پیدا و پنهان طراحی خودروهای هیبریدی

خودروی هیبریدی چیست و چگونه کار می‌کند و چرا این نام را بر آن گذاشته‌اند؟

زمانی که خودرو توانی را تولید می‌کند، بخشی از این انرژی برای مصارف داخلی خودرو مانند برف پاک‌کن، چراغ‌ها، دینام و رادیو مصرف می‌شود اما صرف نظر از این مصارف، هنگامی که توانی به چرخ‌ها فرستاده می‌شود، خودرو باید بر4 نیروی اصطکاک هوا، مقاومت زمین، شتاب‌گیری و نیروی بالارفتن از شیب غلبه کند.

انرژی صرف شده برای غلبه بر2 نیروی نخست به‌هیچ‌وجه قابل بازیابی نیستند، اما می‌توان انرژی صرف شده برای غلبه بر دو نیروی شتاب‌گیری و نیروی بالارفتن از شیب را به خودرو بازگرداند؛ هنگام بالا رفتن از شیب، انرژی صرف‌شده به انرژی پتانسیل تبدیل می‌شود و زمانی که خودرو از سراشیبی به پایین می‌آید، بدون این‌که پا روی پدال گاز گذاشته باشیم، سرعت خودرو بالا می‌رود یعنی انرژی‌ای که از دست داده‌ایم بار دیگر باز می‌یابیم. همچنین هنگام شتاب‌گیری هم انرژی داده شده به خودرو،‌ به صورت انرژی جنبشی درمی‌آید و این انرژی جنبشی زمان ترمز‌کردن تبدیل به حرارت می‌شود و هدر می‌رود اما خودروهای هیبریدی، به گونه‌ای طراحی شده‌اند که هنگام ترمزگیری انرژی با یک ترمز مخصوص به نام ترمز بازیابی به خودرو باز می‌گردد.

این کار خودروها به وسیله سیستم‌های الکتریکی انجام می‌شود یعنی یک موتور در چرخ یا کنار موتور احتراقی تعبیه می‌شود تا زمانی که به توان بیشتری نیاز است، خودرو را به جلو حرکت دهد و زمانی که لازم است انرژی را پس بگیرد، به صورت ژنراتور عمل کند و با گرفتن ترمز به جای اتلاف انرژی، توان به صورت الکتریکی باز گردد و در باتری ذخیره کند. کل ایده این خودروها این است که این دو بخش از انرژی (شتاب‌گیری و بالا رفتن از شیب) را بار دیگر بازگرداند و به این علت هیبریدی نامیده شده‌اند که معمولا از 2 جنس احتراقی و الکتریکی تشکیل شده‌اند.

در حال حاضر کشور ژاپن در طراحی، تولید و عرضه این خودروها به بازار جهان پیشتاز است و با چند صد هزار دستگاه اقدام به تولید صنعتی این محصول کرده است و هم‌اکنون تولید 90 درصد خودروهای هیبریدی را به خود اختصاص داده است.

کارخانه تویوتا به عنوان یکی از شرکت‌های سازنده این خودرو از سال 98 اقدام به ارائه محصولات هیبریدی کرد. محصولاتی که حاصل 10 سال تحقیق و تلاش پژوهشگران بود. اصلی‌ترین برنامه شرکت تویوتا این بود که تمام محصولات خود را تبدیل به خودروهای هیبریدی کند. چند شرکت سازنده خودرو هم درصدد تولید چنین خودروهایی برآمدند. خودروهای هوندا سیویک، تویوتا کمری و تویوتا پریوس حاصل طراحی این خودروها هستند. البته در سال‌های اخیر با پیشرفت تکنولوژی باتری خودروهای برقی، گرایش برخی از این شرکت‌ها به تولیدخودروهای الکتریکی تغییر کرده ‌است.

خودروهای هیبریدی حدود یک تا 3 درصد خودروهای سواری را به خود اختصاص داده‌اند اما پیش‌بینی می‌شود با کاهش منابع نفتی و افزایش قیمت نفت، تولید این خودروها تا سال 2020 به 10 تا 15 درصد افزایش پیدا کند. دلیل اصلی فروش کم این خودروها در دنیا، گرانی و زمان طولانی بازگشت سرمایه است.

بنابراین زمانی که بازگشت سرمایه طولانی شود، رغبت مصرف‌کننده پایین می‌آید مگر این‌که مصرف‌کننده به دلایلی همچون علاقه‌مندی به محیط زیست یا به دلایل دیگری، اقدام به خرید این خودروها کند.

