سیستم هیبرید شبکه ای
15 مهر 2017

سیستم هیبرید شبکه ای

معرفی تکنولوژی هیبرید (Hybrid Technology) و کاربردهای آن در صنعت خودرو
 
در سری مقالات گذشته سیستم های هیبریدی رایج توضیح و مزایا و معایب هر یک بررسی شد. برای مثال سیستم هیبرید مختلط و موازی هر دو دارای پیچیدگی های ساختاری بویژه در قسمت کوپلینگ (به جهت کنترل های بسیار دقیق مورد نیاز برای هم دور کردن دو موتور برقی و احتراقی) و در نتیجه قیمت زیاد بوده اند. از سوی دیگر سیستم هیبرید سری دارای ساختاری ساده تر می باشد اما امکان استفاده از توان موتور الکتریکی و احتراقی بصورت هم زمان وجود ندارد. از این رو سیستم هیبرید سری نیازمند موتور های برقی بسیار قوی تری بوده و با این حال توانایی های دینامیکی آن خواسته های جوانان را از یک خودروی مدرن برآورده نخواهد کرد.
اما شرکت آراکو در سال 1391 اقدام به تحقیق و توسعه بر روی طرحی نمود که مزایای سیستم های هیبرید مختلط و موازی را در کنار سادگی سیستم سری گرد هم آورده باشد. این نوع سیستم هیبرید که توسط مدیران شرکت آراکو به عنوان هیبرید شبکه ای نامگذاری شد در همان سال به سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران برای سرمایه گذاری معرفی گردید. البته این طرح در آن زمان بصورت موازی توسط کمپانی های به نامی همچون پورشه، فولکس واگن و گروه پژو – سیتروئن در حال تحقیق و توسعه بود. متأسفانه سازمان های مربوطه در آن زمان از حمایت این طرح سر باز زدند. با این حال سیستم هیبرید شبکه ای که معادل آن توسط کمپانی های اروپایی TTR-Trough The Road نامگذاری شده بود روز به روز بر گستره کاربری آن در خودرو ها افزوده می شود. در سیستم هیبرید شبکه ای موتور احتراق داخلی یک محور (معمولا محور جلو) و موتور یا موتورهای الکتریکی محور دیگر را به حرکت در می آورند.

تصویر شماره 1: شماتیک سیستم هیبرید شبکه ای
 
با این وضعیت امکان حرکت خودرو با استفاده از هر یک از دو منبع سوخت (باتری یا سوخت فسیلی) به تنهایی و یا با استفاده از هر دو منبع توان به راحتی وجود دارد. از سوی دیگر امکان ذخیره توان از طریق مقاومت غلتشی محور متصل به موتورهای الکتریکی و شارژ باتری ها در زمان عملکرد موتور احتراقی وجود دارد. همچنین امکان بازیابی توان ترمز نیز از طریق ارتباط لاستیک ها با جاده وجود دارد.
تصویر شماره 1 مربوط به خودروی پژو 3008 است. این خودرو که مجهز به یک موتور دیزلی 2 لیتری با قدرت 161 اسب بخار است که محور جلو را به حرکت در می آورد و برای محور عقب هم یک موتور الکتریکی با توان 27KW و گشتاور 200N.m در نظر گرفته شده است. با این مشخصات این خودرو به مصرف سوخت 3.8L/100km و آلایندگی 99gr CO2/km دست یافته است.
همچنین کمپانی معظم ماهله (MAHLE) آلمان با همکاری فولکس واگن، برای خودروی گلف جدید سیستم هیبریدی TTR را طراحی و نصب نموده. نتیجه استفاده از این سیستم هیبرید در مقایسه با سیستم تک سوختی موارد زیر است:
  • بهبود شتاب خودرو : شتاب 0 – 100km/h از 13.9 ثانیه به 7 ثانیه
  • افزایش حداکثر سرعت به میزان 10%
  • کاهش مصرف سوخت : مصرف سوخت در 100 کیلومتر از 6.4 لیتر به میزان باور نکردنی 1.7 لیتر
  • کاهش میزان آلایندگی CO2 : از 149 گرم در هر کیلومتر به کمتر از 40 گرم در کیلومتر

 
تصویر شماره 2: فولکس واگن گلف جدید مجهز به سیستم هیبرید شبکه ای - TTR
 
امروزه و با استفاده از تکنولوژی های جدید هیبرید بویژه تکنولوژی هیبرید شبکه ای – Trough The Road دیگر خودروهای هیبرید، اسباب بازی هایی حوصله سر بر و کند نیستند بلکه تبدیل به هیولاهایی هیجان انگیز و در عین حال مقرون به صرفه و دوستدار محیط زیست شده اند. بدون شک آینده صنعت خودرو در اختیار تکنولوژی هیبرید و خودروهای الکتریکی است.
لینک منابع:
https://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_vehicle_drivetrain
http://www.mahle-powertrain.com/en/experience/through-the-road-parallel-hybrid/
http://articles.sae.org/10310/