بحث
مجلة فنّات
وظائف شاغرة
اشتراك القائمة البريدية
  اسم المشترك:
  البريد الإلكتروني:
آخر فيديو السيارات

تعرّف إلى سيارتك

النظام الهجين في السيارات؟ كيف ولماذا؟ (2)

03-08-2010

image001.jpg

 

تحدثنا في الجزء الأول 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.

 

Untitled-1

يتبع....

معلومات عن كاتب المقال:

الاسم: وليد سحاري

الدراسة في ألمانيا: ماجستير هندسة كهربائية وأنظمة المعلومات من جامعة هانوفر في ألمانيا عام 2005.

الدراسة في سورية: هندسة كهربائية وإلكترونية من جامعة حلب عام 2001.

العمل: مهندس تطوير في شركة دايملر (قسم البحث والتطوير في مرسيدس بنز) في مجال السيارات الهجينة والسيارات الكهربائية، سابقاً مهندس تطوير في شركتي بي إم دبليو وأودي.

 

خاص بموقع فنّات.كوم


كم نجمة تعطي لهذه المقالة؟
نتيجة التقييم:   عدد المشاركين بالتقييم: 11
عدد التعليقات: 3
 الى الاخ هشام
الاخ هشام .. شكراً على تعليقك . للاسف فإني لست خبيراً في صناعة البطاريات وانما لدي المام عام ببطاريات الليثيوم-ايون ومشاكلها حيث ان عملنا يتعلق بمراقبة البطارية وحمايتها و استخدامها اكثر من صناعة البطارية نفسها. في حال معرفتك بتفاصيل اكثر عن صناعة هذه البطاريات ارجو الافادة ولك جزيل الشكر سلفاً.
وليد سحاري 12-08-2010 15:57
 good
شكرا للاستاذ وليدسحاري على هذه المعلومات المتميزة وارجو اعطاء المزيد من المعلومات التي تتيح للمهتمين بالسيارت التعرف على المحركات المتطورة والهجينة. وشكرا لادارة الموقع على طرح المعلومات الثمينة
omar 07-08-2010 13:16
 شكرا عزيزي المهندس وليد
أشكرك عزيزي على هذا المقال المفصل، ولدي سؤال: قرات منذ فترة بأن هيونداي-كيا تعمل على تطوير بطاريات من نوع بوليمير-ليثيوم وتقول بأنها أكثر كفاءة من الليثيوم-أيون فهل تحل هذه البطاريات فعلا مشكلة بطارية الجهد العالي سواء لنواحي السلامة وكفاء التشغيل أو الحساسية للتوتر العالي والحرارة ومشاكل قصر الدارة؟ مع العلم بأنني قرات عن مقارنات بين النوعين تتحدث عن التكلفة التصنيعية الرخيصة للليثوم- ايون مقابل سماكة بطارية أقل للبوليمير-ليثيوم... وشكرا على الافادة...!
هشام 07-08-2010 11:09
 
أرسل لصديق طباعة
 
 

Copyright ©2006 fannat.com All Rights Reserved. Designated trademarks and brands are the property of their respective owners. Use of this Web site constitutes acceptance of the fannat.com User Agreement and Privacy Policy.