راهنمای انواع خودروهای هیبریدی: فول هیبرید، میلد هیبرید یا پلاگ‌این؟
این صفحه را به اشتراک بگذارید
خودروهای هیبریدی به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند: هیبرید کامل (شارژشونده از خود، بدون نیاز به شارژ خارجی)، هیبرید ملایم که فقط به موتور بنزینی کمک می‌کند و هیبرید پلاگین (PHEV) که با شارژ از پریز می‌تواند مسافت مشخصی را کاملاً با برق طی کند. معیار اصلی تمایز این سه، روش شارژ، ظرفیت باتری و توانایی یا عدم توانایی حرکت مستقل با برق است؛ اینکه کدام یک برای شما منطقی‌تر است، به این بستگی دارد که بیشتر کیلومترهای روزانه شما شهری است یا برون‌شهری و اینکه آیا امکان وصل کردن دوشاخه را دارید یا خیر.
نکات برجسته
- هیبرید ملایم یک سیستم 48V است؛ با برق به‌تنهایی نمی‌رود و فقط به موتور کمک می‌کند.
- باتری هیبرید کامل معمولاً ظرفیتی حدود ~1 kWh دارد.
- باتری PHEV تقریباً 10 تا 20 برابر باتری هیبرید کامل است.
- خودروهای PHEV معمولاً برد تمام‌برقی 25 تا 50 مایل ارائه می‌دهند.
- هزینه نگهداری PHEV به ازای هر مایل ~3 سنت است؛ در خودرو بنزینی به طور میانگین 6 سنت.
تفاوت بین هیبرید، هیبرید ملایم و هیبرید پلاگین چیست؟
اولین و روشن‌ترین معیار تمایز این سه سیستم این است: چه کسی باتری را شارژ می‌کند و آیا موتور برقی می‌تواند خودرو را به‌تنهایی حرکت دهد؟ هیبرید ملایم به پریز وصل نمی‌شود و با برق به‌تنهایی نمی‌راند؛ سیستم برقی آن فقط به اندازه‌ای کوچک است که به موتور بنزینی کمک کند. هیبرید کامل هم دوشاخه ندارد، اما باتری خود را با موتور بنزینی داخلی و ترمز بازیاب پر می‌کند و در سرعت‌های پایین می‌تواند با برق به‌تنهایی حرکت کند. اما هیبرید پلاگین، همان‌طور که از نامش پیداست، از پریز شارژ می‌شود و باتری آن به اندازه‌ای بزرگ است که با بردی نزدیک به یک خودرو تمام‌برقی حرکت کند.
اندازه باتری این تمایز را به اعداد نشان می‌دهد. باتری یک هیبرید کامل معمولاً حدود 1 kWh است؛ این انرژی بلافاصله در شتاب‌گیری بعدی مصرف می‌شود. اما باتری یک PHEV تقریباً 10 تا 20 برابر باتری هیبرید کامل است و تقریباً بردی حدود 10 تا 70 مایل برای رانندگی تمام‌برقی فراهم می‌کند. در هیبرید ملایم یک باتری 48V لیتیوم-یونی، یک استارت-آلترناتور یکپارچه با تسمه (BISG) و یک مبدل DC/DC وجود دارد؛ مزیت 48V نسبت به 12V این است که با اتلاف کمتر توان بالاتری می‌دهد.
| ویژگی | هیبرید ملایم (MHEV) | هیبرید کامل (HEV) | هیبرید پلاگین (PHEV) |
|---|---|---|---|
| به پریز وصل می‌شود؟ | خیر | خیر | بله، شارژ لازم است |
| با برق به‌تنهایی می‌رود؟ | خیر | در مسافت‌های کوتاه بله | بله، این حالت اصلی است |
| ظرفیت معمول باتری | 48V کوچک | ~1 kWh | PHEV، 10 تا 20 برابر بزرگ‌تر از هیبرید کامل |
| برد برقی | ندارد | خیلی کوتاه | حدود 10 تا 70 مایل |
| مصرف سوخت شهری | متوسط | بسیار بالا | در صورت شارژ شدن، بالاترین |
اصول کار: هر سیستم چگونه انرژی را مدیریت می‌کند؟
هیبرید ملایم: دستیار بی‌صدا
در هیبرید ملایم، سیستم الکتریکی به اندازه‌ای بزرگ نیست که جای موتور را بگیرد. موتور الکتریکی کوچک، در شروع حرکت و شتاب‌گیری گشتاوری به موتور بنزینی اضافه می‌کند و در ترافیک توقف و حرکت، خاموش و روشن شدن موتور را روان‌تر می‌سازد. تجربه رانندگی تقریباً از یک خودروی بنزینی سنتی قابل تشخیص نیست؛ به همین دلیل هیبرید ملایم، با کمترین قیمت ورودی، مسیر گذار به فناوری هیبرید است. اما چون موتور همواره برای به حرکت درآوردن خودرو روشن است، در مقایسه با یک هیبرید معمولی سوخت بیشتری مصرف کرده و آلایندگی بیشتری تولید می‌کند.
