وحید اصفهانیان - مرکز تحقیقات خودرو، سوخت و محیط زیست، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران
محسن اصفهانیان - دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
حسن نهضتی پاقلعه - مرکز تحقیقات خودرو، سوخت و محیط زیست، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران
مسعود مسیح طهرانی - مرکز تحقیقات خودرو، سوخت و محیط زیست، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران

امروزه اهمیت قوای محرکه هیبرید به عنوان یکی از راه حل های موثر برای رفع معضلات آلودگی هوا و کاهش منابع سوخت های فسیلی برای دولت ها، تولیدکنندگان خودرو و محققان بخوبی روشن شده است. سامانه هیبرید بدون جایگزینی سوخت می تواند افزایش قابل توجه راندمان مصرف انرژی را در خودروها ایجاد نموده و محدودیت های عملکردی انواع دیگر خودروهای پاک را نیز نداشته باشد. در حال حاضر باتوجه به رویکرد جهانی ارائه شده در نقشه راه خودروهای هیبرید و الکتریکی ارائه شده توسط آژانس بین المللی انرژی، تا سال ۲۰۵۰خودروهای پیل سوختی، الکتریکی و هیبرید بیشترین سهم را در تولیدات جهانی خودرو دارا خواهند بود و ایران نیز به عنوان بزرگترین تولیدکننده خودرو در خاورمیانه، می بایست نقش خود را در راستای تحقق این مهم ایفا نماید. با توجه به جدید بودن این فناوری در سطح دنیا، فرصت مناسبی برای بومی سازی دانش فنی در کشور و رقابت با محصولات مشابه خارجی در سال های آتی فراهم است. نکته مهم درباره توسعه موفق یک فناوری نو در کشور، تشکیل زنجیره های مکمل از دانش تا صنعت و از دانشگاه تا زنجیره تولید، توسعه، تامین قطعات و تجهیزات و خدمات پس از فروش می تواند در کوتاه ترین زمان و با کمترین هزینه، ایران را به یکی از قطب های خودروهای هیبریدی و الکتریکی در منطقه و دنیا تبدیل سازد. در این مطالعه، ابتدا به چگونگی کارکرد سامانه هیبرید در قوای محرکه خودروها، انواع و ساختارهای مختلف آن پرداخته خواهد شد. سپس روند و وضعیت جهانی فناوری هیبرید بررسی می شود. در پایان، پروژه طراحی وساخت اتوبوس هیبرید الکتریکی معرفی خواهد شد. در این طرح، ساختار هیبرید سری روی اتوبوس درون شهری پیاده سازی شده فقط موتورهای کششی رانش اتوبوس هیبرید را به عهده دارند. به منظور کنترل این موتورها درایوهایی طراحی شده است که انرژی الکتریکی آنها توسط مجموعه دیزل- ژنراتور و باتری های لیتیوم پلیمری تامین می گردد. مجموعه باتری ها شامل ۱۲ جعبه است که هر جعبه باتری مجهز به کنتاکتور، فیوز، سامانه خنک کاری و سامانه مدیریت باتری (BMS) است. در این خودرو انرژی جنبشی حین ترمزگیری بازیاب شده و در باتری ذخیره می شود. موتور احتراقی می تواند در بخشی از سیکل حرکتی خودرو هیبرید خاموش بوده و مجموعه موتور کمکی وظیفه رانش تمامی تجهیزات جانبی اعم از کمپرسور کولر، کمپرسور باد، دینام و غیره را دارد. در اتوبوس هیبرید به دلیل دمای کاری متفاوت تجهیزات، سه سامانه خنک کاری مختلف برای موتور احتراقی، تجهیزات الکتریکی و مجموعه باتری ها کار رفته است. در سامانه توزیع انرژی الکتریکی، هر قسمت توسط کنتاکتور و فیوز مربوطه حفاظت می شوند. نرم افزارهای کنترل هیبرید که شامل چهار بخش است که روی میکروکنترلرهای درایوها، کنترلر اصلی و BMS پیاده سازی شده اند. ارتباط تمامی تجهیزات توسط پروتکل CAN انجام می شود. طراحی و ساخت نمونه تحقیقاتی اتوبوس هیبرید الکتریکی در سال ۱۳۹۰ به پایان رسیده و تبدیل آن به نمونه صنعتی در حال انجام می باشد.

اتوبوس هیبرید الکتریکی، سامانه مدیریت حرارتی باتری، سامانه مدیریت باتری، سامانه موتور کمکی، جانمایی قطعات هیبرید