हाइब्रिड कार कम गति पर इलेक्ट्रिक और उच्च गति पर पेट्रोल क्यों?

हाइब्रिड कारें कम गति और कम शक्ति की मांग पर इलेक्ट्रिक मोटर का, और उच्च गति या भारी भार की स्थिति में पेट्रोल इंजन का उपयोग करती हैं; क्योंकि शहर की गतियों पर इलेक्ट्रिक प्रणोदन अधिक कुशल और सांकेतिक रूप से शांत होता है, जबकि हाईवे की गतियों पर बढ़ी हुई वायु प्रतिरोध और शक्ति की आवश्यकता पेट्रोल इंजन की कुशल संचालन सीमा से मेल खाती है। स्विच करने का निर्णय वाहन कंप्यूटर तुरंत लेता है और चालक के हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं होती। नीचे हम इस स्विचिंग लॉजिक को परत-दर-परत समझाते हैं।

निर्णय कौन लेता है, किन मानदंडों के आधार पर?

एक हाइब्रिड पावरट्रेन में दो शक्ति स्रोत होते हैं: आंतरिक दहन इंजन और एक या एक से अधिक इलेक्ट्रिक मोटर। इन दोनों को पहियों से जोड़ने वाला ट्रांसमिशन पावर इलेक्ट्रॉनिक्स नियंत्रक द्वारा प्रबंधित होता है। नियंत्रक चालक पेडल की स्थिति, वाहन की गति, बैटरी चार्ज स्थिति और इंजन तापमान जैसे चरों को लगातार पढ़कर यह तय करता है कि कौन सा स्रोत कितनी शक्ति उत्पन्न करेगा।

लॉजिक वास्तव में एक सरल दक्षता समीकरण पर आधारित है। इलेक्ट्रिक मोटर कम आरपीएम पर अपना टॉर्क तुरंत और पूरी तरह देती है; स्टॉप-स्टार्ट ट्रैफिक में यह देर से जुड़ने वाले पेट्रोल इंजन से अधिक फायदेमंद है। वहीं पेट्रोल इंजन मध्यम और उच्च भार में, स्थिर गतियों पर सबसे कुशल स्थिति में होता है। इसलिए वाहन हर गति और शक्ति की मांग के लिए गणितीय रूप से सबसे सस्ती ऊर्जा का रास्ता चुनता है - ईंधन के संदर्भ में सबसे सस्ता।

इस प्रणाली का एक अंतर्निहित लाभ भी है: इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा प्रदान की गई अतिरिक्त शक्ति के कारण पेट्रोल इंजन को छोटे आकार में चुना जा सकता है और फिर भी प्रदर्शन में कोई कमी नहीं होती। बैटरी साथ ही लाइट और एसी जैसे सहायक भारों को ऊर्जा देकर वाहन के रुकने के क्षणों में इंजन का खाली चलना, यानी आइडलिंग खपत को समाप्त कर देती है।

शहर में इलेक्ट्रिक, हाईवे पर पेट्रोल: इसका ठीक उलटा क्यों नहीं?

शहर की ड्राइविंग की परिभाषा है स्टॉप-स्टार्ट ट्रैफिक: छोटे त्वरण, सिग्नल पर रुकना, कम औसत गति। यह प्रोफाइल इलेक्ट्रिक मोटर का मजबूत पक्ष है। हाइब्रिड वाहन लाल बत्ती पर रुकते समय पेट्रोल इंजन को पूरी तरह बंद कर सकता है और केवल बैटरी से चल सकता है। धीमे बहते ट्रैफिक में शुद्ध इलेक्ट्रिक ड्राइविंग ईंधन की खपत को काफी कम कर देती है। ब्रेक लगाने पर रीजनरेटिव ब्रेकिंग सक्रिय होती है: वाहन के धीमा होते समय घूमते पहियों की गतिज ऊर्जा जनरेटर के माध्यम से बिजली में बदली जाती है और बैटरी में वापस भरी जाती है। चूंकि आप शहर के ट्रैफिक में बार-बार ब्रेक लगाते हैं, इसलिए यह पुनर्प्राप्ति लगातार जारी रहती है।

