خودرو هیبریدی چگونه شارژ میشود؟ آیا خودرو هیبریدی نیاز به شارژ دارد؟
خودرو هیبریدی چگونه شارژ میشود؟ آیا برای استفاده از آن باید خودرو را به برق شهری وصل کرد؟ این یکی
خودرو هیبریدی چگونه شارژ میشود؟ آیا برای استفاده از آن باید خودرو را به برق شهری وصل کرد؟
این یکی از اولین سؤالهایی است که هنگام خرید یا آشنایی با خودروهای هیبریدی مطرح میشود. پاسخ به نوع سیستم هیبریدی خودرو بستگی دارد. همه خودروهای هیبریدی به شارژر خارجی نیاز ندارند.
در خودروهای هیبریدی معمولی یا HEV، باتری کششی در زمان رانندگی و به کمک سیستم بازیابی انرژی ترمز شارژ میشود و موتور بنزینی نیز در شرایط مشخص میتواند انرژی موردنیاز برای شارژ باتری را تأمین کند. بنابراین معمولاً نیازی نیست خودرو را به پریز برق وصل کنید.
اما در خودروهای هیبریدی قابل شارژ یا PHEV، باتری ظرفیت بیشتری دارد و میتوان آن را با اتصال خودرو به منبع برق خارجی شارژ کرد. این خودروها علاوه بر شارژ حین رانندگی، امکان شارژ با شارژر خانگی یا تجهیزات شارژ مناسب را نیز دارند.
در ادامه، تفاوت این دو سیستم و نحوه شارژ باتری هیبرید را به زبان ساده بررسی میکنیم.
آیا همه خودروهای هیبریدی شارژ میشوند؟
خیر. اصطلاح «هیبریدی» بهتنهایی به معنی قابل شارژ بودن خودرو با برق شهری نیست.
بهطور کلی، خودروهای هیبریدی را میتوان از نظر روش تأمین انرژی باتری به چند گروه تقسیم کرد؛ اما برای کاربر عمومی، مهمترین تفاوت میان HEV و PHEV است.
در خودروهای HEV، باتری توسط انرژی تولیدشده در هنگام کاهش سرعت و ترمزگیری و همچنین از طریق سیستم تولید برق خودرو شارژ میشود.
در خودروهای PHEV، علاوه بر این روشها، امکان اتصال خودرو به برق خارجی نیز وجود دارد.
بنابراین اگر خودروی شما یک HEV معمولی باشد، در شرایط عادی لازم نیست برای شارژ باتری آن را به پریز برق متصل کنید.
یک نکته مهم
باتری هیبرید با باتری ۱۲ ولتی خودرو یکسان نیست.
خودروهای هیبریدی معمولاً دارای یک باتری ولتاژبالا برای تأمین انرژی موتور الکتریکی هستند و در کنار آن، یک باتری ۱۲ ولتی نیز برای تغذیه بسیاری از تجهیزات الکتریکی خودرو وجود دارد.
این دو باتری وظایف متفاوتی دارند و روش شارژ و مدیریت آنها نیز یکسان نیست.
تفاوت HEV و PHEV
HEV یا Hybrid Electric Vehicle همان خودروی هیبریدی معمولی است که باتری آن عمدتاً بدون نیاز به اتصال مستقیم به برق خارجی شارژ میشود.
در مقابل، PHEV یا Plug-in Hybrid Electric Vehicle یک خودروی هیبریدی قابل شارژ از طریق منبع برق خارجی است.
| ویژگی | HEV | PHEV |
| اتصال به برق شهری | معمولاً نیاز ندارد | دارد |
| شارژ هنگام ترمزگیری | دارد | دارد |
| استفاده از موتور بنزینی | دارد | دارد |
| ظرفیت باتری | معمولاً کمتر | معمولاً بیشتر |
| امکان رانندگی برقی | معمولاً محدودتر | معمولاً بیشتر |
| نیاز به شارژر خارجی | خیر | برای استفاده کامل از قابلیت برقی، بله |
بنابراین اگر سؤال شما این است که «آیا هر خودروی هیبریدی باید هر شب شارژ شود؟»، پاسخ خیر است. این موضوع بیشتر درباره خودروهای PHEV مطرح میشود.
