نحوه کار موتورهای ماشین های هیبریدی: توضیح قدرت برق و بنزین

خودروهای هیبریدی از دو منبع انرژی جداگانه استفاده می‌کنند — یک موتور احتراق داخلی و یک موتور الکتریکی — که هم چرخ‌ها را بر اساس شرایط رانندگی مشترکاً رانندگی می‌کنند یا به نوبت. هدف، طبق fueleconomy.gov وزارت انرژی ایالات متحده، ترکیب برد و راحتی سوخت‌گیری از موتور بنزینی با کارایی تحرک الکتریکی است.

چرا خودروهای هیبریدی در سال 2026 توجه بیشتری دریافت می‌کنند

خودروهای هیبریدی الکتریکی سهم رکوردی 16٪ از فروش خودروهای سبک جدید در ایالات متحده در سه ماهه دوم سال 2026 را کسب کردند، افزایش نسبت به سال قبل، طبق اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده (EIA). در همان دوره، فروش خودروهای الکتریکی تماماً باتری‌ای به 6٪ از بازار از 7٪ کاهش یافت. EIA بخشی از این تغییر را به انقضای یارانه‌های مالیاتی فیدرال در 30 سپتامبر 2025 منتسب می‌کند — اعتبار خودروی پاک جدید و اعتبار خودروی تجاری پاک واجد شرایط — که برای خودروهای هیبریدی در اصل قابل اجرا نبود.

اجزای اساسی

fueleconomy.gov یک سیستم انتقال هیبریدی را برای ساخته شده حول پنج جزء اصلی توصیف می‌کند: یک موتور احتراق داخلی، یک موتور الکتریکی، یک ژنراتور، یک دستگاه تقسیم قدرت، و یک باتری با ظرفیت زیاد. هر جزء نقش متمایزی در حرکت ماشین و مدیریت انرژی دارد.

• موتور: معمولاً کوچکتر و کارآمدتر از موتور یک ماشین معمولی مشابه، زیرا دیگر نیازی ندارد تنهایی تمام شرایط رانندگی را مدیریت کند
• موتور الکتریکی: موتور بنزینی را هنگام شتاب‌گیری، سبقت و بالا رفتن از تپه کمک می‌کند، و در برخی هیبریدها می‌تواند چرخ‌ها را به تنهایی با سرعت پایین رانندگی کند
• ژنراتور: در بسیاری از طراحی‌ها، بخشی از خروجی موتور را به الکتریسیته تبدیل می‌کند تا باتری را هنگام رانندگی شارژ کند
• دستگاه تقسیم قدرت: یک جعبه دنده که قدرت را بین موتور، موتور الکتریکی و ژنراتور توزیع می‌کند پس از تغییر شرایط
• باتری: الکتریسیته مورد استفاده توسط موتور الکتریکی و الکتریسیته‌ای را که از طریق ترمز بازیافتی به دست می‌آید را ذخیره می‌کند

نحوه ترکیب موتور و موتور الکتریکی برای رانندگی ماشین

مرکز داده سوخت‌های جایگزین (AFDC) وزارت انرژی ایالات متحده، طرح‌های هیبریدی را عمدتاً بر اساس نحوه رسیدن قدرت به چرخ‌ها تمایز می‌دهد. در رایج‌ترین طراحی، هیبرید موازی، موتور بنزینی و موتور الکتریکی هر دو به طور مکانیکی به چرخ‌ها متصل هستند و می‌توانند آنها را به طور همزمان رانندگی کنند. در یک هیبرید سری، تنها موتور الکتریکی چرخ‌ها را رانندگی می‌کند، در حالی که تنها کار موتور بنزینی اجرای یک ژنراتور است که الکتریسیته را تامین می‌کند — AFDC یادآوری می‌کند این طراحی در مدل‌های قابل شارژ رایج‌تر است.

توضیح خود تویوتا درباره سیستم هیبریدی کامل خود، منتشر شده توسط تویوتا بریتانیا، نشان می‌دهد که چگونه یک طراحی نوع موازی در عمل کار می‌کند. سیستم به طور خودکار بین رانندگی تنها الکتریکی — برای مثال در ترافیک کند — و قدرت ترکیبی یا تنها موتور جابه‌جا می‌شود، که توسط یک واحد کنترل قدرت و دستگاه تقسیم قدرتی که تویوتا آن را نوع خاصی از جعبه دنده توصیف می‌کند مدیریت می‌شود. در حالی که موتور در حال اجراست، همچنین ژنراتور را اجرا می‌کند تا باتری شارژ شود.

الکتریسیته از کجا می‌آید: ترمز بازیافتی

برخلاف هیبریدهای قابل شارژ، هیبریدهای معمولی برای شارژ از یک پریز الکتریکی طراحی نشده‌اند. fueleconomy.gov توضیح می‌دهد که ترمز بازیافتی انرژی‌ای را که در غیر این صورت هنگام کاهش سرعت یا فرود ماشین تلف می‌شود، نیروی موتور را به عنوان یک ژنراتور برای تبدیل حرکت چرخ‌ها دوباره به الکتریسیته برای باتری استفاده می‌کند. توضیح تویوتا اضافه می‌کند که باتری هر بار که راننده ترمز می‌کند یا دست را از پدال گاز می‌کشد به همین صورت شارژ می‌شود، علاوه بر شارژ از ژنراتور درایو موتور.

هیبرید، هیبرید خفیف یا هیبرید قابل شارژ: چه تفاوت‌هایی وجود دارد

AFDC یادآوری می‌کند که هیبریدهای خفیف می‌توانند موتور را هنگام توقف خاموش کنند تا سوخت صرفه‌جویی شود اما نمی‌توانند تنها با قدرت الکتریکی حرکت کنند، زیرا موتور و باتری آنها نسبتاً کوچک هستند. هیبریدهای کامل از باتری بزرگ‌تر و موتور قوی‌تری استفاده می‌کنند، که این چیزی است که دوره‌های کوتاهی از رانندگی تنها الکتریکی را ممکن می‌کند. هیبریدهای قابل شارژ یک قدم جلوتر می‌روند: fueleconomy.gov بیان می‌کند باتری آنها می‌تواند از یک پریز شارژ شود و به اندازه‌ای بزرگ است که استفاده از نفت را در رانندگی معمولی به‌طور معنادار کاهش دهد.

این بر روی فرمان چه معنی دارد

برای رانندگان، اثر عملی توصیف شده در این منابع رسمی یک ماشین است که مثل یک ماشین بنزینی معمولی رفتار می‌کند — در یک پمپ شارژ می‌شود، بدون محدودیت برد مرتبط با باتری — اما که موتور کوچکتری استفاده می‌کند، آن را بیشتر خاموش می‌کند، و انرژی ترمز را که یک ماشین معمولی صرفاً به عنوان گرما تلف می‌کند بازیافت می‌کند. صاحبان هیبریدهای قابل شارژ یک گزینه اضافی دریافت می‌کنند: استفاده عمدتاً از الکتریسیته برای سفرهای کوتاه در صورت شارژ منظم، و در عین حال یک موتور بنزینی برای سفرهای طولانی‌تر در دست داشتن.