استعدادًا للتحول السريع في صناعة السيارات.. أسئلة شائعة عن بطارية السيارة الهجينة وكيفية عملها

محمود العسال 17 ديسمبر 2018

بطارية السيارة الهجينة

تغيير حجم الخط

تتجه أنظار الكثيرين فى العالم والعالم العربى على وجة التحديد  في الفترة الأخيرة نحو السيارات الهجين، ومعرفة جميع المعلومات المتعلقة بها وعن كل جزء فيها، بعد لتطور الذي تشهده صناعة السيارات واتجاه الكثير من مصنعيها لإنتاج السيارات الكهربائية الصديقة للبيئة للحفاظ عليها.

وجاءت فكرة صناعة السيارات الهجين التي تعتمد في تشغيلها على نوعين من الطاقة – الكهربائية والبترولية – للتنويع في استخدام المسبب الرئيس في سير السيارات ومنح قائدي السيارات القدرة على الاختيار بين هذين المصدرين حال عدم توافر أحدهما.

والسيارات الهجينة (Hybrid Cars) هي تكنولوجيا حديثة نسبياً تقوم على استخدام محركين داخل السيارة بدلاً من محرك واحد، فالسيارة تستخدم محرك ديزل أو بنزين كمحرك رئيسي مسؤول عن التسارع والسير بسرعات عالية وغيرها، مع محرك كهربائي صغير يعمل على البطاريات لأداء مهام ثانوية ضمن السيارة.

ويفضل قائدي السيارات اقتناء السيارة الهجين نظرًا بسبب الميزة السابقة وهى الاعتماد على مصدرين للطاقة في السيارة الواحدة، ولكن ما يشغل تفكير قائدي السيارات الراغبين في اقتناء السيارة الهجين هو بطارية السيارة وكيفية شحنها والمدة التي تستغرقها في الشحن والمسافة التي تقطعها السيارة في الشحنة الواحدة علاوة على مدة صلاحيتها، وهذا ما سنفصله في السطور التالية.

 ما هي بطارية السيارات الهجين؟

تشبه بطارية السيارة الهجينة أي بطارية أخرى، إلا أنها قابلة لإعادة الشحن ولديها ما يكفي من الطاقة لتحريك سيارة ثقيلة كبيرة على الطريق لمسافة بضعة أقدام أو بضعة أميال.

كيف تعمل بطارية السيارة الهجين؟

مثل جميع البطاريات، تحتوي البطاريات الهجينة على قطبين كهربائيين (يجمعان أو يصدران شحنة كهربائية) توضع في محلول غني بالأيونات الكهربائية.

تكون الأقطاب الكهربائية عادة متقاربة جدا، لذلك يتم تزويدها بفيلم بوليمر، يسمى بالعازل، يمنع الأقطاب من التلامس، مما يؤدي إلى خلق دائرة كهربائية قصيرة.

ويعمل مفتاح التشغيل في أي جهاز يعمل بالبطارية - الهاتف أو الكمبيوتر المحمول - على توصيل أقطاب الخلية لتوليد الطاقة، وهنا يبدأ التفاعل الكهروكيميائي.

ويجب التنويه إلى أن ما نسميه عادة "بطارية" هو في الواقع حزمة بطاريات تحتوي على العديد من الخلايا الفردية، فعلى سبيل المثال بطارية هاتفك المحمول هي خلية واحدة فقط، ولكن أي شيء أكبر، حتى بطارية الكمبيوتر المحمول، يستخدم خلايا متعددة تعمل معًا.

وتكون العناصر المؤينة في قطب كهربائي واحد في حالة كيميائية حيث يتم جذبها بسهولة للجمع مع جزيئات أخرى، والتي تنبعث منها الطاقة التي تتسبب في عملية التحريك.

ويجب الانتباه إلى أن إجمالي الطاقة الناتج عن بطارية السيارة الهجينة يحدد المدى الكهربائي للمركبة، بينما تحدد القوة المتاحة في البطارية زمن تسارع السيارة.

