پایگاه خبری اسب بخار
مرجع تخصصی اخبار و ویدیو خودرو

موتور بنزینی در خودروهای EREV به گیربکس وصل است یا نه؟

خودروهای بردافزا یا EREV این روزها بیش از گذشته وارد ادبیات بازار خودرو ایران شده‌اند؛ خودروهایی که موتور بنزینی دارند اما سازندگان آن‌ها همچنان از «رانندگی برقی» سخن می‌گویند. همین موضوع یک پرسش مهم ایجاد کرده است که وقتی زیر کاپوت موتور بنزینی وجود دارد، آیا این موتور مثل یک خودروی هیبرید معمولی از طریق گیربکس به چرخ‌ها نیرو می‌دهد؟ در معماری کلاسیک EREV پاسخ منفی است؛ موتور بنزینی تنها برق تولید می‌کند و موتور الکتریکی مسئول حرکت خودروست. با این حال نسل تازه‌ای از سامانه‌های بردافزا در راه است که این مرزبندی را پیچیده‌تر می‌کند.

افزایش حضور خودروهای برقی و هیبریدی در بازار باعث شده اصطلاحاتی مانند HEV ،PHEV و EREV بیش از گذشته شنیده شوند. مشکل از جایی آغاز می‌شود که همه خودروهای دارای موتور برقی و بنزینی در یک گروه قرار می‌گیرند؛ درحالی‌که، تفاوت میان آن‌ها فقط در اندازه باتری یا امکان شارژ از برق شهری نیست، بلکه به مسیر انتقال نیرو تا چرخ‌ها برمی‌گردد.

در یک خودروی پلاگین‌هیبرید متعارف، موتور بنزینی می‌تواند در بخشی از شرایط رانندگی مستقیماً در حرکت خودرو نقش داشته باشد، اما فلسفه EREV یا خودروی برقی با برد افزایش‌یافته از ابتدا متفاوت طراحی شده است.

EREV در اصل یک خودروی برقی با ژنراتور همراه است

در معماری کلاسیک EREV، موتور الکتریکی مسئول ایجاد نیروی محرکه است. موتور احتراقی به جای آن‌که مانند یک خودروی بنزینی یا هیبرید موازی گشتاور خود را از طریق گیربکس به چرخ‌ها منتقل کند، یک ژنراتور را به حرکت درمی‌آورد.

مسیر انرژی در چنین خودرویی را می‌توان به شکل ساده تصور کرد؛ بنزین در موتور احتراقی مصرف می‌شود، موتور ژنراتور را می‌چرخاند، ژنراتور برق تولید می‌کند و انرژی الکتریکی در اختیار مجموعه باتری و موتور برقی قرار می‌گیرد. در نهایت این موتور الکتریکی است که چرخ‌ها را به حرکت درمی‌آورد.

تعریف رسمی هیبرید سری نیز بر همین مبناست. در این معماری تنها موتور الکتریکی چرخ‌ها را می‌گرداند و موتور احتراقی نقش تأمین‌کننده انرژی الکتریکی را دارد. برخی منابع تخصصی داخلی نیز EREV را دقیقاً با همین ویژگی از PHEV متعارف جدا می‌کنند؛ یعنی نبود اتصال مکانیکی موتور بنزینی به سیستم رانش چرخ‌ها.

این ساختار همان دلیلی است که باعث می‌شود حس رانندگی یک EREV کلاسیک به خودروی تمام‌برقی نزدیک باشد. شتاب اولیه را موتور الکتریکی ایجاد می‌کند، ارتباط مستقیمی میان دور موتور بنزینی و سرعت خودرو وجود ندارد و راننده لزوماً تعویض دنده‌ای شبیه خودروهای بنزینی احساس نمی‌کند.

پس گیربکس EREV چیست؟

وجود عبارت «گیربکس» در مشخصات بعضی خودروهای EREV می‌تواند باعث سردرگمی شود. اینکه یک EREV گیربکس یا مجموعه انتقال قدرت دارد، به این معنی نیست که موتور بنزینی به آن متصل است.

