معرفی باتری استفاده شده در خودرو های هیبردی + نحوه عمکرد

در این مقاله به بررسی باتری‌های خودروهای هیبریدی پرداخته‌ایم. از زمان ظهور خودرو، تولیدکنندگان خودرو تلاش‌های دائمی برای پیشرفت فناوری و بهبود عملکرد خودرو انجام داده‌اند. با وجود این‌که خودروهای هیبریدی در اواخر قرن نوزدهم معرفی شدند، اما تا به امروز با پیشرفتهایی در سیستم‌های خودروهای هیبریدی مواجه هستیم. خودروهای هیبریدی هواره در راساتای  کمک به سلامت محیط زیست حرکت کرده اند.

در حال حاضر، حرکت به سمت انرژی‌های جایگزین در حال گسترش است و خودروهای الکتریکی به دلیل هزینه‌های بالا، گزینه‌ی مناسبی نیستند. به همین دلیل، خودروهای هیبریدی به‌عنوان جایگزین بهتری برای خودروهای با موتور احتراقی عمل می‌کنند. به‌طور کلی، یک خودروی هیبریدی از ترکیب یک باتری هیبریدی الکتریکی و یک موتور احتراقی استفاده می‌کند تا انرژی موردنیاز خودرو را تامین کند.

علاوه بر این، باتری‌های مورد استفاده در خودروهای هیبریدی ، به اندازه کافی قابل شارژ و قوی هستند تا بتوانند خودرو را با سرعت و تا مسافت مشخصی حرکت دهند. در این مقاله، به تفصیل به موضوعاتی مانند کارایی باتری خودروی هیبریدی، ولتاژ عملکرد، عمر مفید، هزینه‌های تعویض و روش‌های بسته‌بندی آن در وبسایت مجتمع سپهر ،( فروشگاه لوازم یدکی کیا  و لوازم یدکی تویوتا )پرداخته‌ایم.

باتری خودرو هیبریدی چیست؟

خودرو هیبریدی به عبارت Hybrid Cars، ترکیبی از سوخت فسیلی  و باتری هیبریدی الکتریکی را در موتور خود تجمیع می‌کند. باتری این وسایل نقلیه قابلیت شارژ دارد و توان کافی برای حرکت را  به آسانی فراهم می‌کند.

یک باتری خودروی هیبریدی از دو الکترود در محیط الکترولیت تشکیل شده است. یک لایه نازک از پلیمر الکترودها را از یکدیگر جدا می‌کند تا از هر گونه اتصال کوتاه جلوگیری کند. علاوه بر این، باتری‌های هیبریدی در زمانی که ماشین هیبریدی را روشن می‌کنید، الکترودها را به هم متصل می‌کنند. به علاوه، یک باتری هیبریدی از یک مجموعه باتری با چندین سلول برای تامین انرژی وسیله نقلیه تشکیل شده است.

سیم‌های ولتاژ بالا به بسته های باتری وصل می‌شوند که برق موتور خودروی هیبریدی را تأمین می‌کنند. این سیم‌ها و بسته ‌های باتری با پوشش‌های پلاستیکی عایق‌بندی شده‌اند. به‌طور جزئی‌تر، مجتمع سپهر (فروشگاه قطعات یدکی کیا) به توضیحات بیشتری درباره عملکرد باتری‌های هیبریدی پرداخته است.در ادامه به برسی این نکات میپردازیم .

نکات اصلی درباره باتری‌های خودروهای هیبریدی

خودروهای هیبریدی نسبت به قبل  پیشرفته تر شده‌اند، اما هنوز در مقایسه هزینه  و در بحث مقرون به صرفه بودن، پیشرفت کافی نداشته‌اند. خودروهای هیبریدی بهترین گزینه برای جایگزینی خودروهای با موتور احتراق داخلی هستند. این خودروها به خوبی شکاف بین پیشرانه‌های الکتریکی و بنزینی را پر کرده‌اند.

وسایل نقلیه هیبریدی مزایای آشکاری مانند صفحه‌نمایش‌های الکترونیکی قوی  و مصرف سوخت بسیار کم را ارائه می‌دهند، اما بسیاری از مصرف‌کنندگان از عملکرد این موتورها و چگونگی کمک به محیط‌زیست، به درستی آگاه نیستند.

موتورهایی که به‌طور انحصاری با انرژی الکتریکی کار می‌کنند، دارای تسریع کارآمدی هستند و در هنگام شتاب‌دهی از حالت توقف، حداکثر توان را تولید می‌کنند. متاسفانه این باتری‌ها باید اندازه‌بزرگ داشته باشند تا بتوانند مسافت‌های طولانی را طی کنند. بر اساس گزارش‌های مصرف‌کنندگان، خودروهایی که تنها از باتری تغذیه می‌شوند، محدوده طی کردن مسافت بین 112 تا 400 کیلومتر دارند.

