المركبة الهجينة الكهربائية (HEV)

المركبة الهجينة الكهربائية، أو HEV، تجمع بين محرك احتراق تقليدي ومحرك كهربائي وبطارية صغيرة لتحقيق اقتصاد في الوقود أفضل مما يستطيع محرك بمفرده بلوغه. وسمتها المميّزة، ومصدر اللبس المتكرر بشأنها، أنها لا تُوصل بالقابس مطلقًا. فخلافًا للهجينة القابلة للشحن أو السيارة الكهربائية بالكامل، تعيد المركبة الهجينة شحن بطاريتها كليًا من مصادر داخلية أثناء قيادتها، ولذلك تُسمّى غالبًا الهجينة ذاتية الشحن أو الهجينة الكاملة. وبالنسبة إلى مالكها، تُستعمل وتُعبّأ بالوقود تمامًا كأي سيارة بنزين عادية، لكن باستهلاك أقل بوضوح.

ويعمل النظام عبر استمداد الطاقة من موضعين كانت السيارة ستهدرهما لولا ذلك. الأول هو المحرك نفسه: فحين يعمل محرك البنزين وله طاقة فائضة، يستطيع تشغيل مولّد لشحن البطارية. والثاني هو الفرملة والتباطؤ، حيث يعمل المحرك الكهربائي مولّدًا يلتقط الطاقة الحركية التي تبدّدها السيارة التقليدية حرارةً في أقراص الفرامل، فيعيدها إلى البطارية. وتقرّر إلكترونيات التحكم في السيارة باستمرار، لحظةً بلحظة، أتستخدم المحرك أم المحرك الكهربائي أم كليهما معًا، ومتى تستعيد الطاقة.

هذا التنسيق الذكي هو ما يحقّق توفير الوقود. فعند السرعات المنخفضة وانطلاقًا من الثبات، يمكن للسيارة أن تتحرّك بالطاقة الكهربائية وحدها مسافات قصيرة، ما يسمح بإيقاف المحرك كليًا في الازدحام البطيء. وأثناء التسارع يساند المحرك الكهربائي محرك الاحتراق، فيتيح له العمل في نطاقه الأكثر كفاءة، ويمكن للمحرك أن يتوقف كلما كانت السيارة منزلقة أو متوقفة. أما البطارية الصغيرة، التي لا تتجاوز سعتها كيلوواط/ساعة أو اثنين، فمصمّمة لدعم هذا التبادل في الطاقة لا لتوفير مدى كهربائي طويل.

ونتيجة ذلك أن السيارات الهجينة تحقّق أكبر فائدة لها حيث تكون السيارات التقليدية في أسوأ حالاتها: في المدينة وحركة السير المتقطّعة. فالفرملة المتكررة توفّر طاقة وفيرة للحصاد، والسرعات المنخفضة تلائم التسيير الكهربائي، ويُلغى التشغيل في وضع الخمول، فيمكن أن ينخفض استهلاك الوقود في المدينة انخفاضًا حادًا. أما عند السير الثابت على الطرق السريعة، فيؤدي المحرك معظم العمل وتقلّ طاقة الفرملة المتاحة للاستعادة، فتضيق الميزة كثيرًا قياسًا بمحرك تقليدي جيد.

وضمن طيف السيارات المكهربة، تقع المركبة الهجينة الكاملة بين الهجينة الخفيفة جدًا والهجينة القابلة للشحن بالكامل. فالهجينة الخفيفة تقدّم مساندة كهربائية متواضعة فحسب ولا تستطيع التسيير بالكهرباء وحدها، بينما تحمل الهجينة القابلة للشحن بطارية أكبر بكثير تُشحن من الشبكة لتوفّر مدى كهربائيًا معتبَرًا. وتحتلّ الهجينة الكاملة المنطقة الوسطى، إذ لا تتطلّب أي تغيير في عادات التعبئة ولا أي بنية تحتية للشحن، ومع ذلك تحقّق مكاسب كفاءة حقيقية عبر الفرملة الاستردادية والمزج الذكي بين مصدري طاقتها، ما يجعلها خطوة عملية نحو تكهرب أشمل.