بیشتر کارهایی که در صنعت ما انجام شده در حوزه پیاده‌سازی و کارهایی که در دانشگاه‌های ما انجام شده بیشتر در حوزه دانشی است و تعداد کمی از دانشگاه‌ها و مراکز صنعتی کشور مانند دانشگاه تهران، خواجه‌نصیر، امیرکبیر، شریف، مگاموتور و ایران خودرو در هردو حوزه اقداماتی انجام داده‌اند.

ما در خودروهای هیبرید تعریفی به نام کسر الکتریکی داریم که اگر این کسر صفر باشد خودرو هیبرید نیست اما در کشور متاسفانه کارهایی با کسر الکتریکی صفر به نام هیبرید ارائه شده است در حالی که گزینه استارت ـ استاپ یک گزینه آپشن برای خودرو است.

استارت ـ استاپ (روشن ـ خاموش) یعنی زمانی که پشت چراغ قرمز یا کنار خیابان ایستاده‌اید موتور خاموش می‌شود و زمانی که پا روی پدال گذاشتید بلافاصله درمدت زمان بسیار کوتاهی خودرو روشن می‌شود و حرکت می‌کند به گونه‌ای که ما متوجه خاموش و روشن شدن خودرو نمی‌شویم. این روش می‌تواند 3 تا 5 درصد و در بعضی مواقع تا 6 درصد مصرف سوخت را کاهش دهد.

گرچه تولید این خودرو به عنوان دستاوردی بزرگ برای کشورمان محسوب می‌شود اما به هیچ عنوان نمی‌توان آن را هیبرید نامید. اما اگر بخواهیم نمونه بومی این کار را نام ببریم کاری است که توسط شرکت مگاموتور روی خودروی پراید انجام شده که کار با ارزشی است و می‌تواند تا 30 درصد مصرف سوخت را کاهش ‌دهد.

در حال حاضر تصور می‌شود انجام چنین کاری روی یک خودروی ایرانی مقرون به صرفه و قابل قبول نباشد چون اگر آن خودرو الان 8 میلیون تومان در بازار فروش برود با طراحی این خودرو به حدود 13 میلیون تومان افزایش می‌یابد. البته استفاده از این خودروها در مواردی که پیمایش سالانه زیاد است مانند تاکسی‌ها، اتوبوس‌ها یا خودروهای خدماتی که مسافت طولانی را سپری می‌کنند، مقرون به صرفه است اما برای کسانی که مصرف عادی روزانه شان
30 تا 40 کیلومتر باشد،مقرون به صرفه نیست و زمان بازگشت سرمایه نیز طولانی مدت می‌شود.

متاسفانه جذابیت و جدیت خاصی برای تولید این خودروها در کشور وجود ندارد و خودروسازان توسعه دانش و همکاری با دانشگاه‌ها را وظیفه خود نمی‌دانند و چنین طرح‌هایی در کشور از سوی آنان پشتیبانی نمی‌شوند. چرا که در اولویت این بخش بیشتر بحث اقتصادی مطرح است. زمانی کشور می‌تواند صاحب این فناوری شود که پیوند خوبی بین بخش صنعت و دانشگاه‌ها برقرار شود.

همان طور که با همکاری این دو حوزه کشورمان توانسته است دستاوردهای بزرگی در حوزه موشک و هوا فضا کسب کند. اما متاسفانه تاکنون برای پیشبرد چنین طرح‌هایی در سطح بالا اقدامی انجام نشده و صنعت به دانشگاه رو نیاورده است.

در حال حاضر زیرساخت‌های اجرایی چنین طرح‌هایی در کشور وجود ندارد به عنوان مثال تعمیرگاه‌های خاصی که توانایی انجام چنین کاری را داشته باشند در کشور وجود ندارد. همان طور که می‌دانید دانش این خودروها به علت این‌که ترکیبی از بنزین و الکتریکی هستند از خودروهای الکتریکی هم دشوارتر است و اگر زمانی خودرو دچار نقص فنی شود، نیازمند به تعمیرگاهی است که دانش کاملی نسبت به تعمیر این خودروها داشته باشد.

بنابراین لازم است در وهله اول زیرساخت‌های اجرای این طرح در کشور پایه‌ریزی شود. در مجلس هم درباره اجرای این طرح صحبت‌هایی شده و به نظر می‌رسد مشکلی با اجرای این طرح ندارند اما هنوز تصویب نشده است.

معاونت فناوری‌های نو و معاونت‌های دیگر هم از این گونه طرح‌ها حمایت می‌کنند اما این حمایت‌ها کافی نیست. به نظر من مهم‌ترین بخش در پیشبرد اجرای این طرح‌ها، وزارت صنایع است که متاسفانه این وزارتخانه خود را از این مساله کنار کشیده است. اما وزارت صنایع این توانایی را دارد که اجرای چنین کاری را مانند سایر طرح‌ها همچون CNG برای خودروسازان تکلیف کند.