::: النظام الهجين فى السيارات - الجزء الثانى :::
تحدثنا في الجزء الأول http://www.nilemotors.net/Nile/168801-a.html
عن النظام الهجين عن ماهية النظام الهجين وتاريخه وطريقة عمله، وسنتابع السرد والشرح عن النظام الهجين حتى الوصول إلى فكرة كاملة ومبنيّة بطريقة علمية صحيحة وسلسة ومبسطة.
مكونات النظام الهجين:
·محرك الاحتراق الداخلي:
وغالباً ما يكون إما محرك ديزل أو محرك بنزين، يقوم بالعمل على دفع السيارة بالتعاون مع المحرك الكهربائي، وذلك حسب إستراتيجية العمل المفروضة من نظام التحكم الإلكتروني بالمحرك. في حال كون طاقة بطارية الجهد العالي منخفضة يقوم محرك الاحتراق الداخلي بتأمين العزم المطلوب لتدوير الآلة الكهربائية، والتي تعمل هنا كمولد يقوم بإعادة شحن البطارية إلى حد أدنى يتم تحديده حسب إستراتيجية التشغيل. عند السير بسرعات عالية وثابتة يقوم محرك الاحتراق الداخلي بالعمل بمفرده على تأمين العزم الكامل المطلوب لدفع السيارة، إذ يكون العزم المقدم من المحرك الكهربائي مساوياً للصفر، ويشكل في هذه الحالة عبئاً إضافياً على محرك الاحتراق الداخلي كما ذكرنا سابقاً.
·المحرك الكهربائي:
وغالباً ما يكون محرك متواقت ذو مغناطيس دائم في الدوار، وذلك بسبب سهولة التحكم بعزم وسرعة هذا النوع من المحركات، بالإضافة إلى إمكانية تشغيله كمولد.
يقوم المحرك الكهربائي في حال كون طاقة البطارية تسمح بذلك وحسب نوع النظام الهجين، بتقديم جزء من العزم المطلوب لإقلاع السيارة، كما في Mild Hybrid أو بتقديم العزم المطلوب بكامله، حيث تسير السيارة كهربائياً ويكون محرك الاحتراق الداخلي مطفأ في هذه الحالة، وذلك كما في Full Hybrid.
عند عملية الكبح فإن هذا المحرك يتحول مباشرة لمولد ويقوم باستعادة الطاقة وإعادة تخزينها في البطارية. كما يمكن أن يعمل المحرك كمولد في غير أوقات الكبح، وذلك عندما تكون طاقة البطارية منخفضة بحيث يجب إعادة شحنها إلى الحد الأدنى، الذي لا يسمح بتفريغ البطارية إلى أدنى منه. يقوم المحرك أيضاً بدور المقلع في نظام توقف وانطلق
Motor Start/Stop
·المقلع الأولي:
تنحصر وظيفته في الإقلاع البارد للسيارة (عندما تكون درجة حرارتها منخفضة دون حد معين)، وفيما عدا ذلك فهو يشكل عبئاً إضافياً على السيارة.
·بطارية الجهد المنخفض:
وهي البطارية التقليدية المعروفة وتقوم بتزويد الأجهزة الكهربائية والإلكترونية في السيارة بجهد 12 فولت كما تقوم بتغذية المقلع الأولي. في حالة امتلاء بطارية الجهد العالي بالطاقة يتم استخدام هذه البطارية كخزان إضافي للطاقة المرتجعة.
·بطارية الجهد العالي:
وهي البطارية الإضافية التي تستخدم كخزان للطاقة المستعادة وتكون مصنوعة على الأغلب من الليثيوم - إيون، وذلك بسبب كثافة الطاقة الحجمية أو الوزنية العالية لهذا النوع من البطاريات. تعمل هذه البطاريات عند توترات مرتفعة نسبياً تصل من 100 وحتى 300 فولت. تقف هذه البطارية حجر عثرة في طريق الأنظمة الهجينة، وذلك بسبب المشاكل الكثيرة المرتبطة بها، مثل حساسيتها العالية للتوتر العالي أو المنخفض وكذلك درجة الحرارة بالإضافة إلى بطئ شحنها وارتفاع ثمنها وقابليتها للانفجار.
·مبدل التيار المستمر DC/DC Converter:
ويقوم بتحول التيار المستمر من مستوى توتر معين 12 فولت إلى مستوى جهد آخر 150 فولت مثلاً وبالعكس، وذلك من أجل شحن بطارية الجهد المنخفض من بطارية الجهد العالي وبالعكس.
·قالبة التيار المتناوب Inverter:
ولها وظيفتين أساسيتين حيث تقوم بتحويل التيار المستمر إلى تيار متناوب من أجل تغذية المحرك الكهربائي عند عمله كمحرك، كما تقوم بتحويل التيار المتناوب المتولد في المحرك عند عمله كمولد إلى تيار مستمر يتم تخزينه في بطارية الجهد العالي.
·نظام نقل وتبادل البيانات بين أنظمة التحكم الإلكتروني:
وهو نظام تبادل البيانات في السيارة وهو CAN-BUS حيث تتبادل الأنظمة الإلكترونية الخاصة بالمحرك وبالنظام الهجين المعلومات المطلوبة لتحقيق إستراتيجية العمل.
·نظام التحكم الإلكتروني بمحرك الاحتراق الداخلي:
ويقوم بتقييم وتحليل مئات الإشارات التشابهية والرقمية بشكل دوري وبتردد يصل إلى أكثر من 1000 مرة في الثانية، وتحديد إستراتيجية العمل بناء على هذه الحسابات، حيث يقوم بتحديد نسبة العزم الواجب تقديمها من المحرك الكهربائي ومن محرك الاحتراق الداخلي، بناء على بيانات وخطوط بيانية مخزنة مسبقاً فيه.
·نظام التحكم الإلكتروني بالمحرك الكهربائي:
ويقوم بتنفيذ إستراتيجية العمل المفروض من نظام التحكم الإلكتروني الخاص بالمحرك، حيث يجعل الآلة الكهربائية تعمل كمحرك أو كمولد وبالعزم المطلوب.
(منقـــــــــــــــــــــ ل )