Otoyol par tabees badal jaata hai. Raftaar badhne par hawa ka pratirodh raftaar ke varg ke saath badhta hai aur kheench ke liye zaroori lagatar shakti gun ho jaati hai. Batari ko is shakti se poshan dena bhi asamkharshi hai aur charge bhi jaldi khatam ho jaata hai. Petrol engine is sthir load mein poore daayra mein kaam kar sakta hai. Tez acceleration ki maang aane par aksar system dono ko ek saath shuru kar deta hai: petrol engine buniyadi shakti deta hai, electric motor temporary tork ka izafa karta hai.

Sankshep mein, ye ek raftaar ki seema nahi, balki shakti aur kshamta ka hisaab hai. Ek hi raftaar par bhi chadhai par petrol engine aur utarai par electric shamil ho sakta hai; system raftaar ko nahi, us samay ki tork maang ko dekhta hai.

Kya 80 km/s se upar hamesha petrol hi hota hai?

Nahi. Drivers mein hybrid ke ek nirdisht raftaar - aam sunne mein 80 km/s - se upar jaane par electric se petrol mein badalne ka vyapak vishwas hai. Ye pakka niyam nahi hai. Asal mein system tatkalik shakti maang ke anusaar kaam karta hai: otoyol par sthir, halki raftaar par engine band electric driving chhede palon ke liye sambhav hai; lekin acceleration ya ramp jaise tez load ke palon mein petrol engine shuru ho jaata hai. Sahi vyakhya ye hai: raftaar akele nirdharak nahi hai, raftaar guna shakti maang nirdharak hai.

Hybrid Prakar aur Badlav Vyavahar mein Antarkaash

Har hybrid ek jaise kaam nahi karta. System electric se petrol par kaise badalta hai, ye batari ke size aur architecture par bahut farak dalta hai.

Mild hybrids mein transition ki baat karna galat hai; kyunki internal combustion engine kabhi poora band nahi hota. Electric system sirf support deta hai aur bahari charge ki zarurat nahi. Full hybrids mein shehar ke andar ki driving ka bada hissa chupchap guzar sakta hai. Plug-in hybrids regular charge hone par rozmarra use ka bada hissa electric se karte hain; batari khatam hone par seamless transition ke saath petrol mode mein aa jaate hain. Full hybrid aur plug-in ke beech ka mool antar yahi hai: batari ka size, cost aur uddeshya.

Seri, Parallel aur Shakti-Bantwali Systems: Ek Hi Transition ke Teen Raaste

Transition kaisa mehsoos hota hai, samajhne ke liye system ke architecture ko dekhna zaroori hai. Teen mool dhang hain.

सीरीज़ हाइब्रिड में पेट्रोल इंजन पहियों से कभी भी सीधे नहीं जुड़ा होता; यह केवल जनरेटर चलाता है और वाहन आमतौर पर बैटरी से ऊर्जा लेने वाले इलेक्ट्रिक मोटर से चलता है। पैरेलल हाइब्रिड में इंजन और इलेक्ट्रिक मोटर ट्रांसमिशन को एक साथ या अलग-अलग चला सकते हैं; कंप्यूटर सिस्टम शक्ति वितरण का निरंतर प्रबंधन करता है। पावर स्प्लिट - यानी सीरीज़-पैरेलल - सिस्टम, पैरेलल आर्किटेक्चर में इंजन से पहियों तक एक दूसरा शक्ति मार्ग जोड़ता है और दोनों स्रोतों का उपयोग स्वतंत्र रूप से या साथ में कर सकता है।

