وسایل نقلیه هیبریدی (ترکیبی)

وسایل نقلیه هیبریدی یا ترکیبی از دو یا چند نوع مجزا از نیرو، مانند موتور احتراق داخلی برای راه اندازی مولد الکتریکی که به موتور الکتریکی نیرو می‌دهد، استفاده می‌کنند.

به عنوان مثال در قطارهای دیزل برقی از موتورهای دیزلی برای روشن کردن ژنراتور الکتریکی که موتور الکتریکی را فعال می کند، استفاده می‌شود.

اصل اساسی درباره‌ی وسایل نقلیه هیبریدی این است که موتورهای مختلف در سرعت های مختلف، کارایی بهتری دارند.

موتور الکتریکی در تولید گشتاور یا قدرت چرخشی کارآمدتر است و موتور احتراق برای حفظ سرعت بالا بهتر است بدین معنا که بهتر از موتور معمولی الکتریکی عمل می‌کند.

وسایل نقلیه هیبریدی ۱

انواع وسایل نقلیه

• وسایل دو چرخ و دوچرخه‌ها

موتور‌سیکلت ها، دوچرخه‌های الکتریکی و حتی اسکوترهای برقی الکتریکی، یک فرم ساده ترکیبی هستند که نیروی مورد نیاز آن ها توسط یک موتور احتراق داخلی یا موتور الکتریکی و یا توسط عضلات سوار تأمین می‌شود.

موتور سیکلت‌ های اولیه در اواخر قرن نوزدهم نیز از همین اصل استفاده می کردند.

در دوچرخه هیبریدی موازی، گشتاوری که انسان و موتور به وسیله وارد می‌کنند، هماهنگ شده است، یعنی موتور به صورت مکانیکی به پدال یا یکی از چرخ ها متصل می شود. بیشتر دوچرخه های موتور دار و موتورهای الکتریکی از این نوع هستند.

در دوچرخه سواری سری هیبریدی (SHB) (یک نوع دوچرخه بدون زنجیر) با رکاب زدن کاربر، ژنراتور یا باتری شارژ می‌شود که تمام گشتاور مورد نیاز برای موتور را تأمین می‌کند.

اولین نمونه ساخته شده از SHB توسط آگوستوس Kinzel  در سال ۱۹۷۵ ثبت شد. (ثبت اختراع ایالات متحده ۳’۸۸۴’۳۱۷)

یک سری دوچرخه سوختی-الکتریکی (SHEPB) دارای پدال، باتری، یک ژنراتور بنزینی یا شارژی است که مزایای انعطاف پذیری و افزایش مسافت پیمودنی را نسبت به دوچرخه های الکتریکی معمولی فراهم می کند.

یک نمونه اولیه SHEPB در سال ۲۰۱۴ توسط دیوید کیتسون در استرالیا ساخته شده است که وزن آن کمتر از ۴٫۵ کیلوگرم می‌باشد.

• وسایل نقلیه سنگین

حمل و نقل جاده ای، وسایل نقلیه تجاری

سیستم های هیبریدی به تدریج برای کامیون‌ها، اتوبوس‌ ها و سایر وسایل نقلیه در بزرگراه‌ ها استفاده می‌شوند.

در این راستا هزینه های ناوگان کوچک و هزینه های مربوط به نصب، توسط صرفه جویی سوخت با پیشرفت هایی مانند ظرفیت بالاتر، هزینه باتری کم و … جبران می‌شود.

تویوتا، فورد و دیگران شرکت های ماشین سازی در حال  معرفی وانت های هیبریدی و وسایل نقلیه هیبریدی هستند.

وسایل نقلیه هیبریدی ۲

کشتی ها

کشتی هایی با هر دو نوع بادبانی و موتور های بخار، اولین فرم خودرو های هیبریدی بودند.

مثال دیگر نیز زیر دریایی‌ های دیزلی-الکتریکی هستند. در این وسایل می‌توان باتری ها را با استفاده از موتور دیزل مجددا شارژ کرد.

انواع موتور

وسایل نقلیه هیبریدی نفتی-الکتریکی

موتورهای هیبریدی-نفتی با استفاده از موتور های احتراق داخلی (با استفاده از انواع سوخت‌ها، به طور کلی بنزین یا موتورهای دیزلی) و موتورهای الکتریکی برای قدرت خودرو استفاده می‌شوند.

انرژی در سوخت موتور احتراق داخلی و یک باتری الکتریکی ذخیره می شود.

انواع مختلف از این نوع موتور های هیبریدی-نفتی وجود دارد که مزایا و معایب مختلفی را ارائه می‌دهند.

وسایل نقلیه هیبریدی ۳

وسایل نقلیه الکتریکی با شارژ بیرونی (COREV)

برخی از وسایل نقلیه الکتریکی باتری دار (BEVs) می‌توانند در هنگام رانندگی کاربر، شارژ شوند. چنین وسایل نقلیه ای با یک ریل برق یا سیم باریک در بزرگراه شارژ می‌شوند.

باتری های BEV توسط این فرآیند در بزرگراه‌ ها شارژ می‌شوند و پس از آن می‌توانند تا زمانی که باتری تخلیه می‌شود، به طور معمول در جاده‌ ها و خیابان‌ های دیگر استفاده شوند.

سوخت ترکیبی (حالت دوگانه)

علاوه بر وسایل نقلیه ای که از دو یا چند دستگاه مختلف برای نیروی محرکه استفاده می کنند، برخی نیز وسایل نقلیه ای را که از منابع انرژی متفاوتی یا انواع ورودی (سوخت) استفاده می کنند، با استفاده از همان موتور به عنوان هیبریدی در نظر می گیرند.

وسایل نقلیه هیبریدی ۴

وسایل نقلیه با نیروی الکتریکی و انسانی

فرم دیگر خودرو های هیبریدی، خودروهای الکتریکی نیروی انسانی است. این شامل وسایل نقلیه مانند دوچرخه های الکتریکی و اسکیت برد های الکتریکی می شود.

مسائل زیست محیطی

مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای

خودرو های هیبریدی به طور معمول در مصرف سوخت و میزان انتشار گاز های گلخانه ای مزایای فراوانی نسبت به وسایل نقلیه با موتور احتراق داخلی معمولی (ICEVs) بدست می‌آورند و باعث تولید گاز های گلخانه ای کمتری می شوند.

این صرفه جویی در درجه اول توسط سه عنصر از یک طراحی ترکیبی معمول به دست می‌آید:

1. تکیه بر موتور های الکتریکی و غیر الکتریکی برای نیازهای مختلف (در نتیجه از یک موتور کوچکتر برای مصرف متوسط توان استفاده می‌شود، بجای اینکه از حداکثر توان استفاده شود). یک موتور کوچکتر می تواند ضایعات داخلی و وزن کمتری داشته باشد.
2. داشتن ظرفیت ذخیره سازی قابل توجهی برای ذخیره و استفاده مجدد انرژی مورد نیاز، به ویژه در ترافیک های معمول در زندگی شهری.
3. احیاء مقدار قابل توجهی انرژی در هنگام ترمز که به طور معمول تاکنون به عنوان گرما هدر رفته است.

این ویژگی ها یک وسیله نقلیه هیبریدی را به ویژه برای ترافیک شهری، بهینه می‌کند.