हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक कार पावरट्रेन वास्तव में कैसे काम करता है

ऑटोमेकर अब तीन व्यापक पावरट्रेन परिवारों को एक साथ बेचते हैं: पारंपरिक गैसोलीन कारें, हाइब्रिड जो दहन इंजन को विद्युत सहायता के साथ मिलाते हैं, और पूरी तरह से विद्युत वाहन जो अकेले बैटरी पर चलते हैं। यांत्रिक अंतर को समझना यह समझने के साथ शुरू होता है कि प्रत्येक मामले में पहियों को वास्तव में क्या चलाता है।

मुख्य विद्युत मोटर, हाइब्रिड और ईवी द्वारा साझा

हाइब्रिड और विद्युत वाहन दोनों पहियों को चलाने के लिए एक विद्युत ट्रैक्शन मोटर का उपयोग करते हैं, यू.एस. ऊर्जा विभाग के वाहन प्रौद्योगिकी कार्यालय के अनुसार। मोटर एक रोटर से बना है, घूमने वाला भाग, और एक स्टेटर, विद्युत करंट ले जाने वाला स्थिर भाग; स्टेटर में घूमते हुए चुंबकीय क्षेत्र और रोटर में चुंबक या प्रेरित करंट के बीच बातचीत टॉर्क उत्पन्न करती है।

ऊर्जा विभाग का कहना है कि 'लगभग सभी हाइब्रिड और प्लग-इन विद्युत वाहन अपनी ट्रैक्शन मोटरों में दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक का उपयोग करते हैं', आंतरिक स्थायी चुंबक (IPM) डिजाइन के रूप में निर्मित। ये मोटरें गति की एक विस्तृत श्रृंखला में उच्च दक्षता बनाए रखते हैं, लेकिन दुर्लभ पृथ्वी सामग्री पर उनकी निर्भरता लागत और आपूर्ति-श्रृंखला चिंताओं को बढ़ाती है, एजेंसी नोट करती है। प्रेरण मोटरें, जो अपने रोटर के चुंबकीय क्षेत्र को स्थायी चुंबक के बिना उत्पन्न करती हैं, एक परिपक्व, कम कुशल विकल्प हैं, जबकि स्विच किए गए अनिच्छा मोटरें सस्ती हैं लेकिन अधिक शोर और कम कुशल।

बैटरी ऊर्जा को कैसे संग्रहीत और जारी करती है

चाहे हाइब्रिड हो या ईवी, बैटरी पैक व्यक्तिगत लिथियम-आयन कोशिकाओं स�� बना होता है जो मॉड्यूल में समूहीकृत होती हैं। प्रत्येक कोशिका दो इलेक्ट्रोड रखती है, एक कैथोड और एक एनोड, इलेक्ट्रोलाइट द्वारा अलग की गई, ऊर्जा विभाग समझाता है। चार्जिंग के दौरान, इलेक्ट्रॉन कैथोड से बाहरी सर्किट के माध्यम से एनोड तक जाते हैं जबकि लिथियम आयन विपरीत दिशा में इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से यात्रा करते हैं, रासायनिक ऊर्जा संग्रहीत करते हैं; निर्वहन प्रवाह को उलट देता है, मोटर को शक्ति देने वाली विद्युत जारी करता है।

बैटरी रसायन विज्ञान बाजार और वाहन सेगमेंट के अनुसार अलग-अलग होता है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के ग्लोबल ईवी आउटलुक 2026 की रिपोर्ट है कि लिथियम आयरन फॉस्फेट (LFP) बैटरी 2025 में दुनिया भर में तैनात ईवी बैटरी का 55% से अधिक थी, 2024 में लगभग 50% से ऊपर, जबकि निकल मैंगनीज कोबाल्ट (NMC) रसायन विज्ञान उत्तरी अमेरिका और यूरोप में अधिक सामान्य रहता है। IEA जोड़ता है कि औसत बैटरी कीमतें 2025 में 8% गिरीं और एलएफपी पैक औसतन 2024 में एनएमसी पैक की तुलना में प्रति किलोवाट-घंटा 40% से अधिक सस्ते थे।

पुनर्योजी ब्रेकिंग: मोटर को जनरेटर में बदलना

हाइब्रिड और ईवी दोनों ऊर्जा को ठीक करते हैं जो अन्यथा ब्रेकिंग के दौरान गर्मी के रूप में खो जाती। ऊर्जा विभाग के वैकल्पिक ईंधन डेटा केंद्र के अनुसार, विद्युत मोटर एक जनरेटर के रूप में कार्य करता है जब ड्राइवर धीमा करता है: पहियों को स्पिन करने के लिए करंट निकालने के बजाय, मोटर पहियों की घूर्णन द्वारा संचालित होता है और बैटरी में वापस करंट भेजता है। इस प्रक्रिया को पुनर्योजी ब्रेकिंग कहा जाता है, समग्र दक्षता में सुधार करता है और ईवी में रेंज बढ़ाता है या हाइब्रिड में इंजन उपयोग को कम करता है।