موتور الکتریکی نیز برای انتقال قدرت خود به چرخ‌ها به مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌ها و کاهش دور نیاز دارد. بسیاری از خودروهای برقی به جای گیربکس چندسرعته متداول، از یک نسبت کاهنده ثابت یا اصطلاحاً گیربکس تک‌سرعته استفاده می‌کنند. بنابراین ممکن است در مشخصات فنی یک EREV عبارت «گیربکس تک‌سرعته» درج شود، اما این گیربکس در مسیر موتور الکتریکی به چرخ‌ها قرار دارد.

تفاوت دقیقاً همین‌جاست؛ پرسش اصلی این نیست که «خودرو گیربکس دارد یا نه»، بلکه باید پرسید آیا موتور احتراقی مسیر مکانیکی مستقیمی تا محور محرک دارد یا خیر؟ اگر پاسخ منفی باشد و موتور احتراقی فقط ژنراتور را بچرخاند، با معماری سری و تعریف متعارف EREV روبه‌رو هستیم.

یک نمونه روشن؛ موتور بنزینی هست اما چرخ را نمی‌چرخاند

نمونه‌های تولیدی این معماری، موضوع را روشن‌تر می‌کنند. در مزدا MX-۳۰ R-EV، سازنده سیستم را یک پلاگین‌هیبرید سری معرفی کرده است. موتور دورانی بنزینی در این خودرو به عنوان ژنراتور استفاده می‌شود و مجموعه همچنان با موتور الکتریکی خودرو را به حرکت درمی‌آورد. حتا زمانی که موتور احتراقی روشن شده و مشغول تولید انرژی است، شخصیت سیستم رانش همچنان برقی باقی می‌ماند. در یکی از محصولات جدید بردافزای شرکت مزدا نیز سازنده به صراحت تأکید کرده است که موتور الکتریکی تنها منبع رانش خودروست و موتور احتراقی هیچ‌گاه چرخ‌ها را مستقیماً به حرکت درنمی‌آورد؛ نقش آن صرفاً تولید برق در زمان نیاز است. همین مثال‌ها نشان می‌دهند وجود موتور بنزینی در یک خودرو الزاماً به معنای اتصال آن به چرخ‌ها نیست.

تفاوت اصلی EREV با PHEV کجاست؟

در بسیاری از پلاگین‌هیبریدها، موتور بنزینی و موتور الکتریکی هر دو می‌توانند در رانش خودرو نقش داشته باشند. بسته به طراحی سیستم، خودرو ممکن است در سرعت پایین برقی حرکت کند و در سرعت‌های بالاتر یا هنگام شتاب‌گیری، موتور احتراقی نیز به صورت مکانیکی وارد مدار انتقال قدرت شود.

چنین معماری‌هایی معمولاً به کلاچ‌ها، مجموعه‌های انتقال قدرت پیچیده‌تر یا گیربکسی نیاز دارند که امکان ترکیب نیروی موتور بنزینی و برقی را فراهم کند.

EREV کلاسیک این مسیر را ساده‌تر می‌کند. موتور احتراقی لازم نیست در گستره وسیعی از دور موتور و سرعت خودرو کار کند تا مستقیماً خودرو را حرکت دهد. وظیفه آن تولید برق است و کنترل سیستم می‌تواند موتور را در محدوده‌ای به کار بگیرد که از نظر مصرف سوخت و تولید انرژی مناسب‌تر باشد.

به همین دلیل بهتر است EREV را صرفاً «یک هیبرید دیگر» ندانیم. از منظر مسیر انتقال قدرت، این خودرو بیشتر شبیه یک EV است که یک نیروگاه کوچک بنزینی نیز همراه خود حمل می‌کند.

چرا دور موتور با سرعت خودرو هماهنگ نیست؟

یکی از رفتارهایی که ممکن است برای راننده یک EREV عجیب باشد، هماهنگ نبودن صدای موتور بنزینی با سرعت خودروست.

در خودروی بنزینی معمولی، افزایش دور موتور عمدتاً نتیجه درخواست قدرت بیشتر برای حرکت چرخ‌هاست. اما موتور بردافزا قرار نیست مستقیماً چرخ را بچرخاند؛ کنترل‌کننده براساس شارژ باتری و میزان انرژی موردنیاز تصمیم می‌گیرد موتور احتراقی چه زمانی روشن شود و با چه دوری کار کند.

