شارژ خودرو های هیبریدی؛ نکات ضروری برای بهینه‌ترین عملکرد

مقدمه

همچنین بخوانید: معرفی تویوتا وایلدلندر 2024 و مقایسه آن با تویوتا راوفور

خودرو های هیبریدی و آشنایی با انواع آنها

خودروهای هیبریدی نسل جدیدی از وسایل نقلیه هستند که با ترکیب دو منبع قدرت مختلف، کارایی بالا و کاهش آلایندگی را در یک بسته واحد ارائه می‌دهند. ایده اصلی پشت طراحی این خودروها این است که از مزایای هر دو نوع سیستم قدرتی استفاده شود: یک موتور احتراق داخلی (که معمولاً بنزینی یا دیزلی است) و یک موتور الکتریکی.

موتور احتراقی در این سیستم وظیفه تأمین قدرت اصلی و همچنین شارژ باتری‌ها را بر عهده دارد، در حالی که موتور الکتریکی در مواقعی که نیاز به انرژی کمتر یا عملکردی آرام‌تر است، وارد عمل می‌شود. این ترکیب نه تنها باعث کاهش مصرف سوخت می‌شود، بلکه از انتشار گازهای گلخانه‌ای نیز جلوگیری می‌کند، به همین دلیل خودروهای هیبریدی به عنوان یکی از راهکارهای موثر برای مقابله با تغییرات اقلیمی و کاهش آلودگی هوا شناخته می‌شوند. در ادامه به معرفی و بررسی انواع خودرو های هیبریدی می پردازیم.

شارژ و باتری خودروهای هیبریدی

امروزه استفاده از خودروهای برقی و هیبریدی در ایران رو به افزایش است. بسیاری از افراد ترجیح می‌دهند برای صرفه‌جویی در هزینه‌ها از امکان شارژ خودرو برقی در منزل استفاده کنند. همچنین، چندین ایستگاه شارژ خودرو برقی در تهران و سایر شهرها راه‌اندازی شده که روند شارژ را برای رانندگان آسان‌تر می‌کند. حتی در شرایط خاص، می‌توان به شارژ خودرو برقی با موتور برق فکر کرد، هرچند این روش معمول نیست.

از نظر اقتصادی، هزینه شارژ خودرو برقی در ایران در مقایسه با سوخت‌های فسیلی بسیار پایین‌تر است. برای این کار می‌توان یک دستگاه شارژ خودرو برقی خریداری کرد که بسته به کیفیت و نوع آن، قیمت دستگاه شارژ خودرو برقی متفاوت است. البته باید به مدت زمان شارژ خودرو برقی هم توجه داشت که با شارژر سریع بسیار کوتاه‌تر خواهد بود.

از طرف دیگر، خودروهای هیبریدی تویوتا و لکسوس نیاز به باتری هیبریدی دارند. بسیاری از افراد درباره قیمت باتری هیبریدی تویوتا کمری، CHR و پریوس یا حتی باتری هیبریدی لکسوس NX300 و CT200 سوال دارند. واقعیت این است که قیمت این باتری‌ها به مدل خودرو و سال ساخت آن بستگی دارد. البته عمر مفید باتری ماشین هیبریدی معمولاً بالاست و با نگهداری صحیح می‌توان چندین سال بدون مشکل از آن استفاده کرد.

همچنین بخوانید: بررسی مشخصات فنی و قیمت تویوتا لوین هیبرید ۲۰۲۳ و مقایسه با تویوتا کرولا 2023

• هیبریدی کامل (Full Hybrid – FHEV)

خودروهای هیبریدی کامل یکی از رایج‌ترین انواع خودروهای هیبریدی هستند که توانایی عملکرد با موتور الکتریکی، موتور احتراقی یا ترکیبی از هر دو را دارند. این سیستم هوشمند به خودرو اجازه می‌دهد تا در سرعت‌های پایین و شرایط ترافیکی، تنها از موتور الکتریکی استفاده کند، که این کار موجب کاهش مصرف سوخت و آلایندگی می‌شود. زمانی که به قدرت بیشتری نیاز است، مانند شتاب‌گیری یا حرکت در جاده‌های شیب‌دار، موتور احتراقی به کمک موتور الکتریکی می‌آید. باتری‌های این خودروها از طریق سیستم ترمز احیاکننده شارژ می‌شوند؛ این سیستم انرژی تولید شده هنگام ترمز کردن را ذخیره می‌کند و دوباره مورد استفاده قرار می‌دهد. به دلیل این ویژگی‌ها، خودروهای هیبریدی کامل برای رانندگی شهری و مسیرهای پرترافیک بسیار مناسب هستند. از معروف‌ترین نمونه‌ها می‌توان به تویوتا پریوس اشاره کرد که به دلیل مصرف سوخت بهینه و قابلیت اعتماد بالا، محبوبیت جهانی دارد.