زمانی که با یک موتور احتراق داخلی ترکیب می‌شود، موتورهای الکتریکی به‌طور قابل ملاحظه‌ای کاربردی‌تر می‌شوند. تولیدکنندگان خودرو می‌توانند یک موتور احتراقی کوچک و بسیار کارآمد را به منظور تکمیل نیروی الکتریکی خودرو نصب کنند. با استفاده از قدرت اضافی یک موتور احتراق داخلی، می‌توان از یک موتور الکتریکی کوچکتر و بهینه‌ تر، بهره برد. این دو سیستم در ترکیب با یکدیگر بهترین کارایی  را ارائه می‌دهند.

 

مرتبط: آموزش نگهداری و تعمیر خودروهای هیبریدی

 

مشکلی که در راه اجرای این ترکیب وجود دارد، این است که طراحی کلی به دلیل داشتن دو موتور، هنوز هزینه‌ بر است. با این‌حال، هر دو موتور کوچک هستند، اما باعث  افزودن وزن به خودرو  می‌شوند و مساحت قابل توجهی از فضا را در خودرو اشغال می‌کنند.

چگونگی عملکرد باتری‌های خودروهای هیبریدی

خودروهای هیبریدی ترکیبی از فناوری خودروهای الکتریکی و خودروهای سنتی را به ارمغان می‌آورند. یک خودروی هیبریدی از یک باتری با ولتاژ 12 ولتی از نوع اسید سرب و همچنین سوخت بنزین مانند خودروهای سنتی استفاده می‌کند، در عین حال از  انرژی باتری الکتریکی نیز بهره می‌برد. وسیله نقلیه می‌تواند به طور اتوماتیک ، بین منابع برق و سوخت جابجا شود.

باتری الکتریکی از طریق یک فرآیند به نام بازیابی انرژی ترمزی شارژ می‌شود. انرژی تولید شده در هنگام فشار دادن پدال ترمز توسط راننده، به باتری الکتریکی بازگردانده می‌شود. انتقال بین انرژی الکتریکی و سوخت، کلید بهره‌وری منحصربه‌فردی در خودروهای هیبریدی است. این خودروها تنها در بخش‌هایی از زمان از سوخت استفاده می‌کنند، که باعث مصرف سوخت 20 تا 35 درصد کمتر نسبت به خودروهای سنتی می‌شود. این اقدام همچنین منجر به کاهش آلودگی‌های خودرو می‌شود و خودروی هیبریدی را به عنوان یک گزینه محیط‌ زیستی مطلوب‌تر نشان میدهد.

یکی از نقاط ضعف باتری‌های هیبریدی، محدودیت عمر آن‌ها است. طبق توضیحات Bumblebee Batteries، اکثر باتری‌های هیبریدی دارای گارانتی هشت ساله یا 160 هزار کیلومتر هستند، اما برخی از آن‌ها قبل از این زمان از کار افتاده‌اند. یک وسیله نقلیه هیبریدی بدون باتری کار نخواهد کرد، بنابراین مالکان وسایل نقلیه مجبور به هزینه دوره‌ای برای باتری‌های هیبریدی جدید هستند، که می‌تواند هزینه‌های تعمیر و نگهداری خودرو را افزایش دهد.

روش عمل باتری‌های هیبریدی

HybridGeek تشریح می‌کند که باتری‌های هیبریدی شامل دو الکترود هستند که در یک محلول الکترولیت قرار دارند. این الکترودها توسط یک لایه نازک پلیمری از یکدیگر جدا می‌شوند که از ایجاد اتصال کوتاه جلوگیری می‌کند. وقتی دستگاه، به عنوان مثال یک وسیله نقلیه هیبریدی، روشن می‌شود، الکترودها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. لازم به ذکر است که باتری یک خودروی هیبریدی در واقع یک مجموعه باتری است که تعدادی سلول با هم همکاری می‌کنند تا انرژی مورد نیاز برای تامین نیروی خودرو را تأمین کنند.

در هر سلول باتری یک الکترود مثبت و یک الکترود منفی وجود دارد. یون‌های الکترود با بار مثبت به سمت الکترود منفی حرکت می‌کنند. در اینجا، یون‌های مثبت الکترون‌هایی را جذب می‌کنند که توسط الکترود منفی ارسال می‌شود. این فرآیند پیچیده منجر به ایجاد یک جریان الکتریکی می‌شود.

انرژی تولید شده توسط یک باتری هیبریدی محدوده الکتریکی خودرو را مشخص می‌کند. نیروی موجود در باتری در هر لحظه تسریع خودرو را تعیین می‌کند.

انواع باتری هیبریدی

سه نوع مختلف از باتری‌های خودروهای هیبریدی وجود دارند:

باتری‌های اسید سربی: این نوع باتری‌های هیبریدی شامل مواد شیمیایی سنگین و مضر هستند که باعث کاهش مصرف سوخت می‌شوند.

باتری‌های لیتیوم یونی: این باتری‌ها کمترین میزان سمی بودن را نسبت به باتری‌های اسید سربی دارند. آنها همچنین در دستگاه‌های الکترونیکی روزمره مانند لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های هوشمند استفاده می‌شوند.

باتری‌های نیکل-فلز هیدریدی: این نوع باتری‌ها به‌عنوان پیشرفته‌ترین نوع باتری محسوب می‌شوند، اما هزینه‌برتری نسبت به دو نوع دیگر باتری‌های هیبریدی دارند. باتری‌های نیکل-فلز هیبریدی  به‌طور احتمالی خطرناک‌تر از باتری‌های لیتیوم یون هستند.

