الجزء الثانى من السيارة الهجين (Hybrid Car), معلومات عن السيارات الهجين, سيارة تسير بالكهرباء والبنزيم

السيارة المهجنة (Hybrid Car)

الجزء الثانى

 وحدة (الموتور/ المولد)

التركيب:

للسيارة " بريوس" عدد أثنين وحدة موتور/ مولد. والوحدتين متشابهين في التركيب ولكن مختلفين في الحجم. وكلاهما عبارة عن موتور كهربائي ثلاث فاز توافقي ذو تيار متردد ومجال مغناطيسي دائم. ويتكون الجزء الدوار من مغناطيس قوي ولا يتصل بأي أسلاك كهربائية. أما الجزء الثابت فبه ثلاثة ملفات. عند مرور التيار في أحدى الملفات ف اتجاه معين فيدور الجزء الدوار في اتجاه معين. وعند مرور التيار بالتتابع في الملفات يتم دوران الجزء الدوار. في حالة التأثير بقوة خارجية في إدارة الجزء الدوار يتولد تيار في ملفات الجزء الثابت ويمكن استخدام التيار بشحن البطارية. وبهذا يمكن لهذه الوحدة أن تستخدم كموتور أو كمولد ويمر التيار من وإلى البطارية على الترتيب.

وحدة الموتور/ المولدmg1-motor/generator 1

وهي الأصغر بالنسبة للوحدة الأخرى. وهي ذات قدرة 18 كيلووات, وتتصل بالترس الشمسي بوحدة تقسيم القدرة. ووظيفة هذه الوحدة هي القيام ببدء إدارة محرك البنزين والتحكم في سرعة دوران محرك البنزين عن طريق توليد كمية مختلفة من القدرة الكهربائية.

وحدة الموتور/ المولد (2) (mg2- motor/generator 2) :

وهي الوحدة الأكبر حجماً, وتتصل بالترس الحلقي بوحدة تقسيم القدرة المتصلة بتروس التخفيض النهائي ومنها إلى العجلات الأمامية القائدة. و تكون وحدة الموتور/ المولد تلك قادرة على تسير السيارة. وهي ذات قدرة 33 كيلووات. وتسمى هذه الوحدة في بعض الأحيان بموتور الجر. والعمل الأساسي لهذه الوحدة هو أعطاء قدرة للسيارة كموتور كما تعمل كمولد عن طريق استعادة جزء من طاقة فرملة السيارة.

السيارة ”برويس“المحولات (inverters)

حيث أن الموتور/ المولد يعمل عن طريق تيار متردد ثلاثة فاز والبطاريات تعمل بتيار مستمر, فلهذا نحتاج إلى دائرة إليكترونية (المحولات) للتحويل بينهما. وتعمل المحولات على توصيل تيار البطارية إلى الملفات ثم فصله مرة أخرى بسرعة عالية كما تقوم بتغير قيمة التيار ومن ثم العزم. ويمكن الاستفادة من الحث الكهربائي في ملفات الموتور لتوليد تيار أعلى من تيار البطارية مما يرفع العزم بدرجة كبيرة ويجعل الوحدة (mg2) قادرة على تسير السيارة بدون الحاجة إلى ترس تخفيض لتكبير العزم.

أ- السيارة ”برويس“البطارية(battery)

تتكون بطارية السيارة "بريوس" العالية الجهد من 228 خلية, وجهد الخلية الواحدة 1.2 فولت بجهد إجمالي للبطارية 273.6 فولت, و تماثل الخلية في الحجم حجم البطارية الجافة مقاس د .(d). وتم وضع الخلاية في 38 وحدة كل وحدة تحتوي على 6 خلايا. تجمع جميع الوحدات في مجمع واحد يوضع خلف المقعد الخلفي. وقيمة التيار القصوى المار بالبطارية هو 80 أمبير في التفريغ و50 أمبير في الشحن. وتخزن البطارية طاقة تقدر بـ 6.4 ميجا جول وتكون الطاقة المستفادة 2.56 ميجا جول. وهذه الطاقة كافية لتسارع السيارة بالسائق وراكب حتى 65 ميل/ ساعة (105 كم/ ساعة) 4 مرات دون الحاجة إلى مساعدة من محرك البنزين. وللحصول على هذه الطاقة من البنزين نحتاج فقط إلى 0.23 لتر بنزين.

البطاريه battery
وبطارية السيارة معزولة وهي بطارية من النيكل (nimh – sealed nickel-metal hydride) ذات جهد 330 فولت وهي تعمل كمخزن لتخزين الطاقة الكهربائية لإدارة السيارة ومساعدة محرك البنزين في عملية التسارع. وبالنسبة لوجود نظام استخلاص الطاقة الفرامل ونظام الموتور/ المولد فلا تحتاج السيارة إلى وصلها بمصدر خارجي للتيار الكهربائي.