بنابراین ممکن است خودرو با سرعت متوسط حرکت کند اما موتور بنزینی با دور نسبتاً بالایی مشغول تولید برق باشد. در شرایط دیگری نیز خودرو می‌تواند با سرعت بالاتر حرکت کند درحالی‌که موتور بنزینی خاموش است و انرژی موردنیاز از باتری تأمین می‌شود. این رفتار یکی از نتایج جداشدن مسیر مکانیکی موتور احتراقی از چرخ‌هاست.

اما ماجرا یک استثنای مهم دارد

تا اینجا تعریف کلاسیک EREV روشن است، اما صنعت خودرو در حال حرکت به سمت معماری‌هایی است که مرز میان بردافزا و هیبریدهای دیگر را کمرنگ می‌کنند.

یک نمونه تازه، سامانه‌ای است که با عنوان eRE+ توسعه یافته است. برخلاف Range Extender معمولی که صرفاً ژنراتور است، نسخه جدید علاوه بر ژنراتور به کلاچ هوشمند و دیفرانسیل مجهز شده و موتور الکتریکی مجموعه می‌تواند در شرایط مشخص به عنوان یک نیروی محرکه اضافی برای محور جلو نیز وارد عمل شود. سازنده این فناوری نیز میان eRE عادی و eRE+ تفاوت روشنی قائل شده است؛ اولی صرفاً برای تولید برق طراحی شده، درحالی‌که، دومی قابلیت ایفای نقش در رانش را نیز دارد.

این تحول یک نکته مهم را یادآوری می‌کند؛ عنوان تجاری «Range Extender» به‌تنهایی برای تشخیص معماری قوای محرکه کافی نیست. ممکن است در سال‌های آینده خودروهایی با عنوان بردافزا وارد بازار شوند که برخلاف تعریف سنتی EREV، نوعی ارتباط مکانیکی یا قابلیت رانش اضافی نیز در مجموعه آن‌ها وجود داشته باشد.

برای شناخت یک EREV فقط کاتالوگ را نخوانید

این مسئله برای بازار ایران اهمیت بیشتری دارد؛ بازاری که بخش قابل توجهی از محصولات برقی و هیبریدی جدید آن از چین می‌آیند و اصطلاحات EREV ،REEV ،PHEV و Hybrid گاهی در تبلیغات و معرفی محصولات به جای یکدیگر استفاده می‌شوند.

این‌که در کاتالوگ نوشته شده است «موتور بنزینی باتری را شارژ می‌کند» به تنهایی اثبات نمی‌کند خودرو یک EREV سری خالص است. در بسیاری از سامانه‌های هیبریدی نیز موتور احتراقی می‌تواند برق تولید کند، اما در شرایط دیگری مستقیماً در رانش چرخ‌ها سهیم شود.

برای تشخیص دقیق باید معماری قوای محرکه بررسی شود؛ آیا کلاچ یا مسیر مکانیکی میان موتور احتراقی و محور محرک وجود دارد؟ آیا موتور بنزینی تحت هر شرایطی می‌تواند گشتاور خود را به چرخ‌ها منتقل کند؟ یا وظیفه آن فقط چرخاندن ژنراتور است؟ پاسخ به همین پرسش‌ها مرز واقعی EREV با بسیاری از PHEVها را مشخص می‌کند.

پس موتور بنزینی EREV به گیربکس وصل است یا نه؟

اگر منظور EREV کلاسیک با معماری هیبرید سری باشد، پاسخ روشن است: خیر. موتور بنزینی به گیربکس محرک چرخ‌ها متصل نیست و نیروی آن مستقیماً به زمین منتقل نمی‌شود. خودرو همچنان مجموعه کاهش دور و انتقال قدرت برای موتور الکتریکی دارد، اما موتور بنزینی در سمت تولید انرژی قرار گرفته است؛ نه در مسیر مکانیکی حرکت چرخ‌ها.

با این حال این پاسخ یک تبصره مهم دارد. فناوری Range Extender در حال تکامل است و سیستم‌هایی وارد بازار می‌شوند که علاوه بر تولید برق، قابلیت مشارکت در رانش را نیز پیدا کرده‌اند. بنابراین از این پس برای شناخت یک خودرو، نام EREV روی بروشور کافی نیست؛ دیاگرام انتقال قدرت تعیین می‌کند موتور بنزینی واقعاً ژنراتور است یا پشت پرده راهی هم به چرخ‌ها دارد.