صديقة للبيئة وقوية: كيف تعمل السيارات الهجينة؟

جميعنا يعرف سيارات محركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بوقود البنزين، ويتجه العالم الآن نحو السيارات الكهربائية لتقليل الملوثات والانبعاثات. على الرغم من ذلك، لا يرغب الكثيرون بامتلاك السيارات الكهربائية خاصةً لأنها ليست سريعة مقارنةً بسيارات البنزين. لكن هل سمعت بسيارة تجمع بين صفات النوعين؟ هذه هي السيارات الهجينة.

ماهي السيارة الهجينة؟

السيارات الهجينة هي نوع من السيارات تحصل على الطاقة من مصدرين مختلفين، فهي تجمع بين السيارات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي بوجود وقود البنزين والسيارات التي تعمل بمحرك كهربائي يحصل على الطاقة من البطارية، فهي بذلك تجمع بين قوة محركات البنزين مع توفير الوقود وكفاءة المحركات الكهربائية، ما يؤدي إلى انبعاثات كربونية أقل.

توجد منها عدة طرازات؛ مثل سيارات تويوتا وكيا. تعتبر هذه السيارات باهظة الثمن مقارنةً بسيارات البنزين أو السيارات الكهربائية عند الشراء، لكنها اقتصادية أكثر على المدى البعيد.

كيف تعمل السيارات الهجينة؟

في السيارة الهجينة، يُعاد شحن البطارية أثناء القيادة، لذا فهي جاهزة دائماً للعمل دون الحاجة إلى توصيلها بقابس الكهرباء للشحن. عندما تقف السيارة أو تقود ضمن المدينة، يمكنها التبديل تلقائياً إلى الوضع الكهربائي (أو EV) دون استهلاك الوقود ودون انبعاثات كربونية.

أثناء تباطؤ السرعة أو عند استخدام الفرامل، يستمر المحرك الكهربائي في توليد الطاقة وتخزينها في بطارية السيارة لإبقائها مشحونة، أما عند التسارع أو الانطلاق بسرعات عالية، يتم تشغيل محرك البنزين تلقائياً للحصول على قوة إضافية وأداء سريع عند الحاجة إليه، مع الاستمرار بشحن البطارية.

المكونات الرئيسية للسيارة الكهربائية الهجينة

تتكون السيارات الهجينة من عدد كبير من القطع، بعضها مخصص لتشغيل المحرك الكهربائي والأخرى لمحرك الاحتراق الداخلي، وأهمها:

البطارية المساعدة: توجد في السيارات الهجينة بطارية إضافية ذات جهد منخفض الكهرباء، تعمل على بدء تشغيل السيارة قبل تشغيل البطارية الأساسية، وتمدّ ملحقات السيارة بالطاقة.
المحول: ويعمل على تحويل طاقة التيار المستمر ذات الجهد العالي من البطارية الأساسية إلى طاقة التيار المستمر ذات الجهد المنخفض اللازمة لتشغيل ملحقات السيارة وإعادة شحن البطارية الإضافية.
المولد الكهربائي: يولد الكهرباء من العجلات أثناء الفرملة، وينقل تلك الطاقة مرة أخرى إلى البطارية الأساسية.
المحرك الكهربائي: يقود السيارة، ويحصل على الطاقة من البطارية الأساسية.
العادم: وتخرج من خلاله غازات الاحتراق الناتجة عن محرك الاحتراق الداخلي في السيارة.
خزان الوقود: يخزن البنزين لحين حاجته.
محرك الاحتراق الداخلي: يعمل على حرق الوقود لقيادة السيارة.
وحدة التحكم في إلكترونيات الطاقة: تدير هذه الوحدة تدفق الطاقة الكهربائية التي توفرها البطارية الأساسية، وتتحكم في سرعة المحرك الكهربائي والعزم الذي ينتجه.
نظام التبريد: يحافظ هذا النظام على درجة حرارة التشغيل المناسبة لكل من محرك الاحتراق والمحرك الكهربائي وإلكترونيات الطاقة والمكونات الأخرى.
حزمة البطارية الأساسية: تخزن الكهرباء لاستخدامها بواسطة محرك الجر الكهربائي.
ناقل الحركة: ينقل الطاقة الميكانيكية من محرك الاحتراق و / أو المحرك الكهربائي لقيادة العجلات.

مميزات السيارة الهجينة

تتمتع السيارات الهجينة بالعديد من مزايا كل من سيارات البنزين والسيارات الكهربائية.

ضمن المدينة وأثناء عمل المحرك الكهربائي، تحصل على مزايا تقليل الانبعاثات وتوفير الوقود.
على الطرق السريعة وأثناء عمل محرك البنزين، تحصل على القوة والسرعة العالية.
لا حاجة لوجود قابس لشحن البطارية غالباً، فهي تُشحن أثناء القيادة، وبالتالي توفر الكهرباء.
قد تسمح الطاقة الإضافية التي يوفرها المحرك الكهربائي بمحرك احتراق أصغر.
يمكن للبطارية تشغيل الملحقات الإضافية وتقليل تباطؤ المحرك عند توقف السيارة.
في بعض الدول، يعفى مالكو السيارات الهجينة من بعض الضرائب.
مع تزايد شعبيتها، أصبحت قيمة إعادة بيع السيارات الهجينة أعلى من المتوسط.