كما يوجد بالسيارة بطارية إضافية ذات جهد 12 فولت, وسعة 28 أمبير ساعة. عند إدارة السيارة يوجد محول من تيار متردد إلى تيار مستمر من نظام الجهد العالي يقوم بإمداد الكهرباء إلى دوائر السيارة المختلفة وكذلك شحن البطارية الإضافية. - 


(وحدة تقسيم القدرة  (power split device

يتم تجميع وتوزيع العزم والقدرة لمحرك البنزين ووحدتي الموتور/ المولد عن طريق مجموعة وحدة تروس كوكبية وأطلق عليها بواسطة تويوتا وحدة تقسيم القدرة (psd). وهذه الوحدة تسمح للسيارة أن تعمل في كلا الحالتين؛ التهجين المتوازي والتهجين المتوالي في نفس الوقت والحصول على بعض المميزات من كل نوع. فيستطيع محرك البنزين إدارة العجلات مباشرة (ميكانيكياً) عن طريق الوحدة, وفي نفس الوقت يمكن سحب جزء من طاقة محرك البنزين لتحويلها إلى كهرباء. والتي يمكن بها شحن البطارية أو تمرر إلى وحدة الموتور/ مولد (1) للمساعدة في إدارة العجلات. و تمكن المرونة في تقسيم الطاقة الميكانيكية/ الكهربائية في وحدة تقسيم القدرة السيارة "بريوس" أن تحسن من استهلاك الوقود وتتحكم في التلوث بشكل كان لا يمكن الوصول إليه في حالة استخدام اتصال ميكانيكي مباشر بين محرك البنزين والعجلات كما في نظام التهجين المتوازي أو يؤدي إلى فقد في الطاقة الكهربائية كما في نظام  التهجين المتوالي.
ووحدة تقسيم القدرة هي مجموعة التروس الكوكبية.تتصل وحدة الموتور/ المولد (1)  بالترس الحلقي حيث يتصل الترس بمجموعة التروس الفروقية التي تدير العجلات. ويتصل الموتور/ المولد (2) بالترس الشمسي ويتصل محرك البنزين بحامل التروس الكوكبية. وتعتمد سرعة السيارة على حركة دوران الترس الحلقي الذي يعتمد على حركة جميع الأجزاء (الموتور و المولد , محرك البنزين).

السيارة ”برويس“ نظام التحكم في المركبة vsc
vehicle system control

نظام التحكم في المركبة هو جهاز يضمن انسياب القدرة بسلاسة والتشغيل السليم لمنظومات السيارة. ويساعد النظام في عمليات شحن, ومؤازرة محرك البنزين, وبدأ تشغيل محرك البنزين. وتعمل على غلق المحرك أثناء السرعة الثابتة وتوقف السيارة لتوفير استهلاك الوقود. وكذلك تقوم بتحويل الموتور الكهربائي إلى مولد عند استخدام الفرملة للمساعدة في شحن البطارية من الطاقة المستخلصة من الفرامل

السيارة ”برويس“فرامل استرجاع الطاقة

يتم استرجاع بعض من الطاقة المفقودة وذلك خلال السير بسرعة ثابتة والتباطؤ وإيقاف السيارة وذلك عن طريق تحويل الموتور إلى مولد

السيارة ”برويس“ خواص أخرى ....

يوجد وسادة هوائية على شكل ستارة أمامية وجانبية وخلفية لمقعد السائق والمقعد الأمامي بجانب السائق.

نظام منع السرقة.

نظام أوتوماتيكي لتظليل مرآه النظر للخلف

شاشة عرض بلورية متعددة المعلومات؛ بيان متابعة مسار الطاقة و استهلاك الوقود و التحكم في المناخ و حالة الصوت داخل السيارة, وبيان درجة الحرارة الخارجية.

تحكم في تسير ذاتي للسيارة (cruise control).

النظام الذكي لفتح باب السيارة وبدأ إدارتها.

إدارة السيارة عن طريق زر دفع  (push button start)

نظام منع غلق العجلات (abs)  مع نظام توزيع الفرامل الإليكتروني (ebd) ونظام مساعدة الفرامل (brake assist)

نظام التحكم في اتزان السيارة (vsc)

نظام دي في دي للملاحة يعمل عن طريق الصوت (voice-activated dvd navigation system)  , بالإضافة إلى الاتصال التليفوني بدون استخدام اليد عن طريق استخدام تقنية البلو توس (bluetooth)

تستخدم مكيف هواء كهربائي يعمل عن طريق المحولات.

المميزات والعيوب

مميزات السيارة المهجنة:

توفير للوقود

تلوث أقل

لا يحتاج الموتور الكهربائي أو البطارية إلى أي عملية صيانة خلال العمر التشغيلي للسيارة.

وصيانة محرك البنزين يحتاج إلى نفس الصيانة المطلوبة لمحرك السيارات التقليدية وحيث أن المحرك يعمل بسرعات أقل فإنه يحتاج إلى فترات أطول بين الصيانة الدورية.

كما أن الفرامل تعمل بنظام استرجاع الطاقة فإن ذلك سوف يؤدي إلى زيادة عمر بطانات الاحتكاك

عيوب السيارة المهجنة:

ماذا سيكون عليه سعر السيارة المهجنة كسيارة مستعملة. هذا سؤال صعب حيث أن ثمن البطارية هو 3000 دولار أو أكثر حيث أن صانعي السيارة يضمنون البطارية حتى 160.00 كيلومتر.

الزيادة في سعر السيارة يحتاج إلى تشغيل السيارة 160.000 كليومتر لتوفير في سعر الوقود ليعوض الزيادة في سعر الشراء (3500 دولار).