تصل سيارات Mild hybrid: هجينة ليست هجينة حقاً

يطلقون عليها اسم “mild-hybrid”، وهي تقنية ستصبح أكثر شيوعاً لخفض الاستهلاك في السيارات ذات محرك الديزل والبنزين. لكن لا تخلط بين السيارة الهجينة والسيارة المزودة بنظام هجين خفيف.

السيارات الهجينة أصبحت رائجة. لكن كما أن ليس كل ما يلمع ذهباً، لا يمكن تسمية كل من يتباهى بهذه التقنية هجيناً. حسناً، في الواقع يمكن ذلك، حسب ما تفهمه بكلمة هجين.

على سبيل المثال: Seat يطلق اسم هجينة على سياراته التي تعمل بالغاز الطبيعي، وFiat يفعل الشيء نفسه مع مجموعته التي تعمل بغاز البترول المسال. يمكنها العمل بالبنزين أو بالغاز، لكن رغم أنها تستخدم خزانين منفصلين لكل وقود، فإن لها محركاً واحداً فقط. ولاحقة “هجين” في هذه الحالة تعود أكثر إلى أسباب تجارية، لتوضيح أنها يمكن أن تستفيد من المزايا نفسها التي تتمتع بها السيارات الهجينة لأنها تحمل الملصق البيئي لإدارة المرور المغربية. لكنها ليست هجينة.

والآن تصل تقنية “mild-hybrid” (والمعروفة أيضاً باسم “الهجينة الخفيفة” أو “شبه الهجينة”)، التي لا يمكن اعتبارها هجينة بالمعنى المعتاد. لكن انتبه، فقد تكون سيارتك القادمة مزودة بهذا النظام.

السيارة الهجينة مقابل الهجينة الخفيفة أو mild-hybrid

لكي تُعتبر السيارة هجينة بنسبة 100% لا يكفي أن تحتوي على محرك كهربائي أو أكثر إلى جانب محرك الاحتراق. من الضروري أن يكون المحرك الكهربائي قادراً على تحريك المركبة وحده باستخدام الطاقة الكهربائية المخزنة في بطارية عالية الجهد، ولو لفترة قصيرة جداً من الزمن.

عندما تُشحن هذه البطارية فقط عبر نظام استعادة الطاقة في المركبة أثناء مراحل التباطؤ أو الكبح، حيث يعمل المحرك الكهربائي كمولّد، نتحدث عن الهجينة التقليدية المعروفة باسم HEV. وهذا هو التكوين، على سبيل المثال، لسيارات تويوتا الهجينة المعروفة مثل Yaris Hybrid وAuris Hybrid أو Rav4 Hybrid.

إذا كان بالإمكان أيضاً شحن البطارية عبر شاحن موصول بالشبكة الكهربائية، فنحن أمام هجينة قابلة للشحن (PHEV). في هذه السيارات يكون المحرك الكهربائي أقوى والتركيب الكهربائي أكثر تعقيداً، لكنها تستطيع العمل في الوضع الكهربائي بالكامل لفترات أطول، عادةً حوالي 50 كم. ومثال على ذلك Mitsubishi Outlander PHEV، السيارة الهجينة القابلة للشحن الأكثر مبيعاً في السوق الإسبانية.

إذن، ما هي السيارة الهجينة الخفيفة؟ هي سيارات هجينة يمكن فيها لمحرك التشغيل أن يؤدي وظيفة محرك كهربائي صغير يعمل كمولّد عند استعادة الطاقة أثناء الكبح أو التباطؤ، لكنه لا يستطيع أبداً تحريك المركبة بمفرده. في السيارة الهجينة الخفيفة أو “mild-hybrid” تُستخدم الطاقة المستعادة من محرك التشغيل/المولّد في الأنظمة المساعدة التي تعمل بالكهرباء، مثل جهاز التكييف ونوافذ التحكم الكهربائي ونظام الصوت والأضواء، على سبيل المثال، مما يخفف العمل عن النظام الكهربائي التقليدي المكون من بطارية ومولد تيار متردد يحركه محرك الاحتراق، وبذلك يُخفض استهلاك الوقود. في الصورة أعلاه يمكننا رؤية مخطط عناصر نظام الهجين الخفيف بجهد 48 فولتRenault الذي تحمله سيارة Scénic.