عيوب السيارات الهجينة

على الرغم من هذه الميزات، فهناك أيضاً عيوب للسيارات الهجينة:

السيارات الهجينة أغلى ثمناً من سيارات البنزين العادية، وتكاليف صيانتها أعلى.
القوة الناتجة عن الجمع بين المحرك الكهربائي ومحرك الاحتراق أقل من قوة محرك الاحتراق فيما لو كانت السيارة تعتمد عليه فقط.
السيارات الهجينة تحمل معدات وأنظمة أكثر، ما يجعل وزنها زائداً، وتسعى الشركات المصنّعة إلى تزويدها بمحرك وبطارية أصغر لتخفيف الوزن.
في حالة وقوع حادث، فإن وجود الجهد العالي يزيد من خطر تعرض الركاب للصعق بالكهرباء ويجعل مهمة رجال الإنقاذ أكثر صعوبة.

الفرق بين السيارات الهجينة والكهربائية

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين السيارة الهجينة والسيارة الكهربائية في كيفية تشغيل كل منهما؛ تعمل السيارة الهجينة على مصدري الطاقة: البنزين والكهرباء، ويمكنها التبديل بينهما بكفاءة، بينما تعمل السيارة الكهربائية على طاقة البطارية وحدها.

نظراً لأن السيارات الهجينة تستخدم تقنية الشحن الذاتي، يمكنك التنقل فيها لمسافات طويلة دون أن تُضطر لإعادة شحنها. في المقابل، تعتبر السيارات الكهربائية صديقة أكثر للبيئة لأنها عديمة الانبعاثات، فهي تعمل على الطاقة الكهربائية وحدها، لكنك مضطر لإعادة توصيلها بالكهرباء وشحنها مراراً، وهي أكثر هدوءاً، إذ لا ينتج محركها صوتاً إطلاقاً.

أنواع السيارات الهجينة

توجد عدة أنواع للسيارات الهجينة، تختلف بحسب نسبة اعتماد كل منها على المحرك الكهربائي ومحرك الاحتراق:

السيارات الهجينة المعتدلة

تستخدم المحرك الكهربائي للمساعدة في تشغيل السيارة، ويمكن أن تغلق المحرك عند توقف السيارة على إشارة المرور مثلاً، ما يؤدي إلى توفير الوقود، وتعتمد بتشغيل ملحقاتها مثل المكيف والتدفئة على البطارية الكهربائية أيضاً. لا تعمل سيارات هذا النوع باستخدام الكهرباء وحدها، ويكون الاعتماد الأكبر على محرك الاحتراق، وهي أقل ثمناً من السيارات الهجينة الكاملة، ولا يمكن شحن بطاريتها خارجياً.

السيارات الهجينة الكاملة

تحتوي على بطاريات أكبر ومحركات كهربائية أكثر قوة، يمكنها تشغيل السيارة لمسافات قصيرة وبسرعات منخفضة ضمن المدينة، وتعتمد على الوقود على الطرق السريعة. على الرغم من أنها أغلى ثمناً من السيارات الهجينة المعتدلة، فإنها ذات أفضلية اقتصادية في استهلاك الوقود بشكل أفضل، ولا يمكن شحن بطاريتها خارجياً أيضاً.

السيارات الهجينة المتوازية

هو النوع الأكثر شيوعاً من السيارات الهجينة، وفيها يتم توصيل محرك الاحتراق والمحرك الكهربائي بالعجلات عبر ناقل حركة مشترك، أي أن كلا المحركين يؤثران على العجلات مباشرة. يتم تشغيلها أيضاً بواسطة أحد المحركين أو عبر كلاهما معاً.

السيارات الهجينة المتسلسلة

تستخدم المحرك الكهربائي فقط لقيادة العجلات، ويعمل المحرك الكهربائي على توفير كل قوة الدفع، أي أن المحرك الكهربائي والبطارية هما المصدر الأساسي للطاقة، وتوجد في الأنواع القليلة التي تسمح بوصل السيارات بالكهرباء لشحن البطارية. هذا النوع من السيارات الهجينة هو الأغلى، لكنه الأكثر توفيراً للوقود، وله تأثير سلبي أقل على البيئة، وأيضاً يجب أن تمتلك قابساً مخصصاً لشحنها في المنزل، وتتأكد من وجود محطات للشحن على طول الطريق عندما تريد أن تذهب لمسافات بعيدة، لتحقق الاستفادة الأكبر من المحرك الكهربائي والبطارية.

والآن، هل تفكر في شراء سيارة هجينة؟ صحيح أن هذا النوع من السيارات أغلى ثمناً، لكنك ستوفر الكثير من الاستخدام على المدى البعيد في الوقود والكهرباء، خاصةً إذا كان التأثير البيئي لسيارتك يهمك، وتريد سيارة أفضل للسير على الطرقات السريعة في الوقت ذاته.