باتری هیبرید چگونه شارژ میشود؟
باتری ولتاژبالای خودروهای هیبریدی میتواند از چند مسیر انرژی دریافت کند.
مهمترین روشها عبارتاند از:
-
بازیابی انرژی هنگام کاهش سرعت و ترمزگیری
-
تولید برق توسط موتور احتراقی و ژنراتور
-
اتصال به برق خارجی در خودروهای PHEV
سیستم کنترل هیبرید دائماً وضعیت باتری، سرعت خودرو، میزان درخواست گشتاور، دمای باتری و شرایط رانندگی را بررسی میکند و تصمیم میگیرد چه زمانی باتری شارژ یا تخلیه شود.
به همین دلیل، راننده معمولاً لازم نیست بهصورت دستی تصمیم بگیرد چه زمانی باتری را شارژ کند.
نقش موتور بنزینی در شارژ باتری
موتور بنزینی در خودروهای هیبریدی فقط برای حرکت مستقیم خودرو استفاده نمیشود.
در برخی شرایط، موتور احتراقی میتواند نیروی مکانیکی موردنیاز یک ژنراتور را تأمین کند. ژنراتور این انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند و سیستم مدیریت انرژی میتواند از آن برای تأمین توان موتور الکتریکی یا شارژ باتری استفاده کند.
البته این فرآیند در همه خودروها دقیقاً یکسان نیست؛ زیرا معماری سیستم هیبرید میتواند سری، موازی یا ترکیبی از این دو باشد.
بنابراین روشن شدن موتور بنزینی در یک خودروی هیبریدی لزوماً به معنی آن نیست که باتری کاملاً خالی شده است. سیستم کنترل ممکن است برای تأمین توان موردنیاز خودرو، حفظ محدوده مناسب شارژ باتری یا دستیابی به بازده بهتر، موتور احتراقی را وارد مدار کند.
ترمز احیاکننده یا بازیابی انرژی چیست؟
یکی از مهمترین ویژگیهای خودروهای هیبریدی، Regenerative Braking یا ترمز احیاکننده است.
در خودروهای معمولی، بخش زیادی از انرژی جنبشی خودرو هنگام ترمزگیری به گرما تبدیل شده و از طریق لنت و دیسک ترمز دفع میشود.
اما در سیستم هیبریدی، هنگام کاهش سرعت، موتور الکتریکی میتواند در شرایط مناسب به حالت ژنراتور وارد شود.
در این حالت:
انرژی جنبشی خودرو → انرژی مکانیکی → انرژی الکتریکی → باتری ولتاژبالا
به این ترتیب، بخشی از انرژیای که در خودروهای معمولی تلف میشود، بازیابی و برای استفاده مجدد ذخیره میشود.
البته تمام انرژی ترمزگیری قابل بازیابی نیست. زمانی که نیاز به ترمزگیری شدید باشد یا شرایط سیستم اجازه بازیابی کامل را ندهد، ترمز اصطکاکی نیز وارد عمل میشود.
آیا باتری در هنگام رانندگی شارژ میشود؟
بله.
یکی از تصورات اشتباه درباره خودروهای هیبریدی این است که باتری فقط هنگام اتصال به برق شارژ میشود.
در HEV، باتری میتواند در حین رانندگی شارژ شود.
برای مثال، هنگامی که راننده پای خود را از روی پدال گاز برمیدارد یا ترمز میکند، سیستم میتواند موتور الکتریکی را در حالت تولید برق قرار دهد. انرژی تولیدشده به باتری منتقل میشود.
در برخی شرایط نیز موتور احتراقی میتواند از طریق ژنراتور انرژی الکتریکی تولید کند.
بنابراین سطح شارژ باتری در طول رانندگی دائماً تغییر میکند.
چرا باتری هیبرید همیشه ۱۰۰ درصد نمیشود؟
این موضوع کاملاً طبیعی است.
در بسیاری از خودروهای هیبریدی، سیستم مدیریت باتری اجازه نمیدهد باتری در استفاده معمول تا ۱۰۰ درصد ظرفیت فیزیکی خود شارژ یا تا صفر درصد واقعی تخلیه شود.