• هیبریدی خفیف (Mild Hybrid – MHEV)

هیبریدی خفیف نوعی ساده‌تر و اقتصادی‌تر از فناوری هیبریدی است که موتور الکتریکی نقش کمکی دارد و به تنهایی قادر به حرکت دادن خودرو نیست. این نوع خودروها معمولاً از یک ژنراتور استارتر (Starter-Generator) استفاده می‌کنند که علاوه بر تأمین نیروی الکتریکی برای سیستم‌های داخلی خودرو، به موتور احتراقی در زمان شتاب‌گیری یا کاهش مصرف سوخت کمک می‌کند. هیبریدی‌های خفیف به دلیل ساختار ساده‌تر و استفاده از باتری‌های کوچک‌تر، هزینه تولید پایین‌تری دارند و به همین دلیل نسبت به دیگر انواع هیبریدی ارزان‌تر هستند. این خودروها معمولاً در هنگام توقف، موتور احتراقی را خاموش کرده و با استارت مجدد بسیار سریع به کاهش مصرف سوخت کمک می‌کنند. به طور کلی، این خودروها گزینه‌ای عالی برای کسانی هستند که به دنبال یک خودرو با بهره‌وری سوخت بهتر و بدون نیاز به شارژ باتری هستند.

• هیبریدی پلاگین (Plug-in Hybrid – PHEV)

هیبریدی‌های پلاگین نسخه‌ای پیشرفته‌تر از خودروهای هیبریدی هستند که باتری‌های بزرگ‌تری دارند و می‌توانند با اتصال به منبع برق خارجی شارژ شوند. این خودروها قابلیت حرکت با موتور الکتریکی به تنهایی را دارند و معمولاً مسافت قابل‌توجهی را (تا 50 کیلومتر یا بیشتر) بدون استفاده از موتور احتراقی طی می‌کنند. باتری بزرگ‌تر این نوع خودروها به آن‌ها اجازه می‌دهد که در شرایط شهری کاملاً برقی عمل کنند، در حالی که در مسافت‌های طولانی یا زمانی که باتری خالی می‌شود، موتور احتراقی وارد عمل می‌شود. این ترکیب باعث کاهش چشمگیر مصرف سوخت و آلایندگی می‌شود. یکی از مزایای دیگر این خودروها این است که مالک می‌تواند در طول شب باتری را شارژ کرده و روز بعد با انرژی الکتریکی حرکت کند. از نمونه‌های برجسته این دسته می‌توان به تویوتا RAV4 پلاگین هیبرید یا میتسوبیشی اوتلندر PHEV اشاره کرد.

• خودروهای هیبریدی سری (Series Hybrid)

در خودروهای هیبریدی سری، موتور احتراقی مستقیماً به چرخ‌ها متصل نیست و تنها وظیفه تولید برق برای موتور الکتریکی و شارژ باتری‌ها را دارد. موتور الکتریکی به‌عنوان منبع اصلی حرکت عمل می‌کند، به این معنی که تمامی نیروی محرکه از موتور الکتریکی تأمین می‌شود. این طراحی به راندمان بسیار بالایی در شرایط شهری منجر می‌شود، زیرا موتور الکتریکی می‌تواند در سرعت‌های پایین بهینه‌تر عمل کند. یکی از ویژگی‌های جذاب این نوع خودروها، عملکرد بسیار نرم و بدون صدا در رانندگی است که تجربه‌ای مشابه خودروهای تمام برقی ارائه می‌دهد. با این حال، به دلیل وابستگی کامل به موتور الکتریکی برای حرکت، کارایی این سیستم ممکن است در مسیرهای طولانی یا سرعت‌های بالا به اندازه دیگر انواع هیبریدی نباشد. از نمونه‌های این خودروها می‌توان به بی‌ام‌و i3 (نسخه رکس) اشاره کرد.

