รถยนต์ไฮบริด: เทคโนโลยีที่ควรรู้

รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดแสดงถึงก้าวสำคัญในเทคโนโลยียานยนต์ โดยผสมผสานพลังงานแบบดั้งเดิมของเครื่องยนต์สันดาปภายในเข้ากับประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า ยานพาหนะเหล่านี้ใช้ทั้งเครื่องยนต์เบนซินและมอเตอร์ไฟฟ้าหนึ่งตัวขึ้นไป โดยดึงพลังงานจากแบตเตอรี่ รถยนต์ไฮบริดแตกต่างจากรถยนต์ไฟฟ้าล้วนตรงที่ไม่ได้ออกแบบมาให้เสียบปลั๊กเพื่อชาร์จไฟ แต่จะชาร์จแบตเตอรี่อย่างชาญฉลาดผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการเบรกแบบ再生 (regenerative braking) และพลังงานที่สร้างจากเครื่องยนต์สันดาปภายในเอง ระบบพลังงานคู่ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของรถยนต์ มอเตอร์ไฟฟ้าให้กำลังเสริม ซึ่งจะช่วยให้สามารถใช้เครื่องยนต์เบนซินขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ ระบบแบตเตอรี่ยังสามารถจ่ายไฟให้กับฟังก์ชันเสริมของรถยนต์ ลดการใช้เครื่องยนต์ในขณะที่รถจอดอยู่ คุณสมบัติที่เป็นนวัตกรรมเหล่านี้รวมกันช่วยให้ประหยัดน้ำมันได้อย่างน่าทึ่งโดยไม่กระทบต่อสมรรถนะการขับขี่

ส่วนประกอบหลักของรถยนต์ไฮบริด

เพื่อให้เข้าใจว่ารถยนต์ไฮบริดทำงานอย่างไร สิ่งสำคัญคือต้องทราบส่วนประกอบหลัก:

แบตเตอรี่เสริม

ในรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า แบตเตอรี่เสริมแรงดันต่ำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเริ่มต้นระบบของรถยนต์ โดยจะจ่ายไฟเริ่มต้นที่จำเป็นในการสตาร์ทรถก่อนที่ระบบแบตเตอรี่แรงดันสูงจะทำงาน แบตเตอรี่นี้ยังจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์เสริมมาตรฐานของรถยนต์ เช่น ไฟและวิทยุ

ตัวแปลง DC/DC

ตัวแปลง DC/DC มีบทบาทสำคัญในการจัดการพลังงานไฟฟ้าภายในรถยนต์ไฮบริด โดยจะลดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงจากชุดแบตเตอรี่แรงขับเคลื่อนลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า พลังงานไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันต่ำนี้มีความจำเป็นในการใช้งานอุปกรณ์เสริมของรถยนต์และเพื่อรักษาประจุแบตเตอรี่เสริม

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบเบรกแบบ再生ของไฮบริด เมื่อผู้ขับขี่เหยียบเบรกหรือลดความเร็ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะควบคุมพลังงานจลน์จากล้อหมุนและแปลงเป็นไฟฟ้า จากนั้นไฟฟ้าที่สร้างขึ้นนี้จะถูกป้อนกลับไปยังชุดแบตเตอรี่แรงขับเคลื่อน ซึ่งเป็นการชาร์จแบตเตอรี่ใหม่และเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของรถยนต์ การออกแบบไฮบริดบางรุ่นรวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ไว้ในหน่วยเดียว ซึ่งเรียกว่ามอเตอร์เจนเนอเรเตอร์ เพื่อรวมฟังก์ชันการขับเคลื่อนและการสร้างพลังงานใหม่เข้าด้วยกัน

มอเตอร์ไฟฟ้าแรงขับเคลื่อน

มอเตอร์ไฟฟ้าแรงขับเคลื่อนมีหน้าที่ขับเคลื่อนรถยนต์ไฮบริด มอเตอร์นี้ดึงพลังงานจากชุดแบตเตอรี่แรงขับเคลื่อน และให้แรงบิดในการขับเคลื่อนล้อ มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถทำงานร่วมกับเครื่องยนต์สันดาปภายในหรือทำงานอิสระ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วต่ำหรือระหว่างการเร่งความเร็วอย่างนุ่มนวล ดังที่กล่าวมาแล้ว รถยนต์บางรุ่นใช้มอเตอร์เจนเนอเรเตอร์ที่ทำหน้าที่ทั้งมอเตอร์สำหรับการขับเคลื่อนและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับการเบรกแบบ再生

