ما هي وظيفة الإنفيرتر (العاكس والمحول) في السيارة الهجينة (الهايبرد)؟
في السيارات الهجينة (الهايبرد) والمركبات الكهربائية الأخرى (EVs)، يعمل عنصران رئيسيان معًا لإدارة الطاقة وإعادة شحن الدوائر، وهما العاكس والمحول أو (الإنفيرتر) إليك كيفية عمل هذين المكونين الأساسيين – العاكس والمحول – جنبًا إلى جنب، فما هي وظيفة الانفيرتر في سيارات الهايبرد؟
وظيفة العاكس.
بشكل عام، العاكس هو جهاز كهربائي يحول الكهرباء المشتقة من مصدر تيار مستمر (تيار مباشر) إلى تيار متردد (تيار متناوب) من النوع الذي يمكن استخدامه لتشغيل جهاز أو جهاز.
في نظام الطاقة الشمسية، على سبيل المثال، يتم تحويل الطاقة المخزنة بواسطة البطاريات المشحونة بواسطة الألواح الشمسية إلى طاقة التيار المتردد القياسية بواسطة العاكس، الذي يوفر الطاقة لمنافذ التوصيل وغيرها من الأجهزة القياسية بجهد 120 فولت.
يخدم العاكس نفس النوع من الوظائف في السيارة الهجينة أو السيارة الكهربائية، ونظرية التشغيل بسيطة نسبيًا. يتم تغذية طاقة التيار المستمر، من بطارية هجينة، على سبيل المثال، إلى الملف الأولي في محول داخل غلاف العاكس.
من خلال مفتاح إلكتروني (بشكل عام مجموعة من ترانزستورات أشباه الموصلات). يتم تقليب اتجاه تدفق التيار بشكل مستمر ومنتظم (تنتقل الشحنة الكهربائية إلى الملف الأولي، ثم تنعكس وتتدفق للخارج بشكل مفاجئ). ينتج التيار الكهربائي الداخل / الخارج تيارًا متناوبًا في دائرة الملف الثانوية للمحول.
في النهاية، توفر كهرباء التيار المتردد المستحث هذه الطاقة لحمل التيار المتردد – على سبيل المثال، محرك الجر الكهربائي لمركبة كهربائية (EV). المعدل هو جهاز مشابه للعاكس إلا أنه يقوم بالعكس، حيث يقوم بتحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة تيار مستمر.
وظيفة المحول.
يُطلق على هذا الجهاز الكهربائي بشكل أكثر ملاءمة محول الجهد، ويغير في الواقع الجهد (سواء أكان التيار المتردد أو التيار المستمر) لمصدر طاقة كهربائية. يقلل الجهد).
الاستخدام الأكثر شيوعًا للمحول هو أخذ مصدر جهد كهربي منخفض نسبيًا والارتقاء به إلى جهد عالٍ للعمل الشاق في حمولة عالية استهلاك الطاقة. ولكن يمكن أيضًا استخدامها في الاتجاه المعاكس لتقليل الجهد الكهربائي للضوء مصدر التحميل.
إقرأ أيضاً… ما هي السيارات الهجينة؟
وحدات العاكس/المحول الترادفية (الإنفيرتر).
العاكس / المحول أو الإنفيرتر، كما يوحي الاسم، هو وحدة واحدة تضم كلاً من العاكس والمحول. هذه هي الأجهزة التي يستخدمها كل من المركبات الكهربائية والهجينة لإدارة أنظمة القيادة الكهربائية الخاصة بهم.
إلى جانب وحدة التحكم في الشحن المدمجة، يقوم العاكس / المحول بإمداد التيار إلى حزمة البطارية لإعادة الشحن أثناء الكبح المتجدد. كما أنه يوفر الكهرباء للمحرك / المولد لدفع السيارة.
تستخدم كل من المركبات الهجينة والمركبات الكهربائية بطاريات DC ذات الجهد المنخفض نسبيًا (حوالي 210 فولت) للحفاظ على الحجم منخفضًا. ولكنها تستخدم أيضًا بشكل عام محرك / مولدات تيار متردد عالي الكفاءة (حوالي 650 فولت).
ترسم وحدة العاكس / المحول أو الإنفيرتر كيف تعمل هذه الفولتية المتباينة والأنواع الحالية معًا. بسبب استخدام المحولات وأشباه الموصلات (والمقاومة المصاحبة لها)، تنبعث كميات هائلة من الحرارة بواسطة هذه الأجهزة.