• خودروهای هیبریدی موازی (Parallel Hybrid)

در خودروهای هیبریدی موازی، هر دو موتور احتراقی و موتور الکتریکی مستقیماً به چرخ‌ها متصل هستند و می‌توانند به صورت همزمان یا مستقل از یکدیگر نیرو تولید کنند. این ترکیب به خودرو اجازه می‌دهد که بسته به شرایط رانندگی، از یکی از موتورها یا هر دو استفاده کند. برای مثال، در سرعت‌های پایین یا شتاب‌گیری ملایم، موتور الکتریکی به تنهایی وارد عمل می‌شود، اما در سرعت‌های بالا یا هنگام نیاز به قدرت بیشتر، موتور احتراقی فعال می‌شود. این نوع خودروها بهره‌وری بالایی در مسیرهای طولانی و رانندگی با سرعت بالا دارند و به همین دلیل برای کسانی که بیشتر در جاده‌های بین‌شهری رانندگی می‌کنند، گزینه‌ای ایده‌آل هستند. هیوندای سوناتا هیبریدی و هوندا اینسایت از نمونه‌های معروف این نوع هستند.

• هیبریدی ترکیبی (Series-Parallel Hybrid)

شارژ خودرو های هیبریدی

شارژ خودروهای هیبریدی معمولی (HEV)

یکی از ویژگی‌های جذاب خودروهای هیبریدی معمولی این است که نیازی به شارژ از منابع خارجی ندارند. باتری‌های این خودروها به‌صورت خودکار و در حین رانندگی شارژ می‌شوند. سیستم بازیابی انرژی از ترمزها نقشی کلیدی در این فرآیند دارد. وقتی راننده ترمز می‌گیرد، انرژی جنبشی که معمولاً هدر می‌رود، به انرژی الکتریکی تبدیل شده و در باتری ذخیره می‌شود. علاوه بر این، موتور احتراقی خودرو نیز در زمان‌های مناسب به شارژ باتری کمک می‌کند، به همین دلیل نیازی به نگرانی در مورد شارژ کردن آن وجود ندارد.

شارژ خودروهای هیبریدی پلاگین (PHEV)

خودروهای هیبریدی پلاگین، برخلاف هیبریدهای معمولی، نیاز به شارژ از منابع برق خارجی دارند. این شارژ می‌تواند به چند روش مختلف انجام شود که هر کدام بسته به شرایط، زمان و تجهیزات مورد نیاز، متفاوت است:

• شارژ خانگی

یکی از ساده‌ترین روش‌ها برای شارژ خودروهای هیبریدی پلاگین، اتصال آن‌ها به یک پریز برق خانگی است. این کار به یک کابل شارژ مخصوص نیاز دارد که معمولاً همراه خودرو ارائه می‌شود. زمان شارژ به عواملی مانند ظرفیت باتری و توان منبع برق بستگی دارد. در حالت معمول، شارژ خانگی ممکن است بین ۶ تا ۱۲ ساعت زمان ببرد. این روش برای کسانی که دسترسی به برق خانگی دارند، راهکاری ساده و قابل اطمینان است.

• ایستگاه شارژ عمومی

برای کسانی که به دنبال سرعت بیشتر هستند یا امکان شارژ خانگی ندارند، ایستگاه‌های شارژ عمومی گزینه‌ای مناسب است. این ایستگاه‌ها معمولاً در نقاط عمومی مانند مراکز خرید، خیابان‌های پرتردد یا پارکینگ‌های عمومی قرار دارند. با استفاده از این ایستگاه‌ها، باتری خودرو در زمانی کوتاه‌تر، معمولاً بین ۱ تا ۴ ساعت، به طور کامل شارژ می‌شود.

• شارژ سریع (DC Fast Charging)

شارژ سریع، یکی از پیشرفته‌ترین روش‌ها برای شارژ خودروهای هیبریدی پلاگین است. این نوع شارژ از ایستگاه‌های خاصی استفاده می‌کند که به جای جریان متناوب (AC)، از جریان مستقیم (DC) بهره می‌برند. این روش می‌تواند در زمانی بسیار کوتاه، معمولاً کمتر از یک ساعت، بخش زیادی از باتری را شارژ کند. البته باید توجه داشت که همه خودروهای هیبریدی پلاگین از این فناوری پشتیبانی نمی‌کنند و استفاده از آن به تجهیزات خاصی نیاز دارد. این گزینه بیشتر برای افرادی مناسب است که به سرعت و کارایی اهمیت می‌دهند.