ระบบไอเสีย

ระบบไอเสียในรถยนต์ไฮบริดมีจุดประสงค์พื้นฐานเช่นเดียวกับในรถยนต์เบนซินทั่วไป โดยจะนำก๊าซไอเสียที่ผลิตโดยเครื่องยนต์สันดาปภายในออกจากรถยนต์อย่างปลอดภัยและปล่อยออกทางท่อไอเสีย องค์ประกอบสำคัญภายในระบบไอเสียคือตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง อุปกรณ์นี้ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อลดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายที่ผลิตโดยเครื่องยนต์ก่อนที่จะปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ

ช่องเติมน้ำมันเชื้อเพลิง

ช่องเติมน้ำมันเชื้อเพลิงเป็นจุดเข้าถึงสำหรับการเติมน้ำมันเบนซินให้กับรถยนต์ไฮบริด เป็นช่องรับที่ด้านนอกของรถยนต์ซึ่งหัวจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงถูกสอดเข้าไปเพื่อเติมถังน้ำมันเบนซิน

ถังน้ำมันเชื้อเพลิง (เบนซิน)

ถังน้ำมันเบนซินเป็นภาชนะเก็บน้ำมันเบนซินภายในรถยนต์ไฮบริด โดยจะเก็บสำรองน้ำมันเชื้อเพลิงไว้จนกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในจะต้องการเพื่อขับเคลื่อนรถยนต์หรือเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับแบตเตอรี่

เครื่องยนต์สันดาปภายใน (จุดระเบิดด้วยประกายไฟ)

เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เป็นแหล่งพลังงานหลักสองแหล่งในรถยนต์ไฮบริด โดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์จะจุดระเบิดด้วยประกายไฟและใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิง เครื่องยนต์ทำงานโดยการฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปในท่อร่วมไอดีหรือโดยตรงไปยังห้องเผาไหม้ ที่นี่เชื้อเพลิงจะผสมกับอากาศ และส่วนผสมอากาศ/เชื้อเพลิงนี้จะถูกจุดระเบิดโดยหัวเทียน เครื่องยนต์ให้กำลังในการขับเคลื่อนรถยนต์ และในการกำหนดค่าไฮบริดบางอย่าง สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่แรงขับเคลื่อน

ตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์กำลัง

ตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นระบบการจัดการที่ซับซ้อนซึ่งควบคุมการไหลของพลังงานไฟฟ้าภายในรถยนต์ไฮบริด ทำหน้าที่เป็นหน่วยควบคุมส่วนกลาง โดยจัดการพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายโดยแบตเตอรี่แรงขับเคลื่อน ตัวควบคุมนี้จะควบคุมความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้าแรงขับเคลื่อนอย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและการตอบสนองที่รวดเร็ว

ระบบระบายความร้อน (ระบายความร้อน)

ระบบจัดการความร้อนหรือระบบระบายความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมสำหรับส่วนประกอบต่างๆ ของรถยนต์ไฮบริด ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องยนต์ มอเตอร์ไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง และชุดแบตเตอรี่ทำงานภายในช่วงอุณหภูมิที่ออกแบบไว้ การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพช่วยป้องกันความร้อนสูงเกินไปและรับประกันอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของระบบที่สำคัญเหล่านี้

ชุดแบตเตอรี่แรงขับเคลื่อน

ชุดแบตเตอรี่แรงขับเคลื่อนเป็นระบบจัดเก็บพลังงานแรงดันสูงในรถยนต์ไฮบริด โดยจะเก็บพลังงานไฟฟ้าที่มอเตอร์ไฟฟ้าแรงขับเคลื่อนใช้ในการขับเคลื่อนรถยนต์ ชุดแบตเตอรี่นี้จะถูกชาร์จใหม่ผ่านการเบรกแบบ再生และโดยเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนสำหรับการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า

ระบบส่งกำลัง

ระบบส่งกำลังในรถยนต์ไฮบริดทำหน้าที่สำคัญในการถ่ายทอดกำลังกลจากแหล่งพลังงานไปยังล้อ โดยจะจัดการกำลังที่ส่งออกจากทั้งเครื่องยนต์สันดาปภายในและ/หรือมอเตอร์ไฟฟ้าแรงขับเคลื่อน โดยส่งไปยังล้อเพื่อขับเคลื่อนรถยนต์ ระบบส่งกำลังช่วยให้มั่นใจได้ว่ากำลังจะถูกส่งอย่างมีประสิทธิภาพสำหรับสภาพการขับขี่และความเร็วต่างๆ