دلیل اصلی، مدیریت عمر باتری و حفظ عملکرد پایدار سیستم است.
سیستم مدیریت باتری یا BMS محدوده مشخصی را برای شارژ و تخلیه باتری در نظر میگیرد.
برای مثال، ممکن است نمایشگر خودرو تغییرات سطح شارژ را در یک محدوده مشخص نشان دهد، درحالیکه ظرفیت فیزیکی باتری بیشتر از محدوده قابل استفاده برای راننده است.
این روش به کاهش فشار واردشده به سلولهای باتری کمک میکند.
پس وقتی نمایشگر شارژ پایین را نشان میدهد، باتری واقعاً کاملاً خالی نیست؟
لزوماً خیر.
آنچه راننده روی نمایشگر مشاهده میکند، الزاماً معادل تمام ظرفیت فیزیکی باتری نیست.
سیستم مدیریت انرژی بخشی از ظرفیت باتری را بهعنوان حاشیه ایمنی در نظر میگیرد تا باتری بتواند در محدوده مناسب و کنترلشده کار کند.
Price range: 38.000.000 تومان through 40.000.000 تومان
یادگیری صفر تا صد برق، انژکتور و آپشنال خودروهای کره ای در 42 فصل آموزشی تئوری و عملی، با تدریس تخصصی مهندس سپهر علیمحمدی، ویژه ارتقای مهارت فنیکاران خودرو. مناسب برای فنیکارانی که بهدنبال افزایش درآمد خود هستند.
شارژ بیش از حد چگونه کنترل میشود؟
کنترل شارژ باتری هیبریدی توسط مجموعهای از سیستمهای الکترونیکی و کنترلی انجام میشود.
BMS یکی از اجزای کلیدی این فرآیند است. این سیستم پارامترهایی مانند ولتاژ سلولها، دما، جریان و وضعیت شارژ را تحت نظر دارد.
در کنار BMS، واحد کنترل هیبرید نیز با توجه به شرایط رانندگی تصمیم میگیرد چه میزان انرژی وارد باتری شود یا از آن برداشت شود.
به همین دلیل، در حالت عادی راننده نمیتواند باتری را مانند یک باتری ساده با ادامه ترمزگیری یا رانندگی «بیشازحد شارژ» کند.
وقتی باتری به محدوده بالای مجاز برسد، سیستم میتواند میزان بازیابی انرژی را کاهش دهد و در صورت نیاز، استفاده از ترمز اصطکاکی را افزایش دهد.
چه عواملی باعث کاهش شارژدهی میشوند؟
عملکرد باتری هیبریدی تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد.
دمای بالا و پایین
باتریهای ولتاژبالا نسبت به دما حساس هستند. گرمای بیش از حد میتواند شرایط نامناسبی برای عملکرد و عمر باتری ایجاد کند و سرمای شدید نیز میتواند توان قابل استفاده باتری را کاهش دهد.
به همین دلیل، خودروهای هیبریدی به سیستمهای مدیریت حرارتی مجهز هستند.
افزایش سن باتری
باتریهای هیبریدی نیز مانند سایر باتریهای قابل شارژ، با گذشت زمان و استفاده دچار فرسایش میشوند.
ظرفیت قابل استفاده ممکن است بهتدریج کاهش پیدا کند.
شرایط رانندگی
شتابگیریهای شدید، بار زیاد، رانندگی طولانی در سربالایی و استفاده سنگین از سیستمهای خودرو میتواند میزان مصرف انرژی را افزایش دهد.
وضعیت سیستم خنککاری باتری
مسیرهای ورود و خروج هوا و اجزای مربوط به خنککاری باتری باید عملکرد مناسبی داشته باشند.
گرفتگی مسیر هوا یا اختلال در سیستم مدیریت حرارتی میتواند بر عملکرد باتری تأثیر بگذارد.
وضعیت لاستیکها
فشار نامناسب لاستیک میتواند مقاومت غلتشی را افزایش دهد و مصرف انرژی خودرو را بالا ببرد.
بنابراین کاهش مسافت قابل پیمایش یا افزایش مصرف انرژی همیشه به معنی خرابی خود باتری نیست.