هیبرید کامل: تعادل خودکار میان دو منبع
در هیبرید کامل، موتور بنزینی و موتور الکتریکی با هم کار می‌کنند. در یک رانندگی معمولی، خودرو با برقتحرک راه‌اندازی می‌شود؛ هنگامی که به سرعت مشخصی برسد - به عنوان مثال کلاسیک، در Toyota Prius حدود 15 مایل بر ساعت - سیستم موتور بنزینی را با برق ترکیب می‌کند. کامپیوتر تصمیم می‌گیرد چه منبعی و چه زمانی در مدار باشد و راننده این گذارها را از طریق کنسول مدیریت نمی‌کند. وقتی باتری خالی می‌شود از بنزین و هنگام شتاب‌گیری از ترمز بازیابی انرژی تغذیه می‌شود؛ عملیات وصل کردن شمع در هیچ مرحله‌ای از زندگی وارد نمی‌شود.
هیبرید پلاگین‌دار: برقی پاره‌وقت
PHEV عمدتاً با موتور الکتریکی کار می‌کند و با کاهش باتری، موتور سوختی به‌طور خودکار وارد عمل می‌شود؛ یعنی وقتی باتری تمام شود، راننده سرِ راه نمی‌ماند. هنگامی که برد برقی به صفر برسد و موتور بنزینی وارد عمل شود، باتری کاملاً خالی نیست: سیستم حدود 1 kWh ذخیره کنار می‌گذارد تا خودرو مانند یک هیبرید با ترمز بازیابی انرژی به کار خود ادامه دهد. باتری‌های PHEV حدود یک‌چهارم اندازه باتری‌های خودروهای تمام‌برقی هستند؛ بیشتر مدل‌ها از مدار شارژ داخلی کوچک‌تر و ارزان‌ترِ 3,3 کیلوواتی استفاده می‌کنند و معمولاً از شارژ سریع DC پشتیبانی نمی‌کنند. از یک پریز خانگی در طول شب، یعنی در 10-12 ساعت به‌طور کامل شارژ می‌شود.
PHEVها معمولاً سه حالت کاری ارائه می‌دهند. در حالت هیبرید، کامپیوتر ترکیب برق و بنزین را برای بهره‌وری متعادل می‌کند: در شهر و سرعت ثابت اولویت را به EV می‌دهد و در شتاب‌گیری شدید و سرعت بالا اولویت را به بنزینی. حالت EV Save باتری را برای بعد نگه می‌دارد و موتور بنزینی را بلافاصله به حالت هیبرید می‌برد؛ قبل از ورود به مراکز شهری با محدودیت آلایندگی یا پیش از مسیری که به گشتاور برقی نیاز خواهد داشت، مفید است. حالت Charge موتور را مجبور به شارژ باتری می‌کند؛ چون کم‌بازده‌تر و گران‌تر از شارژ با شمع است، از نظر بهره‌وری رویکردی است که بر خودش غلبه می‌شود و می‌توان آن را پیش از سربالایی‌های طولانی یک استثنا دانست.
ترمز بازیابی انرژی: موتور مشترک هر سه هیبرید
مکانیزمی که در هر سه فناوری وجود دارد و اقتصاد هیبریدها را ممکن می‌سازد، ترمز بازیابی انرژی است. اصل آن ساده است: هنگام ترمز، موتور الکتریکی معکوس شده و به‌عنوان ژنراتور عمل می‌کند و انرژی جنبشی چرخ‌ها را به انرژی الکتریکی قابل ذخیره در باتری تبدیل می‌کند؛ انرژی‌ای که در ترمزگذاری سنتی به‌صورت گرما تلف می‌شد. در بیشتر هیبریدها، بازیابی انرژی همراه با ترمزهای اصطکاکی کار می‌کند و در ترمزهای ملایم، سیستم اولویت را به بازیابی انرژی می‌دهد.