تولیدکنندگان خودروهای هیبریدی به‌طور گسترده از باتری‌های لیتیوم یونی با ولتاژ 12 ولتی استفاده می‌کنند، زیرا این نوع باتری قادر به ذخیره انرژی بیشتری نسبت به سایر انواع باتری‌های هیبریدی است.

نحوه شارژ باتری‌های خودروهای هیبریدی

برخلاف خودروهای الکتریکی، نیازی به شارژر جداگانه برای باتری‌های هیبریدی نیست. به‌جای آن، باتری‌ها از طریق یک فرآیند به‌نام بازیابی انرژی ترمزی خود را شارژ می‌کنند. وقتی که پدال ترمز را فشار می‌دهید، مقداری انرژی از ترمز به باتری‌های هیبریدی منتقل می‌شود.

علاوه‌براین، باتری‌های خودروهای هیبریدی پلاگین تا حدودی با باتری‌های هیبریدی معمولی متفاوت هستند. گفته می‌شود، باتری‌های پلاگین هیبریدی می‌توانند به‌طور مستقیم از ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی و همچنین از ترمز بازیابی انرژی شارژ شوند.

ولتاژ باتری‌های خودروهای هیبریدی

بسته باتری‌های خودروهای هیبریدی شامل سلول‌های کوچکی است که برای تولید ولتاژ بالا ترکیب شده‌اند. ولتاژ باتری‌های هیبریدی می‌تواند بین 100 تا 300 ولت باشد و برخی از باتری‌ها ممکن است با استفاده از مبدل ولتاژ ، ولتاژ بالاتری را ارائه دهند. گفته می‌شود، مدل 2010 تویوتا پریوس می‌تواند با استفاده از مبدل ولتاژ ولتاژ را تا 600 ولت افزایش دهد.

مقایسه طول عمر باتری هیبریدی و پلاگین هیبریدی

اگرچه اختلاف چندانی بین باتری‌های خودروهای هیبریدی و خودروهای هیبریدی قابل شارژ وجود ندارد، اجازه دهید تفاوت‌های آنها را مورد بررسی قرار دهیم:

عمر باتری‌های هیبریدی

با توجه به اینکه موضوع باتری از خودروهای هیبریدی جدا نشدنی است، امکان رانندگی بدون آن وجود ندارد. بنابراین نگهداری منظم از آنها ضروری است. طول عمر باتری خودروهای هیبریدی حدود هشت سال یا 160000 کیلومتر و در مواردی حتی بیشتر است. با این حال،  خراب شدن آن قبل از این مدت ممکن است اتفاق بیوفتد. به عبارت دیگر، تعویض باتری در دوره زمانی قبل از پایان عمر معمولی است.

اگر باتری هیبریدی به درستی عمل نکند، امکان بهره‌وری مناسب از سوخت و کاهش آلایندگی که برای خودروی هیبریدی مدنظر قرار گرفته، از بین خواهد رفت. هزینه جایگزینی باتری هیبریدی بالاست، اما با ارائه خدمات پس از فروش، امکان کاهش هزینه‌ها وجود دارد.

پیشرفت‌های فناوری اخیر منجر به داشتن عمر طولانی‌تر و هزینه کمتر برای باتری‌های هیبریدی شده است.

عمر باتری خودروهای هیبریدی قابل شارژ

خودروهای هیبریدی قابل شارژ دارای باتری بزرگتری هستند که می‌توان آنها را از ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی شارژ نمود. بعد از شارژ، برد تقریبی 70 کیلومتر را تا مصرف کامل دارند و سپس به عملکرد خودروی هیبریدی معمولی تغییر می‌دهند. باتری‌های خودروهای هیبریدی قابل شارژ به طور طراحی شده‌اند تا عمر طولانی داشته باشند. همچنین، برندهای مختلف مانند تویوتا گارانتی 5 ساله یا 100000 کیلومتر برای باتری خودروهای هیبریدی قابل شارژ ارائه می‌کنند.

باتری خودروهای هیبریدی قابل شارژ پیچیده‌تر از آنچه که ممکن است تصور کنید، است. در کنار این موضوع، لازم است خودروهای هیبریدی قابل شارژ خود را به درستی نگهداری کرده و باتری‌های آن را در مقابل دما و عوامل مخرب حفاظت نمود تا پیش از پایان عمر خود آسیب نبینند. بنابراین، در صورت خرید خودروی هیبریدی قابل شارژ دست دوم، همواره وضعیت باتری را بررسی کنید.

کلام آخر

در این مطلب از وبسایت مجتمع سپهر (مرکز تخصصی لوازم یدکی تویوتا و لاوزم یدکی کیا) به برسی کامل انواع باتری هیبریدی چگونگی عمل کرد آنها پرداختیم . شما با داشتن اطلاعات کافی درباره باتری هیبریدی میتوانید بهترین انتخاب هنگام خرید ، تعمیر یا تعویض باتری این خودرو ها را داشته باشید .