हाइब्रिड वाहन कैसे काम करते हैं: इलेक्ट्रिक मोटर और गैसोलीन इंजन का संयोजन

यूएस ऊर्जा विभाग के Alternative Fuels Data Center (AFDC) के अनुसार, एक हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (HEV) एक स्पार्क-इग्निटेड गैसोलीन इंजन को एक या अधिक इलेक्ट्रिक मोटर के साथ जोड़ता है जो बैटरी पैक से शक्ति खींचते हैं। प्लग इन हाइब्रिड के विपरीत, एक पारंपरिक हाइब्रिड की बैटरी विद्युत आउटलेट से चार्ज नहीं की जा सकती; इसे केवल गैसोलीन इंजन और पुनर्योजी ब्रेकिंग के माध्यम से ही भरा जाता है।

मुख्य घटक

AFDC एक HEV पावरट्रेन के मुख्य भागों को सूचीबद्ध करता है: एक आंतरिक दहन इंजन, एक इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन मोटर, एक इलेक्ट्रिक जनरेटर, एक ट्रैक्शन बैटरी पैक, एक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कंट्रोलर जो करंट और मोटर गति को नियंत्रित करता है, एक DC/DC कनवर्टर जो ऑनबोर्ड सहायक उपकरण के लिए वोल्टेज को कम करता है, और एक ट्रांसमिशन जो इंजन और मोटर दोनों से मैकेनिकल शक्ति को पहियों तक भेजता है।

दोनों शक्ति स्रोत कार्य को कैसे साझा करते हैं

fueleconomy.gov के अनुसार, गैसोलीन इंजन और इलेक्ट्रिक मोटर को वाहन के नियंत्रण प्रणाली द्वारा स्वचालित रूप से प्रबंधित किया जाता है, जो लगातार निर्णय लेता है कि प्रत्येक कितना योगदान दे। कम गति और हल्के त्वरण पर, कई हाइब्रिड केवल इलेक्ट्रिक मोटर पर चल सकते हैं। क्रूज़िंग गति पर, दहन इंजन आमतौर पर अधिकांश काम करता है। कठोर त्वरण या पहाड़ों पर, इंजन और मोटर अपनी शक्ति को जोड़ सकते हैं, और जब कार रुकी हुई हो तो इंजन बंद हो जाता है ताकि कोई ईंधन व्यर्थ न हो।

Toyota की Hybrid Synergy Drive प्रणाली की आधिकारिक व्याख्या, जो इसकी हाइब्रिड श्रेणी में उपयोग की जाती है, इस तर्क का एक ठोस उदाहरण देती है: निष्क्रियता या खड़े होने पर, Toyota कहता है 'दोनों इंजन स्वचालित रूप से बंद हो जाते हैं ताकि कोई ऊर्जा बर्बाद न हो', जबकि पहाड़ों पर या ओवरटेकिंग करते समय कंपनी कहती है कि 'दोनों इंजन अधिकतम प्रदर्शन प्रदान करने के लिए वाहन को शक्ति देते हैं।' Toyota यह भी कहता है कि इसकी प्रणाली ड्राइवरों को EV मोड में 50 km/h तक इलेक्ट्रिक शक्ति पर ही तेज करने देती है, बिना इस चरण के दौरान टेलपाइप उत्सर्जन के।

पुनर्योजी ब्रेकिंग: ऊर्जा को पुनः प्राप्त करना जो अन्यथा खो जाती

पुनर्योजी ब्रेकिंग वह तकनीक है जो एक हाइब्रिड को प्लग इन किए बिना अपनी बैटरी पुनः चार्ज करने देती है। fueleconomy.gov बताता है कि प्रणाली 'पहियों की आगे की गति का उपयोग मोटर को मोड़ने के लिए करती है', जो बिजली उत्पन्न करते हुए कार को धीमा करने में मदद करती है, बजाय इसके कि वह ऊर्जा को पारंपरिक फ्रिक्शन ब्रेक के माध्यम से शुद्ध रूप से गर्मी के रूप में नष्ट कर दे। AFDC पुष्टि करता है कि एक इलेक्ट्रिक जनरेटर ब्रेकिंग पहियों से ऊर्जा पकड़ता है और इसे ट्रैक्शन बैटरी में पुनः निर्देशित करता है।

सीरीज़, समानांतर और प्लग इन कॉन्फ़िगरेशन

प्लग इन हाइब्रिड सभी एक ही तरीके से वायरिंग नहीं होते हैं। fueleconomy.gov की प्लग इन हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (PHEVs) की व्याख्या समानांतर, या 'मिश्रित', PHEVs को अलग करती है, जिसमें इंजन और इलेक्ट्रिक मोटर दोनों पहियों से मैकेनिकली जुड़े होते हैं और उन्हें सीधे चला सकते हैं, सीरीज़ PHEVs से, जिसमें केवल इलेक्ट्रिक मोटर पहियों को मोड़ता है जबकि गैसोलीन इंजन का एकमात्र काम उस मोटर के लिए बिजली उत्पन्न करना है। fueleconomy.gov नोट करता है कि सीरीज़ PHEVs को विस्तारित-रेंज इलेक्ट्रिक वाहन (EREVs) के रूप में भी जाना जाता है।

प्लग इन हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (PHEVs) एक बड़ी, बाहरी रूप से पुनः चार्जेबल बैटरी को समान बुनियादी अवधारणा में जोड़ते हैं। fueleconomy.gov बताता है कि PHEVs 'सामान्य ड्राइविंग स्थितियों के तहत अपने पेट्रोलियम उपयोग में उल्लेखनीय कमी लाने के लिए पर्याप्त बिजली संग्रहीत कर सकते हैं', और यह कि, मॉडल के आधार पर, वे पारंपरिक वाहनों की तुलना में लगभग 30% से 60% कम पेट्रोलियम का उपयोग करते हैं। यूएस पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (EPA) कहती है कि PHEVs गैसोलीन टैंक और आंतरिक दहन इंजन के साथ-साथ बैटरी और इलेक्ट्रिक मोटर दोनों ले जाते हैं, और 'जब गैसोलीन ईंधन के रूप में उपयोग किया जा रहा हो तो टेलपाइप उत्सर्जन उत्पन्न करते हैं', जो उन्हें पारंपरिक गैसोलीन कारों की तुलना में स्वच्छ बनाता है लेकिन बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों की तरह उत्सर्जन-मुक्त नहीं।

दोनों स्रोतों को जोड़ना ईंधन बचाता है

AFDC बताता है कि दोहरी पावरट्रेन निर्माताओं को तुलनीय पारंपरिक कार की तुलना में एक छोटा गैसोलीन इंजन फिट करने देता है, क्योंकि इलेक्ट्रिक मोटर अतिरिक्त टॉर्क प्रदान कर सकता है जब इसकी आवश्यकता हो, जैसे त्वरण या पहाड़ पर चढ़ते समय। AFDC कहता है कि यह 'संभवतः एक छोटे इंजन की अनुमति दे सकता है', और यह कि पुनर्योजी चार्जिंग, मोटर सहायता और कम निष्क्रिय होने का संयोजन प्रदर्शन का त्याग किए बिना बेहतर ईंधन अर्थव्यवस्था देता है। Toyota के अपने आंकड़े मॉडल स्तर पर प्रभाव को दर्शाते हैं: कंपनी अपने Auris Hybrid Synergy Drive मॉडल की ईंधन खपत को सामान्य ड्राइविंग में 3.8 लीटर प्रति 100 किमी पर सूचीबद्ध करती है, जिसमें CO2 उत्सर्जन 87 ग्राम प्रति किमी है।