آیا شارژر خانگی برای خودرو هیبرید لازم است؟
اگر خودرو HEV باشد، معمولاً به شارژر خانگی نیاز ندارید.
باتری این خودرو در زمان رانندگی و با استفاده از سیستم بازیابی انرژی و سیستم تولید برق شارژ میشود.
اما اگر خودرو PHEV باشد، شارژر خارجی میتواند بخش مهمی از استفاده روزمره خودرو باشد؛ زیرا ظرفیت باتری آن بیشتر است و امکان استفاده از انرژی برق برای طی مسافت بیشتری وجود دارد.
بنابراین پیش از خرید تجهیزات شارژ، ابتدا باید مشخص شود خودرو از چه نوع سیستم هیبریدی استفاده میکند.
اگر به آموزش برق خودرو، عیبیابی سیستمهای الکتریکی و شناخت سیستمهای هیبریدی علاقهمند هستید، در صفحه اینستاگرام کارنو مهارت میتوانید آموزشهای کاربردی، نکات تخصصی و محتوای فنی مرتبط با برق و انژکتور خودروهای داخلی، چینی، کیا و هیوندای را دنبال کنید. در این صفحه تلاش میکنیم مفاهیم تخصصی را به زبان ساده و کاربردی ارائه دهیم تا هم تعمیرکاران حرفهای و هم علاقهمندان به حوزه برق خودرو، دانش خود را بهروز کنند. برای مشاهده آموزشهای بیشتر درباره برق خودرو و سیستمهای هیبریدی، صفحه اینستاگرام کارنو مهارت را دنبال کنید.
خوشه تخصصی: قطعات و سیستمهای مؤثر در شارژ خودرو هیبریدی
برای تعمیرکار، شناخت صرفاً مفهوم شارژ باتری کافی نیست. فرآیند شارژ و مصرف انرژی در یک خودروی هیبریدی حاصل همکاری چندین قطعه و واحد کنترلی است.
باتری ولتاژبالا
باتری ولتاژبالا منبع اصلی ذخیره انرژی الکتریکی سیستم هیبرید است. این باتری از تعداد زیادی سلول و ماژول تشکیل شده و ولتاژ آن به طراحی خودرو بستگی دارد.
سامانه مدیریت باتری
BMS وضعیت سلولها و شرایط کاری باتری را کنترل میکند و اطلاعات موردنیاز را در اختیار سیستم مدیریت انرژی قرار میدهد.
موتور الکتریکی
موتور الکتریکی در زمان نیاز، انرژی الکتریکی باتری را به گشتاور تبدیل میکند و در زمان بازیابی انرژی میتواند مانند یک ژنراتور عمل کند.
اینورتر
اینورتر یکی از اجزای مهم سیستم انتقال انرژی الکتریکی بین باتری و موتور الکتریکی است. در بسیاری از معماریها، وظیفه تبدیل و کنترل جریان برق موردنیاز موتور الکتریکی را بر عهده دارد.
واحد کنترل هیبرید
واحد کنترل هیبرید شرایط مختلف خودرو را تحلیل میکند و درباره نحوه استفاده از موتور بنزینی، موتور الکتریکی و باتری تصمیم میگیرد.
سیستم مدیریت حرارتی
باتری و سایر قطعات الکتریکی قدرت، محدوده دمایی کاری مشخصی دارند. سیستم مدیریت حرارتی کمک میکند اجزای سیستم در شرایط مناسب کار کنند.
سیستم ترمز احیاکننده
این سیستم هنگام کاهش سرعت، امکان بازیابی بخشی از انرژی جنبشی خودرو را فراهم میکند و انرژی بازیابیشده را در اختیار سیستم الکتریکی قرار میدهد.
Price range: 35.000.000 تومان through 50.000.000 تومان
با بیش از 80 ساعت آموزش عملی و تخصصی، این دوره شما را برای عیبیابی و تعمیر سیستمهای برق و انژکتور خودروهای چینی آماده میکند. مناسب برای فنیکارانی که بهدنبال ورود حرفهای به بازار خودروهای وارداتی هستند.