जहां हाइब्रिड अलग हैं: दो बिजली स्रोतों को संयोजित करना

एक हाइब्रिड विद्युत वाहन (HEV) एक आंतरिक दहन इंजन को एक या अधिक विद्युत मोटरों और एक बैटरी के साथ जोड़ता है जो पुनर्योजी ब्रेकिंग और इंजन के माध्यम से स्वयं को रीचार्ज करती है, बाहरी प्लग से नहीं, ऊर्जा विभाग के अनुसार। यह ऑटोमेकरों को एक छोटे, अधिक कुशल इंजन को फिट करने की अनुमति देता है क्योंकि मोटर आवश्यकता के समय अतिरिक्त टॉर्क प्रदान करता है और पूर्ण हाइब्रिड में बिजली पर संक्षेप में कार चला सकता है, जबकि हल्के हाइब्रिड इंजन को सहायता करने के लिए मुख्य रूप से एक छोटी बैटरी का उपयोग करते हैं और इसे स्टॉप पर बंद करने देते हैं।

यांत्रिक रूप से, हाइब्रिड इंजन, मोटर और जनरेटर की विभिन्न व्यवस्थाओं के चारों ओर निर्मित होते हैं। टोयोटा की हाइब्रिड सिनर्जी ड्राइव, ग्रीन कार जर्नल द्वारा परीक्षा की गई, एक ग्रहीय गियर सेट का उपयोग करती है जिसे पावर स्प्लिट डिवाइस कहा जाता है जो इंजन, एक विद्युत जनरेटर और एक ड्राइव मोटर को जोड़ता है, कार को सीरीज मोड में काम करने देता है (इंजन शक्ति विद्युत में परिवर्तित होती है सीधे पहियों को चलाने के बजाय), समानांतर मोड (इंजन और मोटर दोनों पहियों को चलाते हैं), या विद्युत-केवल मोड। जनरेटर की गति को बदलने से सिस्टम निरंतर परिवर्तनीय ट्रांसमिशन के रूप में कार्य कर सकता है, पारंपरिक बहु-गति गियरबॉक्स के बिना इंजन को इसकी सबसे कुशल ऑपरेटिंग रेंज के करीब रखता है।

जहां ईवी अलग हैं: एक शक्ति स्रोत, कम चलने वाले भाग

एक सभी विद्युत वाहन (BEV) के पास कोई दहन इंजन नहीं है। बैटरी पैक में संग्रहीत ऊर्जा ट्रैक्शन मोटर में प्रवाहित होती है, जो वाहन के ट्रांसमिशन के माध्यम से पहियों को चलाती है, ऊर्जा विभाग के वैकल्पिक ईंधन डेटा केंद्र समझाते हैं। क्योंकि कोई टेलपाइप नहीं है, वही स्रोत नोट करता है कि पर्यावरण संरक्षण एजेंसी बीईवी को उपयोग के बिंदु पर शून्य-उत्सर्जन वाहनों के रूप में वर्गीकृत करती है, जबकि नोट करता है कि बिजली उत्पादन से उत्सर्जन ग्रिड पर कहीं और होता है।

एजेंसी का डेटा केंद्र यह भी नोट करता है कि ईवी दक्षता और रेंज ड्राइविंग स्थितियों पर निर्भर करती है: शहरी ड्राइविंग बार-बार स्टॉप के साथ पुनर्योजी ब्रेकिंग के पक्ष में है और स्थिर राजमार्ग गति की तुलना में अधिक कुशल होती है, जहां वायुगतिकीय ड्रैग ऊर्जा उपयोग पर हावी होता है। ठंड या गर्म मौसम, तेजी से त्वरण, भारी भार और झुकाव सभी रेंज को कम करते हैं, वही स्रोत बताता है।

मुख्य घटक तुलना

यह महत्वपूर्ण क्यों है क्योंकि विद्युतीकरण विस्तारित होता है

जैसे-जैसे अधिक हाइब्रिड और विद्युत मॉडल शोरूम में आते हैं, ऊपर दिए गए यांत्रिक अंतर व्यावहारिक अंतर निर्धारित करते हैं जो खरीदार देखते हैं: क्या एक वाहन को प्लग किया जा सकता है, यह बिजली पर अकेले कितनी दूर यात्रा कर सकता है, और ड्राइविंग शैली और मौसम के साथ इसकी दक्षता कैसे बदलती है। ऊर्जा विभाग और IEA दोनों बैटरी लागत और मोटर सामग्री आपूर्ति, विशेष रूप से दुर्लभ पृथ्वी चुंबक और लिथियम-आयन रसायन विज्ञान को मुख्य इंजीनियरिंग और आर्थिक चर के रूप में फ्रेम करते हैं जो निर्धारित करते हैं कि इनमें से कौन सी वास्तुकला अधिक सामान्य हो जाती है।