وتتكون حزمة البطارية من الجيل الثاني من "تويوتا بريوس" على سبيل المثال من 28 وحدة هيدريد فلزية معدنية من باناسونيك - تحتوي كل منها على ستة خلايا بجهد 1.2 فولت - متصلة في سلسلة لإنتاج 201.6 فولت، ويبلغ إجمالي عدد الخلايا 168 خلية، مقارنة بـ 228 خلية تم تجميعها في 38 وحدة في الجيل الأول من Prius، ويتم وضع تلك الحزمة من البطاريات وراء المقعد الخلفي للسيارة.

ويبلغ وزن البطارية الكاملة 53.3 كجم، كما تبلغ قدرة طاقة التفريغ الخاصة بحزمة بريوس حوالي 20 كيلو وات عند نسبة 50٪ من تكلفة الشحن.

تزداد قدرة الطاقة مع ارتفاع درجات الحرارة وتنخفض مع انخفاضها.

ويحتوي جهاز Priusعلى كمبيوتر مخصص فقط للحفاظ على البطارية عند درجة الحرارة المثلى ومستوى الشحن الأمثل، كما يستخدم الجهاز الهواء المكيف من مقصورة القيادة كإدارة حرارية لتبريد البطاريات عن طريق سحب الهواء بواسطة مروحة 12 فولت مثبتة فوق إطار العجلة الخلفية للسائق.

يتم تغليف بطارية هيدريد فلز النيكل المستخدمة في Highlander Hybrid- و Lexus RX 400h- في غلاف بطارية معدني، كما يمكن للخلايا الـ 240 أن توفر طاقة فولتية عالية تبلغ 288 فولت، لكن يمكن لوحدات مولدات المحركات العمل على جهد متغير في أي مكان من 280 فولت إلى 650 فولت.

وتوفر بطارية السيارة الهجين 288 فولت، لكن محول التحفيز، وهو جزء من العاكس فوق transaxle، يتغير إلى 500 فولت، كما توفر هذه البطارية طاقة أكبر بنسبة 40 بالمائة من بطارية Prius، على الرغم من أنها أصغر بنسبة 18 بالمائة.

بطارية أيونات الليثيوم

تعتبر بطاريات أيونات الليثيوم مهمة لأنها تحتوي على كثافة طاقة أعلى - أي كمية الطاقة التي تحتفظ بها بالوزن أو بالحجم - أكثر من أي نوع آخر، ما يقدر بضعفي الطاقة لكل رطل كما هو الحال مع الجيل السابق من البطاريات المتطورة.

و بشكل حاسم، لا يوجد بطارية ليثيوم أيون واحدة، حيث تتنافس عدة تركيبات كيميائية مختلفة للأقطاب الكهربائية؛ كل له ايجابيات وسلبيات.

ويقول كلاوس براندت ، الرئيس التنفيذي لشركة جايا الألمانية لصناعة الخلايا: "لا توجد كيمياء مثالية، عادة ما يتم تصنيع القطب السالب من الجرافيت، ولكن يختلف القطب الموجب بشكل كبير."

ولا تحتاج بعض بطاريات السيارة الهجينة إلى إعادة الشحن الذي تحتاجه السيارات الكهربائية نظرًا لأن بطاريات السيارات الهجينة ستقوم بشحن نفسها أثناء قيادتك للسيارة، وذلك من خلال تحويل الطاقة الميكانيكية التي تنتج عن ضغط السائق على المكابح مثلًا أو إبطاء السيارة، إلى طاقة كهربائية.

يذكر أن بعض بطاريات السيارات الهجينة لا تحتاج أيضًا إلى التغيير لكونها قادرة على العمل بكفاءة عالية ولمدة طويلة، فقد تم الكشف عن أحد أنواع السيارات الهجينة التي تم تصميم بطاريتها لتدوم معك على امتداد عمر السيارة.

مواضيع متعلقة

اللواء حسين مصطفى عن "زيرو جمارك للهجين المستعمل": البطارية 3 آلاف شحنة فقط

اللواء حسين مصطفى: "صفر جمارك على الكهرباء والهجين" سيؤثر على التصنيع المحلي

بالصور.. 7 سيارات هجينة يتطلع العالم لرؤيتها

جميع حقوق النشر محفوظة لدى مؤسسة الأهرام، ويحظر نشر أو توزيع أو طبع أي مادة دون إذن مسبق من مؤسسة الأهرام
>