران کننده موتور احتراق داخلی می‌باشد.
از این رو مصرف سوخت و گازهای خروجی کاهش خواهد یافت. علاوه بر این، این خودروها می‌توانند تنها با موتور الکتریکی کار کنند، که این موجب کاهش آلودگی خواهد شد.
مقایسه عملکردی خودروهای برقی خالص و خودروهای هیبرید
اگر چه خودروهای برقی به عنوان اولین راه کار جهت کمک به کاهش میزان آلودگی معرفی شدند، اما به دلیل این که در سیکل‌های رانشی طولانی، با مشکلاتی مواجه شدند، که به همین جهت نتوانستند حضور موفقی در این صنعت داشته باشند، و متاسفانه با شکست روبرو شدند.
در واقع هدف خودروهای هیبرید به دلیل استفاده از دو منبع انرژی در تولید سیستم محرکه رانشی، نه فقط به کاهش و رفع آلودگی و مصرف سوخت کمک بسزایی کرده، به علاوه آن مشکلات ناشی از خودروهای برقی خالص را نیز به حد اقل رشانده و رفع نموده است، که این خود می‌تواند یکی از مزیت‌های اصلی خودروهای هیبرید برقی، نسبت به خودروهای برقی خالص نیز شناخته شود.