ठोस उदाहरण पावर स्प्लिट लॉजिक के सबसे जाने-माने अनुप्रयोगों में से एक है: Toyota Hybrid Synergy Drive, पेट्रोल इंजन, जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर को एक इकाई से जोड़ने वाले एक पावर स्प्लिट गियर सेट का उपयोग करता है। इसके कारण वाहन केवल पेट्रोल से, केवल बिजली से या दोनों से एक साथ चल सकता है; इंजन की ऊर्जा को आवश्यकता होने पर बैटरी चार्ज करने में, या सीधे ड्राइविंग में निर्देशित किया जाता है। कुछ आधुनिक सिस्टम उच्च गति और उच्च गियर अनुपात पर पैरेलल हाइब्रिड की तरह, और कम गति पर सीरीज़ हाइब्रिड की तरह व्यवहार करके हर मोड के लिए सबसे कुशल आर्किटेक्चर चुनते हैं।

ट्रांज़िशन क्यों महसूस नहीं होता: सहज संक्रमण की तकनीकी पृष्ठभूमि

ड्राइवरों का सबसे बड़ा सवाल यह है कि क्या ट्रांज़िशन महसूस होता है या नहीं। अच्छी तरह डिज़ाइन किए गए हाइब्रिड में संक्रमण का क्षण लगभग अनुभव नहीं किया जा सकता। इसका मुख्य कारण यह है कि कुछ हाइब्रिड ट्रांसमिशन में जुड़ने और अलग होने वाले क्लच नहीं होते: पावर स्प्लिट गियर सेट लगातार जुड़ा रहता है और सिस्टम पेट्रोल इंजन को शामिल करते समय निरंतर पुनर्गणना करके आरपीएम और टॉर्क को बराबर करता है। क्लच शॉक या आरपीएम गिरावट नहीं होने के कारण ड्राइवर आमतौर पर केवल हल्की इंजन की आवाज़ सुनता है।

इलेक्ट्रिकली कंटीन्यूअस वेरिएबल ट्रांसमिशन के नाम से जाना जाने वाला e-CVT भी इस संतुलन को स्थापित करने वाले पुर्जों में से एक है। इसे पारंपरिक CVT से भ्रमित नहीं होना चाहिए: यह एक वास्तविक कंटीन्यूअस वेरिएबल ट्रांसमिशन नहीं है, यह गियर अनुपात को बेल्ट के बजाय दो मोटर-जनरेटर के आरपीएम अंतर से समायोजित करता है। इलेक्ट्रिक टॉर्क तुरंत उपलब्ध होने के कारण प्रारंभिक प्रतिक्रिया शक्तिशाली होती है और अक्सर इंजन को उच्च आरपीएम तक जाने की आवश्यकता नहीं होती। हाइब्रिड ट्रांसमिशन का मूल कार्य भी यही है: ड्राइविंग परिस्थितियों के अनुसार दो शक्ति स्रोतों से आने वाली शक्ति को हर समय पुनः संतुलित करना।

इसका मतलब यह नहीं कि यह सभी वाहनों में संपूर्ण है। कुछ मॉडलों में - उदाहरण के लिए कॉम्पैक्ट हाइब्रिड SUV में - इंजन के बंद और चालू होना विशेष रूप से ठंडे इंजन और उच्च बैटरी खपत के क्षणों में स्पष्ट रूप से महसूस किया जा सकता है। वाहनों के बीच अंतर सिस्टम के गियर आर्किटेक्चर और सॉफ्टवेयर कैलिब्रेशन से उत्पन्न होता है।

EV मोड कब काम आता है, कब बेकार ईंधन जलाता है?