در ترافیک درون‌شهری توقف‌وحرکت، فرصت دائمی برای شارژ باتری به وجود می‌آید؛ به همین دلیل هم هایبریدهای کامل و هم PHEVهای شارژشونده در شهر به مقادیر غیرعادی بالایی از مصرف سوخت اقتصادی می‌رسند. دو فایده جانبی هم ملموس است: چون ترمز بازیاب بخش عمده کار را بر عهده دارد، ساییدگی لنت ترمز به‌طور محسوسی کاهش می‌یابد؛ همچنین PHEVها احتمال ارائه سطوح متغیر بازیاب تنظیم‌شونده توسط راننده و حتی رانندگی تک‌پدال مبتنی بر رها کردن پدال گاز را بیشتر از هایبریدهای کامل دارند.
در شهر و جاده طولانی چگونه رفتار می‌کنند؟
درون‌شهری: قوی‌ترین زمینه هایبرید کامل
چون ترمز بازیاب در ترافیک توقف‌وحرکت به‌طور مداوم انرژی بازیابی می‌کند، هایبریدهای کامل در رانندگی شهری بسیار کارآمد هستند؛ به همین دلیل تاکسی‌ها و خودروهای خدماتی با راننده عمدتاً هایبرید انتخاب می‌کنند. برای استفاده کوتاه درون‌شهری، هر سه نوع هایبرید منطقی هستند؛ اما اگر سفرهای روزمره بین 10 تا 50 مایل باشد و امکان شارژ وجود داشته باشد، PHEV این سفرها را بدون حتی یک قطره بنزین و کاملاً با برق انجام می‌دهد.
جاده طولانی: هزینه PHEV اینجا آشکار می‌شود
در سفرهای طولانی اتوبان، وضعیت برعکس می‌شود. هایبریدهای کامل در اتوبان به‌اندازه شهر اقتصادی نیستند؛ چون موتور به‌طور مداوم زیر بار کار می‌کند، فرصت بازیابی نیز کاهش می‌یابد. از نظر PHEV مشکل جدی‌تر است: سرعت اتوبان برد الکتریکی را سریع مصرف می‌کند و خودرو در کوتاه‌زمانی به یک هایبرید بنزینی سنگین تبدیل می‌شود. به دلیل وزن باتری اضافی، PHEV در استفاده ترکیبی شهر/اتوبان مصرف سوخت کمی بدتری از برادر تمام‌هایبرید خود دارد. یک PHEV که به‌ندرت به پریز وصل می‌شود، به خودرویی تبدیل می‌شود که وزنش را با بنزین حمل می‌کند و اقتصادی‌تر از هایبرید استاندارد عمل نمی‌کند. برای کسی که مداوم سفرهای طولانی اتوبانی دارد، اگر هایبرید مدنظر باشد، طبیعی‌ترین انتخاب هایبرید ملایم یا یک بنزینی خوب است؛ هوای سرد نیز برد را کاهش می‌دهد، دمای زیر 40 درجه فارنهایت می‌تواند برد الکتریکی PHEV را کاهش دهد.
تجربه مالکیت: هزینه، نگهداری و محاسبه بازگشت سرمایه
در سمت نگهداری، خبرها خوب است. در هایبریدها هزینه نگهداری منظم، از جمله فرسایش معمول، معمولاً از خودروی بنزینی بیشتر نیست؛ سیستم گیربکس هایبرید بسته است و به تعویض منظم روغن نیاز ندارد. در PHEVها هزینه نگهداری و تعمیرات به ازای هر مایل حدود 3 سنت است، در حالی که در بنزینی‌ها به‌طور میانگین حدود 6 سنت است. صرفه‌جویی سوخت قابل اندازه‌گیری است: برای راننده‌ای که سالانه 15.000 مایل می‌راند، مدل بنزینی حدود 1.434 دلار هزینه سوخت ایجاد می‌کند، در حالی که برادر هایبرید آن در سطح 975 دلار باقی می‌ماند؛ یعنی صرفه‌جویی سالانه حدود 459 دلار. در مقابل، قیمت خرید هایبرید نیز بالاتر است: در سدان به‌طور میانگین حدود 1.300 دلار و در شاسی‌بلندها تا 3.000 دلار پرداخت اضافی مطرح است و این تفاوت عمدتاً از باتری می‌آید. تعویض باتری نیز کار ارزانی نیست.
