بالصور الارشادية .. نعرض تقنية الهايبرد في تويوتا وتاريخ تطورها وكيف تعمل

نظراً للمخاوف المتزايدة المتعلقة بالبيئة، بدأت تويوتا في عام 1993 بوضع خطة لصنع سيارة قادرة على تحقيق ضعف مستويات كفاءة الوقود المتاحة حينها مع خفض مستوى انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، إضافة لقدرتها على أن تسع 5 ركاب مع توفير أكبر مساحة داخلية ممكنة داخل تصميم صغير، لتقرر الشركة إطلاق نظام هجين يحمل اسم هايبرد، ويدمج بين نوعي محركات الاحتراق الداخلي والكهربائية في يونيو لعام 1995.
وفي أكتوبر 1997، أطلقت الشركة أول سيارة ركاب إنتاجية في العالم باسم بريوس، والتي تعني "قبل ذلك" باللاتينية، ليكون الجيل الأول بمثابة سلف للسيارات المستقبلية، مع تقنية هجينة منفتحة وقادرة على استخدام البنزين بالإضافة إلى أنواع أخرى من الوقود مثل الهيدروجين وخلايا الوقود والديزل والوقود الحيوي، إا أنه تم الاستقرار على الطاقة الكهربائية كمصدر ثاني للطاقة، وهو ما نتج عنه تحقيق كفاءة استهلاك وقود بلغت 21.68 كم /لتر، ما ساعد بريوس أن تصبح السيارة الهجينة الأكثر مبيعاً في العالم بلا منافس بعد أن تم بيع 4.3 مليون وحدة منها حتى الآن.
كيف تعمل تقنية الهايبرد؟
تحمل تقنية تويوتا الهجينة اسم نظام قيادة هايبرد سينرجي، وهو يضم 6 مكونات تتضمن كل من محرك بنزين، محرك أو مولد كهربائي، وحدة تحكم بالطاقة مع جهاز فصل للقوة يستخدم نوع خاص من نواقل الحركة لتوزيع قوة المحركين، العامل بالبنزين والكهربائي.
تعمل تقنية هايبرد سينرجي بذكاء على التبديل بسلاسة بين المحرك الكهربائي والتقليدي لتوفير الوقود، إضافة لقدرة على
التأقلم مع مختلف ظروف القيادة، حيث يتم الدمج بين طاقة كلا المحركين مع تسخيرها للحصول على أعلى كفاءة وأداء ممكن.
تشير كلمة سينرجي إلى التفاعل المتبادل الذي تقوم عليه تقنية الهايبرد بالجمع بين اثنين من مصادر الطاقة، فعند عمل محرك الاحتراق الداخلي، يقوم بشحن البطارية من خلال المولد الكهربائي، وفي حالة ظروف القيادة البطيئة مثل الزحام، يتم الإنتقال إلى المحرك الكهربائي لخفض معدل الانبعاثات، كما يقوم النظام بإيقاف المحرك تلقائياً وتشغيله مرة أخرى فور التوقف التام لأي سبب خلال القيادة، وفي حالة الرغبة في الحصول على مدى أكبر، يمكن اختيار سيارة تعمل بتقنية الهايبرد القابلة للشحن، فبدلاً من الاعتماد على مولد طاقة داخل السيارة فقط، يمكن شحن البطارية من مصدر خارجي كي يمكن استخدام المحرك الكهربائي فقط بشكل كامل لمسافات تبلغ 50 كم.
كيف تطورت تقنية الهايبرد؟
مرت تقنية هايبرد سينرجي في تويوتا بأربعة أجيال لم تختلف مكوناتها من حيث العدد، ولكنها اختلفت من حيث تقدمها وقوتها، حيث نجد في الجيل الأول أن المولد الكهربائي كان بقوة 30 كيلو واط، ما يعادل 40.2 حصان مع قدرة على تأدية 5600 لفة/دقيقة مع وحدة تحكم في الطاقة (PCU) كبيرة تشغل حيز 17.4 لتر بالإضافة إلى بطارية من خليط النيكل
والمعدن تحمل 228 خلية بقدرة 273 فولت مع غلاف بلاستيكي بعد تحسينها من النموذج الأولي ذو عدد الخلايا الأقل والغلاف المعدني.
بالجيل الثاني، أصبح المحرك الكهربائي بقوة 67 حصان مع قدرة على تحقيق 6000 لفة/دقيقة وقل حجمه ليشغل 4.7 لتر فقط من مساحة هيكل السيارة، بينما ازداد حجم وحدة التحكم لتشغيل 19.2 لتر بعد تزويدها بمعزز لتحويل التيار الكهربائي مع بطارية تحمل 168 خلية بقدرة 202 فولت.
بالجيل الثالث ازدادت قوة المحرك مرة أخرى لتبلغ 80.4 حصان مع قدرة لفة هائلة بلغت 13500 لفة/دقيقة، كما نجح تصغير وحدة التحكم لتشغل سعة 12.5 لتر دون تغيير بالبطارية.
بالجيل الثالث ازدادت قوة المحرك مرة أخرى لتبلغ 80.4 حصان مع قدرة لفة هائلة بلغت 13500 لفة/دقيقة، كما نجح تصغير وحدة التحكم لتشغل سعة 12.5 لتر دون تغيير بالبطارية.
وأخيراً، تم خفض قدرة المحرك الكهربائي بالجيل الرابع لتصير 71 حصان فقط، إلا انه تم تصغير حجمه للغاية كي يشغل 2.2 لتر بفضل استخدام أسلاك مستطيلة التكوين وبقدرة 17000 لفة/دقيقة، مع تصغير وحدة التحكم أيضاً لتصبح بحجم 8.4 لتر، مع البدء في استخدام بطاريات الليثيوم-أيون التي حملت 56 خلية فقط ولكن كانت بقدرة 207 فولت، بما تفوق على كفاءة البطاريات السابقة.
نتائج ومبيعات تويوتا من الهايبرد
في عام 2017 الماضي، أعلنت تويوتا عن نجاحها في بيع 10 مليون طراز هجين حامل لتقنية الهايبرد الخاصة بها، حيث كانت بريوس في الصدارة بالطبع، وقد ساعد هذا الإنجاز على منع 77 مليون طن من غازات ثاني أكسيد الكربون التي كانت لتؤثر بشكل سلبي إضافي على البيئة، إضافة لتوفير 29 مليار لتر من البنزين، ذلك في الوقت الذي تخطط فيه صانعة السيارات اليابانية إلى بيع 15 مليون سيارة هجينة بحلول عام 2020، مع تحقيق إنتشار دولي أوسع، بالإضافة إلى تحسين تقنياتها لتحقيق مستويات كفاءة أعلى.