خودروی هیبرید ملایم (Mild Hybrid Electric Vehicle – MHEV)، که به اختصار هیبرید ملایم نامیده می‌شود، ساده‌ترین و ابتدایی‌ترین سطح هیبریداسیون در خودروها است. در این نوع خودروی هیبریدی، یک موتور احتراق داخلی (ICE) منبع اصلی قوای محرکه است و یک سیستم الکتریکی کوچک (معمولاً با ولتاژ پایین‌تر نسبت به هیبریدهای کامل، مانند ۱۲ ولت یا ۴۸ ولت) به آن کمک می‌کند. هیبریدهای ملایم برخلاف خودروهای هیبریدی استاندارد (HEV) یا هیبریدهای پلاگین (PHEV)، قادر به حرکت صرفاً با استفاده از موتور الکتریکی برای مسافت یا سرعت قابل توجهی نیستند.

مفهوم اصلی و نحوه کارکرد MHEV

مفهوم اصلی در هیبریدهای ملایم استفاده از سیستم الکتریکی برای کمک به موتور احتراق داخلی و بهبود راندمان آن است، نه جایگزینی کامل موتور احتراق داخلی با موتور الکتریکی برای حرکت. سیستم الکتریکی عمدتاً برای بهبود عملکردهای کمکی و بازیابی انرژی به کار می‌رود.

نحوه کارکرد هیبریدهای ملایم شامل توابعی است که توسط سیستم الکتریکی پشتیبانی می‌شوند:

سیستم ژنراتور استارتر یکپارچه (ISG): جزء کلیدی در اکثر هیبریدهای ملایم، یک واحد ژنراتور استارتر یکپارچه (Integrated Starter-Generator – ISG) است که ترکیب عملکرد استارتر و آلترناتور (دینام) را در یک قطعه دارد. ISG معمولاً از طریق تسمه به میل لنگ موتور احتراق داخلی متصل است و می‌تواند به عنوان موتور الکتریکی کوچک برای کمک به موتور بنزینی و به عنوان ژنراتور برای تولید برق عمل کند. سیستم ولتاژ آن معمولاً ۴۸ ولت است، اگرچه سیستم‌های ۱۲ ولتی نیز وجود دارند.
عملکرد Start/Stop پیشرفته: ISG موتور احتراق داخلی را سریع‌تر، نرم‌تر و بی‌صداتر از استارترهای معمولی مجدداً روشن می‌کند. این امکان می‌دهد که موتور بنزینی به دفعات بیشتری (مثلاً هنگام توقف در ترافیک یا حتی هنگام حرکت در حالت خلاص) خاموش شود و در مصرف سوخت صرفه‌جویی شود.
کمک گشتاور (Torque Assist / Boost): ISG می‌تواند در هنگام شتاب‌گیری (به‌خصوص از حالت سکون یا در سرعت‌های پایین)، مقدار کمی گشتاور (Torque) اضافی به میل لنگ موتور احتراق داخلی اعمال کند. این “کمک گشتاور” بار روی موتور بنزینی را در لحظات پرمصرف کاهش داده و منجر به بهبود جزئی در مصرف سوخت و پاسخگویی خودرو می‌شود.
ترمز احیاکننده (Regenerative Braking): ISG در هنگام کاهش سرعت خودرو یا ترمزگیری به عنوان ژنراتور عمل کرده و انرژی جنبشی هدر رفته را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و در باتری کوچک سیستم هیبرید ملایم ذخیره می‌کند.
باتری کوچک: هیبریدهای ملایم دارای یک باتری کوچک (معمولاً باتری لیتیوم یون یا دیگر انواع باتری) برای ذخیره انرژی الکتریکی بازیابی شده توسط ISG هستند. این باتری بسیار کوچک‌تر از باتری خودروی برقی یا باتری هیبریدی در هیبریدهای کامل است و ظرفیت (Capacity) آن محدود است.
تغذیه سیستم‌های الکتریکی: سیستم ولتاژ بالاتر (مانند ۴۸ ولت) در برخی هیبریدهای ملایم می‌تواند برای تغذیه سیستم‌های الکتریکی پرمصرف‌تر خودرو مانند کمپرسور تهویه مطبوع الکتریکی استفاده شود که می‌تواند راندمان کلی را بهبود بخشد.
(عدم قابلیت رانندگی تمام الکتریکی): هیبریدهای ملایم نمی‌توانند صرفاً با توان الکتریکی و بدون روشن شدن موتور احتراق داخلی حرکت کنند. موتور الکتریکی آن‌ها صرفاً جنبه کمکی دارد.