شارژ خودرو های هیبریدی چقدر زمان میبرد؟

مدت زمان لازم برای شارژ یک خودروی هیبریدی پلاگین به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله اندازه باتری، مقدار شارژ باقی‌مانده در آن و توان خروجی ایستگاه شارژ. توان خروجی که با واحد کیلووات (kW) سنجیده می‌شود، نقش مهمی در سرعت شارژ ایفا می‌کند.

به طور کلی، فرآیند شارژ به چهار دسته تقسیم می‌شود:

• • شارژ آهسته: با توان خروجی تا ۳ کیلووات، این روش برای مواقعی مناسب است که زمان کافی برای شارژ دارید، مثلاً در شب هنگام استفاده از برق خانگی.
  • شارژ سریع: با توان ۷ تا ۲۲ کیلووات، این نوع شارژ برای افرادی که زمان محدودتری دارند، گزینه‌ای متعادل و قابل اطمینان است.
  • شارژ خیلی سریع: با توان ۲۵ تا ۹۹ کیلووات، مناسب برای شرایطی است که نیاز به شارژ سریع‌تر دارید، مثلاً در ایستگاه‌های عمومی با زمان توقف کوتاه.
  • شارژ فوق سریع: با توان بالای ۱۰۰ تا ۳۵۰ کیلووات، این نوع شارژ پیشرفته‌ترین گزینه است که در کمتر از یک ساعت، بخش عمده باتری را شارژ می‌کند و معمولاً در ایستگاه‌های شارژ پیشرفته موجود است.

همچنین بخوانید: سیستم استاپ استارت؛ یک فناوری هوشمند در خودروها

آیا همیشه باید باتری خودروهای هیبریدی را فول شارژ نگه داریم؟

خیر، در خودروهای هیبریدی نیازی نیست باتری را همیشه تا ۱۰۰ درصد شارژ نگه دارید و حتی این کار ممکن است به عملکرد و عمر مفید باتری آسیب بزند. باتری‌های این خودروها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در یک بازه شارژ مشخص، معمولاً بین حدود ۳۰ تا ۸۰ درصد، فعالیت کنند تا از فشار بیش از حد به سلول‌های باتری جلوگیری شود. سیستم مدیریت باتری (BMS) در اکثر خودروهای هیبریدی به صورت هوشمند این محدوده را کنترل می‌کند و اجازه نمی‌دهد باتری به‌طور مداوم در حالت شارژ کامل یا تخلیه کامل قرار بگیرد، چون هر دو حالت می‌توانند در درازمدت باعث کاهش ظرفیت و فرسایش باتری شوند. از آنجایی که خودروهای هیبریدی در کنار باتری، از موتور بنزینی هم بهره می‌برند، نیازی به شارژ دستی یا نگه داشتن شارژ کامل در بیشتر مواقع وجود ندارد. همچنین، استفاده از سیستم بازیابی انرژی در هنگام ترمزگیری یا حرکت در سراشیبی به شارژ مجدد باتری کمک می‌کند، بدون آن‌که نیازی به شارژ خارجی باشد. در نتیجه، بهتر است به جای تمرکز بر شارژ کامل، اجازه دهید سیستم خودرو خودش مدیریت شارژ را بر اساس شرایط رانندگی انجام دهد.

عوامل موثر در سرعت شارژ خودرو های هیبریدی

1. اندازه باتری

اندازه باتری یکی از عوامل مهم در تعیین مدت زمان شارژ خودروهای هیبریدی است. باتری‌های بزرگ‌تر معمولاً زمان بیشتری برای شارژ کامل نیاز دارند، در حالی که باتری‌های کوچک‌تر سریع‌تر شارژ می‌شوند. ظرفیت باتری‌ها معمولاً بر حسب کیلووات‌ساعت (kWh) اندازه‌گیری می‌شود. برای مثال، یک باتری کوچک در خودروهای برقی اقتصادی ممکن است حدود 20 کیلووات‌ساعت ظرفیت داشته باشد، در حالی که در خودروهای برقی لوکس و پیشرفته، این مقدار می‌تواند به 100 کیلووات‌ساعت یا حتی بیشتر برسد. هنگام انتخاب خودروی هیبریدی، بهتر است عادات رانندگی روزانه خود را در نظر بگیرید. اگر مسیرهای کوتاهی طی می‌کنید، یک باتری کوچک که سریع‌تر شارژ می‌شود، می‌تواند گزینه مناسبی برای شما باشد.