تقنية الهجين بجهد 48 فولت

يمكن أن تعتمد السيارات الهجينة الخفيفة على النظام الكهربائي التقليدي بجهد 12 فولت، أو أن تستخدم أنظمة 48 فولت الشائعة أكثر فأكثر، وهي أكثر كفاءة ولديها إمكانيات أكبر بكثير. وإلى هذه التقنية الأخيرة سيتجه جميع المصنّعين، وليس من المبالغة التفكير في أنه على المدى القصير أو المتوسط، ستصبح تقريباً جميع السيارات غير الهجينة أو الكهربائية من نوع “mild-hybrid”، سواء بأنظمة 12 فولت أو 48 فولت.

والسبب مفهوم بسرعة: من حيث الاستهلاك المعتمد، يمكن للهجين الخفيف أن يحقق بين 50 و60 في المئة من المزية التي يقدمها الهجين الكامل، ولكن بتكلفة أقل بكثير.

Audi، على سبيل المثال، راهنت بقوة على تقنية mild-hybrid، وجميع المحركات عند إطلاق Audi A8، وكذلك في الجديدتين Audi A6 وAudi A7 Sportback تُدرج هذه التقنية كتجهيز قياسي. بالنسبة لمحركات الأربع أسطوانات يُستخدم نظام كهربائي بجهد 12 فولت، وبالنسبة لمحركات الست أو أكثر أسطوانات تقنية 48 فولت. في حالة Audi، يُسمى المولّد الذي يؤدي دور محرك التشغيل BAS، ويُوصل بالمحرك عبر سير. ولتتصور ذلك، قدرته 12 كيلوواط، مقابل 60 كيلوواط للمحرك الكهربائي لسيارة هجينة كاملة مثل Toyota Auris.

هنا، يمكن للمحرك الكهربائي أن يساعد محرك الاحتراق، على سبيل المثال لإعطاء قوة إضافية عند بدء الحركة أو عند التسارع الكامل. لكنه لن يحرك المركبة وحده أبداً. في نسختها الأكمل، بتقنية 48 فولت، تكمن ميزتها الكبرى في السماح للسيارة بالتحرك بالقصور الذاتي مع إطفاء المحرك تماماً بسرعات تتراوح بين 55 و160 كم/ساعة، لفترات تصل إلى 60 ثانية.

يُضمن التزويد الكهربائي لجميع أنظمة المركبة بواسطة نظام “mild-hybrid” حتى مع انفصال المحرك، ويتولى المولّد/محرك التشغيل إعادة تشغيل المحرك بسرعة عند الحاجة، وهو ما يتولاه أيضاً عند عمل نظام التوقف والتشغيل start-stop في المدينة. تحتفظ السيارة بمحرك تشغيل تقليدي بترس، يُستخدم في حالات محدودة، مثل عندما يكون زيت المحرك بارداً ويتطلب عزم تشغيل أعلى. يمكنك رؤية طريقة عمل كل شيء في الفيديو التالي.

https://www.youtube.com/watch?v=3GTdeh8Ekv8&feature=youtu.be

ستفرض أنظمة 48 فولت نفسها مقارنة بأنظمة 12 فولت لسببين. أولاً، لأنها تسمح بفترات أطول من السير بالقصور الذاتي، مما يعني توفيراً إضافياً في الاستهلاك. ثانياً، لأنها توفر قدرة خرج أكبر، ضرورية في سيارات تحمل أنظمة كهربائية متزايدة، مثل التعليق الذكي، والمثبتات النشطة التي تحركها محركات كهربائية، والضواغط الكهربائية، وغيرها.