جمعبندی؛
اگر بخواهیم پاسخ را خیلی ساده بیان کنیم:
خودروی هیبریدی معمولی HEV معمولاً نیازی به اتصال به برق شهری ندارد.
باتری این خودرو هنگام رانندگی و از طریق بازیابی انرژی ترمز و در برخی شرایط از طریق انرژی تولیدشده توسط موتور احتراقی شارژ میشود.
در مقابل، PHEV علاوه بر بازیابی انرژی در حین رانندگی، امکان شارژ از طریق منبع برق خارجی را نیز دارد.
بنابراین قبل از خرید شارژر یا نگرانی درباره نحوه شارژ خودرو، ابتدا باید نوع سیستم هیبریدی را مشخص کنید.
برای تعمیرکار نیز موضوع فراتر از «شارژ شدن باتری» است. شناخت باتری ولتاژبالا، BMS، اینورتر، موتور الکتریکی، سیستم بازیابی انرژی، مدیریت حرارتی و واحد کنترل هیبرید برای عیبیابی اصولی خودروهای هیبریدی ضروری است.
سوالات متداول
آیا خودرو هیبریدی را باید به برق بزنیم؟
اگر خودرو از نوع HEV باشد، معمولاً نیازی به اتصال به برق شهری ندارد. در خودروهای PHEV امکان شارژ با برق خارجی وجود دارد.
آیا باتری خودرو هیبریدی هنگام ترمز شارژ میشود؟
بله. سیستم ترمز احیاکننده میتواند بخشی از انرژی جنبشی خودرو را هنگام کاهش سرعت به انرژی الکتریکی تبدیل و به باتری منتقل کند.
آیا موتور بنزینی باتری هیبرید را شارژ میکند؟
در بسیاری از معماریهای هیبریدی، موتور احتراقی میتواند از طریق یک ژنراتور انرژی الکتریکی تولید کند و سیستم مدیریت انرژی از آن برای تأمین توان یا شارژ باتری استفاده کند.
چرا شارژ باتری هیبریدی هیچوقت ۱۰۰ درصد نشان داده نمیشود؟
سیستم مدیریت باتری معمولاً برای افزایش دوام و حفظ شرایط کاری مناسب، تمام ظرفیت فیزیکی باتری را در اختیار راننده قرار نمیدهد.
آیا باتری هیبریدی در حین رانندگی شارژ میشود؟
بله. بازیابی انرژی هنگام کاهش سرعت و ترمزگیری یکی از روشهای اصلی شارژ باتری در خودروهای هیبریدی است.
تفاوت باتری ۱۲ ولت و باتری هیبرید چیست؟
باتری ۱۲ ولت وظایف مربوط به شبکه کمولتاژ خودرو را انجام میدهد، درحالیکه باتری ولتاژبالا انرژی موردنیاز سیستم محرکه الکتریکی را تأمین میکند.
آیا کاهش شارژ باتری همیشه به معنی خراب شدن باتری است؟
خیر. دما، شرایط رانندگی، مصرف انرژی، مدیریت حرارتی و وضعیت سایر اجزای سیستم نیز میتوانند روی سطح شارژ و عملکرد باتری تأثیر بگذارند.
آیا شارژر خانگی برای همه خودروهای هیبریدی لازم است؟
خیر. HEV معمولاً به شارژر خارجی نیاز ندارد، اما PHEV برای استفاده از قابلیت شارژ خارجی میتواند به تجهیزات شارژ مناسب نیاز داشته باشد.
مهندس سپهر علیمحمدی با بیش از 19 سال تجربه علمی و عملی در بازار کار خودرو، از مدرسین و متخصصان باسابقه حوزه برق، انژکتور و سیستمهای هوشمند خودرو است. ایشان دارای مدرک مهندسی تکنولوژی مکانیک خودرو، مدارک بینالمللی از شرکت کارمن کره جنوبی و مؤلف کتاب زبان فنی مرجع تخصصی خودرو در ایران بوده و با بیش از 14 سال سابقه تدریس و برگزاری دهها سمینار تخصصی، دانش و تجربه خود را بهصورت کاملا کاربردی در اختیار فعالان این حوزه قرار میدهد.
