כלי רכב היברידיים: עקרונות תפעול, מבנה, יתרונות וחסרונות שכדאי להכיר

ישנם ארבעה סוגים עיקריים של כלי רכב היברידיים: מקבילים, טוריים, נטענים (PHEV) והיברידיים קלים. לכל אחד מהם יתרונות וחסרונות משלו, והוא מתאים לצרכים שונים.

סיכום קצר:

ישנם ארבעה סוגים עיקריים של מכוניות היברידיות.

היברידיות מקבילות: צריכת דלק אופטימלית באזורים עירוניים, החלפת הילוכים חלקה, אך ביצועים מופחתים במהירויות גבוהות.

מכוניות היברידיות סדרתיות: יעילות במהירויות קבועות, אך דורשות סוללות גדולות, פחות נפוצות במכוניות נוסעים .

מכוניות היברידיות נטענות: פועלות על חשמל למרחקים קצרים, מפחיתות את עלויות הדלק, אך דורשות טעינה תכופה ובעלות עלויות התחלתיות גבוהות.

היברידיות קלות: חסכוניות, קלות לשילוב, אך שיפור צריכת הדלק זניח.

מהי מכונית היברידית?

כלי רכב היברידיים הפכו לבחירה פופולרית בקרב קוני רכב בשל צריכת הדלק והפליטה המופחתת שלהם. טויוטה פריוס, אף על פי שלא הייתה ההיברידית הראשונה, סללה את הדרך להצלחתה המסחרית, והציגה את מערכת ההיברידית המקבילה עם שני מנועים.

אבל איך פועלים סוגים שונים של מכוניות היברידיות ומה מייחד אותן?

היברידים מקבילים

מערכות היברידיות מקבילות משתמשות הן במנוע בנזין והן במנוע חשמלי כדי להניע את הגלגלים, שיכולים לפעול בו זמנית או באופן עצמאי. טויוטה הציגה לראשונה מערכת זו בפריוס ביפן בשנת 1997, כאשר שני מנועים חשמליים ממוקמים בין מנוע הבנזין לגלגלים הקדמיים, תוך שימוש בסוללה בעלת קיבולת קטנה (0.8-1.4 קוט"ש).

המערכת משלבת תכונת "פיצול כוח", המשלבת את שני המקורות כדי לספק מומנט אך ורק לגלגלים. במהירויות נמוכות או בעומסים קלים, הרכב יכול לפעול אך ורק על חשמל, בעוד שמנוע הבנזין נכנס לפעולה כאשר נדרש כוח נוסף.

מערכת הבלימה הרגנרטיבית משקמת עד 30% מהאנרגיה, וכתוצאה מכך צריכת דלק מרשימה: 17-23 ק"מ לליטר בטויוטה פריוס או קורולה היברידית.

היעילות הגבוהה ביותר מושגת בתנאי תנועה עירוניים, בהם הרכב עוצר ומתניע לעתים קרובות. תיבת ההילוכים הפלנטרית מחליפה תיבת הילוכים קונבנציונלית, ומאפשרת כוונון רציף של יחס ההילוכים, תוך אופטימיזציה של ניצול האנרגיה החשמלית והפחתת צריכת הדלק.

היברידיות סדרתיות

בניגוד למערכות היברידיות מקבילות, מערכות היברידיות טוריות פשוטות יותר. מנוע הבנזין משמש רק להפעלת הגנרטור, טעינת הסוללה, בעוד שהגלגלים מונעים לחלוטין על ידי המנוע החשמלי. תצורה זו, בדומה לקטר דיזל-חשמלי, פועלת בצורה היעילה ביותר במהירות קבועה.

עם זאת, מכוניות היברידיות סדרתיות זקוקות לסוללות בעלות קיבולת גדולה יותר עקב השינויים הגדולים בביקוש לחשמל בעת נסיעה בכביש. בארה"ב, דגמים מסוימים כמו BMW i3 REx, Fisker Karma או ה-Ram 1500 Ramcharger הקרוב משתמשים במערכת זו, אך המספר אינו גדול.

רכבי פלאג-אין היברידיים (PHEV)

רכב היברידי נטען (PHEV) הוא גרסה משודרגת של רכב היברידי מקביל, עם סוללה גדולה יותר הניתנת לטעינה מרשת החשמל, מה שמאפשר לרכב לפעול על חשמל טהור למרחק מסוים (בין 11 ל-82 ק"מ לפי EPA 2024). שברולט וולט (2011–2018) הייתה החלוצה, ועזרה למשתמשים רבים לנסוע מדי יום על חשמל בלבד.

רכבי PHEV כמו טויוטה פריוס פריים, RAV4 פריים, ודגמים של יונדאי, קיה וג'יפ 4xe בנויים כולם עם מערכות היברידיות מקבילות. עם זאת, ללא טעינה רגילה, דגמים אלה פועלים כמו מכוניות היברידיות רגילות, אך כבדים ויקרים יותר.

היברידיות קלות

מכוניות היברידיות קלות משתמשות במנוע חשמלי שאינו חזק מספיק כדי להניע את הרכב בכוחות עצמו, בדרך כלל ממוקם בין המנוע לתיבת ההילוכים או משולב במערכת המתנע.

המערכת משתמשת בסוללה קטנה כדי לאגור אנרגיה מבלימה רגנרטיבית או מעודף כוח מנוע, ובכך מסייעת בתאוצה וחוסכת דלק, אם כי עם פחות יעילות מאשר היברידית מלאה.

מערכות היברידיות קלות פועלות בדרך כלל במתח של 48 וולט, ומספקות ביצועים טובים יותר ממערכות 12 וולט קונבנציונליות אך בעלות נמוכה יותר ממערכות היברידיות מלאות (280-400 וולט).

פרסום מודעות

מקור: https://baonghean.vn/cac-loai-xe-hybrid-nguyen-ly-van-hanh-cau-tao-va-uu-nhuoc-diem-can-biet-10304494.html