רכב היברידי משלב מנוע בעירה פנימית (ICE) עם מנוע חשמלי, מה שמביא לצריכת דלק נמוכה יותר ולפליטת פחות גזי פסולת. ככל שמערכת ההיברידית יעילה יותר, כך היא דורשת סוללות עוצמתיות יותר — ובהתאם, המחיר גבוה יותר. הנה כל מה שצריך לדעת על אופן פעולתם של רכבים היברידיים ועל מה שמבדיל ביניהם.
היברידי קל לעומת היברידי מלא: מה ההבדל?
בהתאם לתפקיד שממלא המנוע החשמלי במערכת ההנעה, רכבים היברידיים מחולקים לשתי קטגוריות עיקריות: קל ומלא.
- היברידי קל משתמש במנוע החשמלי כסיוע למנוע הבעירה הפנימית. דוגמה ידועה היא ה-Honda Insight מסוג הatchback. המנוע החשמלי מסייע בהאצה אך אינו יכול להניע את הרכב בכוחות עצמו.
- היברידי מלא יכול לנסוע מרחק מסוים על חשמל בלבד, ללא הפעלת מנוע הבעירה הפנימית כלל. ה-Lexus RX 400h הוא דוגמה קלאסית לסוג זה.
קיימת גם קטגוריה שלישית, המוגדרת באופן רופף ומכונה לעיתים מיקרו-היברידי — מונח שיווקי לתיאור רכבים עם מערכת התנעה/כיבוי (start/stop). עם זאת, מדובר למעשה בגנרטור מתקדם בלבד, ולא במבנה היברידי אמיתי, שכן אף מנוע חשמלי אינו מעביר מומנט לגלגלים.
רכיבי טכנולוגיית 48V עם גנרטור-מתנע, סוללה ומתמר מתח
– קופסת נתיכים
– ממיר DC/DC
– סוללת ליתיום-יון 48V
– סוללת 12V
– מנוע הנעה
– גנרטור רצועת הנעה 48V
– רצועת הנעה
3 מבני ההנעה ההיברידית העיקריים
מבני הנעה היברידית קיימים בשלוש תצורות בסיסיות: טורי, מקבילי וטורי-מקבילי. לכל אחד מאפיינים ייחודיים, יתרונות ושימושים אופייניים.
1. היברידי טורי
ההיברידי הטורי הוא התצורה הוותיקה ביותר, שהומצאה ב-1899 על ידי פרדיננד פורשה. במבנה זה:
- הגלגלים מונעים אך ורק על ידי מנוע חשמלי.
- מנוע בעירה פנימית קטן מסובב גנרטור לייצור חשמל — הוא לעולם אינו מניע את הגלגלים ישירות.
- אין צורך בתיבת הילוכים מסורתית או במנוע בעירה בעל הספק גבוה.
- נדרשות סוללות בעלות קיבול גבוה (בדרך כלל ניקל-מתכת הידריד).
מבנה זה פחות נפוץ ברכבי נוסעים כיום, אך נפוץ מאוד במשאיות מחצבה, אוטובוסים וקטרים.
2. היברידי מקבילי
שהוגן בפטנט ב-1905 על ידי המהנדס הגרמני Henri Pieper, ההיברידי המקבילי הוא ללא ספק התצורה הנפוצה ביותר כיום. הוא הבסיס לכמעט כל רכבי ההיברידי הקל. המאפיינים העיקריים כוללים:
- מנוע חשמלי עוצמתי (בדרך כלל 10–15 kW) מסייע למנוע הבעירה בעת האצה.
- המנוע החשמלי גם מאחזר ומאגר אנרגיה באמצעות בלימה רגנרטיבית.
- בדרך כלל נעשה שימוש ב-CVT (תיבת הילוכים משתנה ברציפות) או גלגל שיניים פלנטרי.
- מקורות הכוח כוללים סוללות ליתיום-יון או ליתיום פולימר.
- נדרש קיבול סוללה קטן יותר בהשוואה להיברידים טוריים, מה שמוריד את העלויות.
Honda נקטה גישה ייחודית בכך שציידה את ה-CR-Z gas-electric coupe שלה בתיבת הילוכים מכנית בת שישה הילוכים. חלק מיצרני הרכב גם בוחנים קבלי-על (supercapacitors), שיכולים לספק הספק גבוה מאוד לפרקי זמן קצרים, כחלופה לסוללות קונבנציונליות.
3. היברידי טורי-מקבילי
התצורה הטורית-מקבילית משלבת אלמנטים משני המבנים ומיוצגת בצורה הטובה ביותר על ידי Toyota Prius ודגמי Lexus עם הסימון “h”, כולם מונעים על ידי מערכת HSD (Hybrid Synergy Drive) הקניינית של Toyota.
אופן הפעולה:
- תמסורת פלנטרית מאפשרת למנוע הבעירה ולמנוע החשמלי לפעול יחד או בנפרד.
- מנוע הבעירה מניע את הגלגלים תוך הפעלה בו-זמנית של גנרטור.
- אין צורך בתיבת הילוכים מסורתית — במקום זאת, האלקטרוניקה הפנים-רכבית מווסתת את מהירות המנועים והגנרטור.
- התוצאה היא ECVT (תמסורת אלקטרו-משתנה ברציפות), המספקת העברת כוח חלקה ויעילה.
איזה סוג מנועים משתמשים ברכבים היברידיים?
הרוב המכריע של הרכבים ההיברידיים משתמשים במנועי בנזין, רבים מהם פועלים על פי מחזור Atkinson — עיצוב הכולל ספיחה קצרה יותר שמשפרת את היעילות התרמית ומפחיתה את הפליטות. זה הופך את ההיברידיים בנזין-חשמל למצוינים מבחינת חיסכון בדלק והשפעה סביבתית.
אז מדוע היברידי דיזל-חשמלי אינם נפוצים יותר? כמה סיבות מרכזיות:
- שוק ההיברידי הגדול ביותר — צפון אמריקה — אימץ היסטורית בצורה נמוכה רכבי נוסעים עם דיזל.
- מנועי דיזל יקרים יותר לייצור ממנועי בנזין, מה שידחוף את פרמיית המחיר של ההיברידי, שכבר גבוהה, גבוהה עוד יותר.
- מנועי בנזין-מחזור Atkinson כבר משיגים יעילות מצוינת כאשר הם מותאמים למנוע חשמלי.
-15% CO₂
+20% מדחס חשמלי (מומנט קצה נמוך מוגבר)
סוללה 48V
מנוע חשמלי & גנרטור
זהו תרגום. ניתן לקרוא את המקור כאן: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html
פורסם נובמבר 11, 2021 • 4 דק' לקריאה