2. نوع ایستگاه شارژ

سرعت شارژ خودروهای برقی و هیبریدی پلاگین به نوع ایستگاهی که خودرو به آن متصل است، بستگی دارد. ایستگاه‌های شارژ به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند:

• سطح ۱: این ایستگاه‌ها کمترین سرعت شارژ را ارائه می‌دهند و معمولاً توانایی افزودن حدود 3 تا 4.8 کیلومتر پیمایش در هر ساعت شارژ را دارند.
• سطح ۲: این نوع شارژرها سرعت بیشتری دارند و اغلب در مکان‌های عمومی مانند پارکینگ‌ها یا مراکز خرید یافت می‌شوند. توان آن‌ها به گونه‌ای است که می‌توانند در هر ساعت شارژ، حدود 16 تا 32 کیلومتر پیمایش به باتری اضافه کنند.
• شارژ سریع DC: این ایستگاه‌ها با استفاده از جریان مستقیم (DC) بسیار سریع‌تر هستند و می‌توانند در کمتر از 30 دقیقه، تا 80 درصد ظرفیت باتری را شارژ کنند. با این حال، همه خودروها از این نوع شارژ پشتیبانی نمی‌کنند.

سرعت شارژ همچنین به قابلیت‌های فنی خود خودرو نیز بستگی دارد. پیش از استفاده از شارژر سریع، مطمئن شوید که خودروی شما امکان بهره‌گیری از آن را دارد.

3. وضعیت شارژ باتری

یکی دیگر از عوامل مؤثر بر سرعت شارژ، میزان شارژ باتری در زمان شروع فرآیند است. معمولاً زمانی که باتری تقریباً خالی باشد، سرعت شارژ بیشتر است و هر چه به ظرفیت کامل نزدیک شود، سرعت کاهش می‌یابد. برخی خودروها برای محافظت از باتری، سرعت شارژ را در نزدیکی ظرفیت کامل محدود می‌کنند. این ویژگی کمک می‌کند تا عمر باتری افزایش یابد و از داغ شدن بیش از حد آن جلوگیری شود.

4. دمای هوا

دمای محیط نقش مهمی در سرعت و کارایی شارژ باتری دارد. دماهای بسیار سرد یا بسیار گرم می‌توانند سرعت شارژ را کاهش دهند و حتی در شرایط شدید ممکن است به باتری آسیب برسانند. بهترین بازه دمایی برای شارژ بهینه و سالم ماندن باتری، بین ۱۰ تا ۲۱ درجه سلسیوس است. اگر دما از این محدوده خارج شود، برخی خودروها به طور خودکار سیستم‌هایی را برای مدیریت حرارت باتری فعال می‌کنند که ممکن است زمان شارژ را طولانی‌تر کند.

5. شارژر

برای شارژ خودروهای هیبریدی و برقی از تجهیزاتی به نام EVSE (تجهیزات تأمین برق خودروی الکتریکی) استفاده می‌شود. این شارژرها به شبکه برق متصل شده و نیروی لازم برای شارژ باتری را تأمین می‌کنند. انواع مختلف این شارژرها، سرعت‌های متفاوتی در شارژ ارائه می‌دهند. شارژرهای سریع و قدرتمند می‌توانند باتری را در عرض چند دقیقه تا چند ساعت شارژ کنند، در حالی که شارژرهای استاندارد برای شارژ کامل باتری به زمان بیشتری نیاز دارند که ممکن است تا چندین ساعت طول بکشد. انتخاب نوع شارژر مناسب بسته به نیاز و امکانات موجود می‌تواند تفاوت زیادی در زمان شارژ ایجاد کند.

همچنین بخوانید: معرفی بهترین مدل های هیبریدی تویوتا برای سال 1403