تساوی هزینه PHEV به یک سوال بستگی دارد: آیا بیشتر از مسافت روزانه شما واقعاً با برق طی خواهد شد؟ رانندگانی که هر روز برد برقی را مصرف می‌کنند، برق برایشان ارزان است یا با پنل خورشیدی برق تولید می‌کنند، سریع‌ترین کسانی هستند که اختلاف قیمت بین PHEV و هیبرید استاندارد را جبران می‌کنند. اما برای کسی که به‌طور منظم شارژ نمی‌کند، همان پول باید صرف یک هیبرید استاندارد سبک‌تر و ارزان‌تر شود. این واقعیت که موتورهای بنزینی کوچک هنگام تمام شدن برق احساس کمبود قدرت ایجاد می‌کنند، به‌ویژه در حالت کاملاً پر یا در سربالایی‌ها، واقعیتی است که باید در مالکیت PHEV بدانید.
کدام نوع هیبرید برای چه کسی منطقی است؟
می‌توانید تصمیم را به سه سوال خلاصه کنید: آیا مکانی برای شارژ کردن دارید؟ بیشتر از مسافت شما در شهر است یا اتوبان؟ چقدر تجربه رانندگی برقی را می‌خواهید؟
- هیبرید ملایم: برای رانندگانی که می‌خواهند مانند یک خودروی سنتی رانندگی کنند، می‌خواهند فناوری هیبرید را با کمترین قیمت امتحان کنند و بخش عمده مسافتشان سفرهای طولانی اتوبان است. اجزای برقی نسبتاً ساده هستند.
- هیبرید کامل: متعادل‌ترین انتخاب برای رانندگانی که می‌خواهند بدون دردسر وصل کردن دوشاخه به هیبرید بروند و بیشتر در شهر و داخل شهرک رانندگی می‌کنند؛ در تاکسی و استفاده با راننده اثبات شده است.
- هیبرید پلاگین‌دار: برای رانندگانی که به‌طور منظم می‌توانند به پریز وصل کنند، سفرهای روزانه‌شان در محدوده برد برقی قرار دارد و آخر هفته‌ها مرز برد بنزینی را هم می‌خواهند. همچنین پل ایده‌آلی برای کسانی است که قبل از رفتن به تمام‌برقی می‌خواهند آب‌ها را امتحان کنند.
دو هشدار عملی: اول، قبل از خرید مشخص کنید که آیا وصل کردن PHEV به برق از نظر فیزیکی ممکن است یا خیر؛ اگر امکان شارژ منظم وجود ندارد، PHEV خودروی مناسبی برای شما نیست. دوم، نشان همیشه راهنمای درستی نمی‌دهد - نام برخی مدل‌ها با عبارت "Hybrid" در واقع یک PHEV را پنهان می‌کند. قابل‌اعتمادترین بررسی، نگاه کردن به ستون‌های بنزین و برق روی برچسب مصرف سوخت یا شمردن تعداد دربچه‌های سوخت خودرو است: دو دربچه، وجود دوشاخه را نشان می‌دهد.
حرف آخر: معادله ساده اما شخصی است
فناوری هیبرید یک محصول واحد نیست، بلکه سه سطح متفاوت از عمق برقی‌سازی است. هیبرید ملایم (mild hybrid) مصرف سوخت را کاهش می‌دهد اما خودرو را متحول نمی‌کند؛ هیبرید کامل (full hybrid) اقتصاد سوخت در شهر را به‌طور جدی بهبود می‌بخشد و نیازی به شارژ ندارد؛ و PHEV اگر زیرساخت شارژ داشته باشید، رانندگی روزمره را کاملاً برقی می‌کند و در جاده‌های طولانی آزادی بنزینی را حفظ می‌کند. پرسش درست این نیست که «کدام هیبرید بهتر است؟»، بلکه این است که «هفته من از چه مسافتی و از چه مسیری تشکیل شده است؟» هنگامی که پاسخ خود را بدهید، مشخص می‌شود که کدام سیستم برای شما منطقی است.
منابع
- هیبرید در برابر هیبرید قابل شارژ در برابر هیبرید ملایم
- هیبریدها در برابر هیبریدهای قابل شارژ: مزایا و معایب
- هیبرید، هیبرید ملایم یا قابل شارژ - تفاوت در چیست؟
- نحوه کار سیستم "هیبرید ملایم"
- خودروهای برقی هیبرید قابل شارژ
- آیا خودروی هیبرید قابل شارژ انتخاب مناسبی برای شماست؟
- محدوده برد خودروهای هیبرید قابل شارژ: یک نمودار
- هزینه‌های مالکیت خودروی هیبرید قابل شارژ: چه چیزی باید انتظار داشته باشید
- آیا نگهداری یا تعمیر خودروهای هیبرید گران‌تر است؟
- هیبرید در برابر بنزینی: چه زمانی مصرف سوخت بهتر شروع به جبران می‌کند