يعتبر التبريد والتهوية الكافيين أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على تشغيل المكونات. لهذا السبب، تمتلك تركيبات العاكس / المحول في المركبات الهجينة أنظمة تبريد خاصة بها، مكتملة بالمضخات والرادياتير، والتي تكون مستقلة تمامًا عن نظام تبريد المحرك.
إقرأ أيضاً… هل السيارات ذاتية القيادة أكثر أماناً من قيادة الإنسان؟
مكونات الانفيرتر في سيارات الهايبرد
الانفيرتر (Inverter) في سيارات الهايبرد (Hybrid) هو جزء حيوي من النظام الكهربائي للسيارة. دوره الأساسي هو تحويل التيار المستمر (DC) الناتج من البطارية إلى تيار متناوب (AC) لاستخدامه في تشغيل المحرك الكهربائي. وفيما يلي مكونات الانفيرتر في سيارات الهايبرد:
1. وحدة التحكم في الطاقة (Power Control Unit – PCU):
- وظيفة: تضم الانفيرتر ووحدة التحكم في المحرك ووحدة تحويل الجهد.
- التكامل: تعمل على تنسيق العمليات بين المحرك الكهربائي والمحرك البنزين والبطارية.
2. محول التيار (DC-DC Converter):
- وظيفة: يحول الجهد العالي من بطارية السيارة (عادة ما يكون بين 200 و 400 فولت) إلى جهد منخفض (عادة 12 فولت) لتشغيل الأنظمة الكهربائية التقليدية للسيارة مثل الأضواء والراديو.
3. وحدة التحكم في المحرك (Motor Control Unit):
- وظيفة: تتحكم في تشغيل المحرك الكهربائي بناءً على الإشارات التي تتلقاها من وحدة التحكم الرئيسية في السيارة.
- التحكم: تدير سرعة وعزم الدوران للمحرك الكهربائي لضمان الأداء الأمثل.
4. المكثفات (Capacitors):
- وظيفة: تخزن الطاقة الكهربائية وتوفرها بشكل سريع عند الحاجة، مما يساعد في تحسين كفاءة الانفيرتر ويقلل من استهلاك الطاقة.
- النوع: تستخدم مكثفات عالية الجهد ذات قدرة عالية على التحمل.
5. وحدات الطاقة الإلكترونية (Power Electronics Modules):
- وظيفة: تحتوي على مكونات مثل الترانزستورات (IGBTs أو MOSFETs) التي تقوم بتحويل التيار المستمر إلى تيار متناوب وتحكم تدفق الطاقة.
- التحكم: تتيح التحكم الدقيق في التيار الكهربائي الموجه إلى المحرك الكهربائي.
6. أنظمة التبريد:
- وظيفة: تقوم بتبريد المكونات الإلكترونية داخل الانفيرتر لمنعها من السخونة الزائدة وضمان عملها بكفاءة.
- النوع: قد يكون التبريد عبر الهواء أو السائل.
7. الدوائر الإلكترونية والمتحكمات:
- وظيفة: تتضمن معالجات ووحدات تحكم تقوم بمعالجة الإشارات والتحكم في عمليات التحويل والتبديل داخل الانفيرتر.
- التحكم: تتلقى الأوامر من وحدة التحكم المركزية وتقوم بتنفيذها لضمان عمل النظام بكفاءة.
8. محولات الجهد (Voltage Transformers):
- وظيفة: تحويل مستويات الجهد المختلفة بين المكونات المختلفة في النظام لضمان التوافق الأمثل.
- النوع: تشمل محولات رفع وخفض الجهد.
ملخص وظيفة الانفيرتر في عمل السيارة الهايبرد:
- تحويل الطاقة: يقوم بتحويل التيار المستمر من البطارية إلى تيار متناوب لتشغيل المحرك الكهربائي، والعكس صحيح عند استعادة الطاقة (مثل الكبح المتجدد).
- إدارة الطاقة: ينسق بين المحرك الكهربائي ومحرك البنزين لضمان أداء سلس وفعال.
- توفير الطاقة: يساعد في تحسين كفاءة استهلاك الوقود وتقليل الانبعاثات من خلال الاستفادة من الطاقة الكهربائية بأقصى قدر ممكن.
الخلاصة
الانفيرتر في سيارات الهايبرد هو مكون أساسي يساعد في تحويل وإدارة الطاقة الكهربائية بشكل فعال، مما يتيح للسيارة الاستفادة من كل من المحرك الكهربائي ومحرك البنزين لتحقيق أفضل أداء وكفاءة.