अधिकांश फुल हाइब्रिड में ड्राइवर के लिए मैन्युअल रूप से चुनने योग्य एक EV मोड होता है। यह मोड लगभग 40 km/s की गति तक अल्पकालिक शुद्ध इलेक्ट्रिक ड्राइविंग के लिए डिज़ाइन किया गया है: पार्किंग से निकास, बंद स्थान, रात में मोहल्ले के भीतर के पारगमन जैसे परिदृश्य जहां शांति और कम उत्सर्जन की मांग होती है। छोटी, कम गति वाली यात्राओं में ईंधन की बचत भी प्रदान करता है।

लेकिन EV मोड का हमेशा आर्थिक दृष्टि से फायदेमंद होना कहा नहीं जा सकता। जब बैटरी कम स्तर पर हो, EV मोड पर ज़्यादा टिके रहने से बैटरी चार्ज करने के लिए पेट्रोल इंजन को अधिक समय तक चलाना पड़ता है और कुल खपत बढ़ सकती है। अधिकतम ईंधन अर्थव्यवस्था का लक्ष्य रखने वालों के लिए Eco मोड और धीमे गैस पेडल वाली सामान्य ड्राइविंग आमतौर पर अधिक सही विकल्प है; EV मोड को उन क्षणों के लिए बचाकर रखना अधिक समझदारी है जहाँ शून्य स्थानीय उत्सर्जन आवश्यक हो। हाईवे पर फिर भी कोई भी मोड शहर जैसी दक्षता नहीं देता: गति बढ़ने के साथ बढ़ती हवा का प्रतिरोध बिजली और पेट्रोल दोनों मोड को अक्षम बना देता है।

ड्राइविंग मोड प्रणाली को सही ढंग से समझने के लिए इंस्ट्रूमेंट पैनल की ऊर्जा प्रवाह स्क्रीन भी शिक्षाप्रद है: तीरों का इंजन, बैटरी और पहियों के बीच दिशा बदलना, यह समझने का सबसे सहज तरीका है कि सिस्टम उस समय कौन-सा स्रोत उपयोग कर रहा है।

सारांश: अपने वाहन के व्यवहार को कैसे पढ़ें?

हाइब्रिड का बिजली और पेट्रोल के बीच स्विच करना कोई दोष या अनिर्णय नहीं है; यही सिस्टम का असली काम है। शहर में चुपचाप चलने वाला वाहन, हाईवे पर पेट्रोल इंजन पर स्विच करके खुद को सबसे कुशल मोड में पहुँचाता है। स्विच की अनुभूति संरचना पर निर्भर करती है: शक्ति विभाजन प्रणालियाँ क्लच-रहित गियर सेटों से स्विच को छिपा देती हैं, जबकि कुछ समानांतर सिस्टम में इंजन के सक्रिय होना सुनाई दे सकता है। अपने वाहन को समझते समय तीन प्रश्न पूछें: किस गति पर, किस शक्ति मांग पर और किस बैटरी चार्ज स्थिति में स्विच हो रहा है। उत्तर दक्षता के एक सुसंगत तर्क का अनुसरण करेंगे - और एक बार वह तर्क समझ जाने पर, पैडल के नीचे की हर खामोशी और हर गूँज एक अर्थ ले लेती है।

स्रोत

• हाइब्रिड इलेक्ट्रिक कारें कैसे काम करती हैं? - AFDC
• हाइब्रिड कैसे काम करते हैं
• हाइब्रिड वाहन ड्राइवट्रेन
• सीरीज़ बनाम पैरेलल बनाम सीरीज़/पैरेलल ड्राइवट्रेन - UCS
• Toyota हाइब्रिड ड्राइव मोड
• Toyota हाइब्रिड सिस्टम कैसे काम करता है: शुरुआती लोगों के लिए गाइड
• हाइब्रिड ट्रांसमिशन कैसे काम करते हैं? - Horse Powertrain
• eCVT असल में कोई CVT नहीं है
• हाइब्रिड वाहन क्या है और यह कैसे काम करता है?
• माइल्ड हाइब्रिड क्या होता है? और यह फुल हाइब्रिड से कैसे अलग है?
• हाइब्रिड बनाम माइल्ड हाइब्रिड बनाम प्लग-इन
• प्लग-इन हाइब्रिड-इलेक्ट्रिक कारें
• हाइब्रिड चलाने का सबसे अच्छा तरीका
• इलेक्ट्रिक ड्राइविंग मोड
• अपनी Toyota हाइब्रिड से ज़्यादा माइलेज कैसे पाएं