كيفية عمل السيارات الهجينة: المحرك والمحرك الكهربائي والبطارية وراء كفاءة استهلاك الوقود الأفضل

تجمع مركبة كهربائية هجينة (HEV) بين محرك احتراق داخلي وواحد أو أكثر من المحركات الكهربائية التي تستمد الطاقة من بطارية، وفقاً لمركز بيانات الوقود البديل (AFDC) بوزارة الطاقة الأمريكية. يمكن لمصدري الطاقة أن يعملا معاً أو يتناوبا على تحريك السيارة، مما يسمح لصانعي السيارات بتركيب محرك احتراق أصغر وأكثر كفاءة دون التضحية بالأداء.

التقنيات الثلاث التي توفر الوقود

يحدد موقع fueleconomy.gov التابع لوكالة حماية البيئة ومركز بيانات الوقود البديل نفس المجموعة الأساسية من الميزات في كل سيارة هجينة تقريباً في السوق. الأولى هي الكبح المتجدد: عندما يضغط السائق على المكابح أو يرفع قدمه عن دواسة الوقود، يعكس المحرك الكهربائي دوره ويعمل كمولد، ويستخدم الحركة الأمامية للسيارة لإنتاج الكهرباء التي يتم تخزينها في البطارية بدلاً من فقدانها على شكل حرارة.

الثانية هي إيقاف تشغيل المحرك التلقائي. يمكن للبطارية تشغيل الملحقات والحفاظ على حركة السيارة بإيجاز بينما يتم إيقاف تشغيل محرك البنزين في محطات التوقف أو أثناء القيادة بحمل خفيف، وهذا يقلل الوقود المهدر من الخمول، خاصة في حركة المرور المتقطعة، حسبما يقول مركز بيانات الوقود البديل.

الثالثة هي مساعدة المحرك الكهربائي. لأن المحرك الكهربائي يمكنه توفير عزم دوران إضافي أثناء التسارع أو تسلق الهضاب أو المرور، يمكن للشركات المصنعة تثبيت محرك احتراق أصغر من المعادل غير الهجين مع الحفاظ على نفس إنتاج الطاقة، كما تلاحظ fueleconomy.gov.

داخل نظام الدفع الهجين: مثال تويوتا

تويوتا، التي تبيع أحد أكثر أنظمة الهجين استخداماً على نطاق واسع، تصف ستة مكونات رئيسية في شرحها التقني بالمملكة المتحدة: محرك البنزين، ومحرك كهربائي، ومولد كهربائي، وبطارية، ووحدة التحكم بالطاقة، وجهاز تقسيم الطاقة، صندوق تروس متخصص يوزع الطاقة بين المحرك والمولد والعجلات.

وفقاً لتويوتا، يمكن للمحرك تشغيل المولد لإعادة شحن البطارية بينما تتحرك السيارة، وفي حركة المرور البطيئة يمكن للنظام إيقاف تشغيل المحرك تماماً والسماح للمحرك الكهربائي بتحريك السيارة بمفرده، مما ينتج انبعاثات عادم صفرية لتلك الفترة. تستخدم سيارات تويوتا الهجينة أيضاً محرك دورة أتكينسون، الذي تقول الشركة أنه يعمل بشكل أبرد وأكثر كفاءة من محرك دورة أوتو التقليدي.

تضيف تويوتا أن بطارية الهجين هذه "تشحن ذاتياً" ولا تحتاج أبداً إلى التوصيل، لأنها تستعيد الطاقة فقط من المحرك وعملية الكبح. يعمل ضمان بطارية الهجين القياسي للشركة لمدة خمس سنوات أو 100,000 ميل، وقابل للتمديد حتى 15 سنة مع عدد أميال غير محدود، وتقول تويوتا إنها تسترجع أكثر من 90% من بطاريات الهجين لإعادة التدوير أو إعادة الاستخدام.

الهجين الخفيف والكامل والموصول ليست هي نفسها

يميز مركز بيانات الوقود البديل و fueleconomy.gov ثلاث فئات واسعة. تستخدم الهجائن الخفيفة محركاً كهربائياً صغيراً وبطارية لا يمكنها تشغيل العجلات بمفردها؛ فهي تمكن بشكل أساسي من إيقاف تشغيل المحرك عند التوقفات وتعطي مكاسب متواضعة في توفير الوقود. تمتلك الهجائن الكاملة بطارية ومحركاً أكبر قادراً على تشغيل السيارة بمفردها لمسافات قصيرة بسرعات منخفضة، مما يوفر مدخرات أكبر. السيارات الهجينة الموصولة (PHEVs) تضيف بطارية أكبر بكثير يمكن إعادة شحنها من منفذ أو محطة شحن؛ يقول fueleconomy.gov أن PHEVs تستخدم تقريباً 30% إلى 60% أقل من البترول من السيارات التقليدية القابلة للمقارنة، حسب مقدار القيادة التي تتم على الكهرباء المخزنة قبل أن يتولى المحرك السيطرة.

ما تبدو عليه أرقام كفاءة الوقود

تظهر تقييمات EPA على fueleconomy.gov لـ 2024 Toyota Camry الفجوة مباشرة، حيث باعت تويوتا نسخ تعمل بالبنزين فقط ونسخ هجينة كاملة من نفس السيارة في تلك السنة. تم تقييم 2024 Camry LE/SE بدفع أمامي 2.5 لتر بالبنزين بـ 32 ميل لكل جالون مجتمعة، بينما تم تقييم LE الهجين مع نفس محرك 2.5 لتر بالإضافة إلى محرك كهربائي بـ 52 ميل لكل جالون مجتمعة — أعلى بحوالي 60%. بالنسبة لعام 2026، نقلت تويوتا Camry إلى تشكيلة هجينة فقط؛ تقيّم EPA LE الهجين بدفع أمامي لعام 2026 بـ 51 ميل لكل جالون مجتمعة.

لماذا يتزايد اعتماد الهجين

يختلف نطاق تكنولوجيا الهجين بشكل حاد حسب السوق. تنص نظرة الوكالة الدولية للطاقة العالمية للمركبات الكهربائية 2026 على أن مركبات كهربائية هجينة تقليدية (HEVs) شكلت حوالي ثلث مبيعات السيارات في اليابان عام 2025، وهي حصة أعلى بكثير من معظم الأسواق الكبرى الأخرى، حيث جذبت نماذج موصولة والبطارية الكهربائية بالكامل اهتماماً سياسياً أكبر. يقول نفس تقرير الوكالة الدولية للطاقة أن المركبات الكهربائية بالبطارية شكلت 65% من مبيعات السيارات الكهربائية العالمية في 2025، مع السيارات الهجينة الموصولة والنماذج طويلة المدى التي تشكل معظم الباقي.

لأن الهجائن الكاملة و PHEVs لا تحتاج إلى بنية تحتية شحن جديدة لتقديم توفير الوقود، فإنها تبقى خياراً للسائقين الذين يريدون استهلاكاً أقل للوقود دون تغيير عادات التزود بالوقود — أحد الأسباب التي تجعل صانعي السيارات يستمرون في توسيع التشكيلات الهجينة فقط مثل Camry الحالية.