اجزای اصلی MHEV

موتور احتراق داخلی (ICE): منبع اصلی حرکت.
ژنراتور استارتر یکپارچه (ISG): جایگزین استارتر و آلترناتور، فراهم کننده کمک گشتاور و تولید کننده برق در ترمز احیاکننده.
باتری کوچک (12V یا 48V): برای ذخیره انرژی بازیابی شده.
مبدل ولتاژ (اختیاری): برای مدیریت ولتاژ بین سیستم ۴۸ ولت و سیستم ۱۲ ولت سنتی خودرو.

مقایسه MHEV با HEV، PHEV و BEV

هیبرید ملایم ساده‌ترین نوع هیبرید است و تفاوت‌های کلیدی با هیبریدهای کامل و تمام برقی دارد:

در مقابل HEV و PHEV: MHEVها دارای سیستم الکتریکی کوچک‌تر و با ولتاژ پایین‌تر هستند (۴۸V/12V در مقابل ولتاژ بالا در HEV و PHEV)، باتری بسیار کوچک‌تری دارند، قابلیت شارژ پلاگین ندارند و قادر به حرکت صرفاً با موتور الکتریکی نیستند. بهبود مصرف سوخت و کاهش میزان آلایندگی در MHEVها معمولاً کمتر از هیبریدهای کامل است.
در مقابل BEV: MHEVها همچنان در درجه اول خودروهای با موتور احتراق داخلی هستند که تنها کمک کوچکی از سیستم الکتریکی دریافت می‌کنند. آن‌ها مصرف سوخت بنزین و میزان آلایندگی از اگزوز دارند و قابلیت رانندگی تمام الکتریکی یا شارژ پلاگین را ندارند.

مزایای هیبریدهای ملایم (MHEV)

بهبود جزئی در مصرف سوخت: ارائه بهبود متوسط در مصرف سوخت (معمولاً ۵ تا ۱۵ درصد، به‌خصوص در رانندگی شهری با Start/Stop مکرر) نسبت به خودروهای بنزینی مشابه فاقد این سیستم.
کاهش جزئی در میزان آلایندگی: کاهش متناسب در انتشار آلاینده‌ها و CO2 به دلیل کاهش مصرف سوخت و بهبود عملکرد Start/Stop.
هزینه کمتر: ساده‌تر و ارزان‌تر از هیبریدهای کامل (HEV/PHEV) و خودروهای تمام برقی (BEVs).
عملکرد Start/Stop نرم‌تر: روشن شدن مجدد موتور بنزینی روان‌تر و سریع‌تر انجام می‌شود.
سهولت یکپارچگی: نسبتاً آسان‌تر می‌توان آن را با پلتفرم‌های موجود خودروهای بنزینی ترکیب کرد.

محدودیت‌های هیبریدهای ملایم (MHEV)

عدم قابلیت رانندگی تمام الکتریکی: نمی‌توانند بدون روشن شدن موتور بنزینی حرکت کنند.
ذخیره انرژی محدود: باتری کوچک سیستم هیبرید ملایم فقط می‌تواند مقدار کمی انرژی ذخیره کند.
مصرف سوخت و آلایندگی قابل توجه: همچنان به بنزین وابسته بوده و در حین رانندگی آلاینده تولید می‌کنند و نمی‌توانند به اهداف آلایندگی صفر (ZEV) دست یابند.
کمک گشتاور محدود: کمکی که ISG به گشتاور موتور بنزینی می‌کند، نسبتاً کم است.

هیبریدهای ملایم در بازار خودروی ایران

خودروهای هیبرید ملایم (MHEV) ممکن است در میان خودروهای وارداتی به ایران (نه لزوماً به عنوان یک دسته مجزا و پررنگ در بازاریابی) وجود داشته باشند، به‌خصوص در مدل‌های جدیدتر که برای رعایت استانداردهای آلایندگی و مصرف سوخت در بازارهای جهانی به این سیستم‌ها مجهز شده‌اند. این خودروها در بازار خودروی ایران می‌توانند مزایایی از نظر مصرف سوخت کمی پایین‌تر و آلایندگی کمی کمتر نسبت به مدل‌های بنزینی صرفاً مشابه خود داشته باشند.

با توجه به اهمیت کاهش مصرف سوخت در ایران و تلاش برای بهبود کیفیت هوا در شهرها، هیبریدهای ملایم می‌توانند گامی کوچک در این جهت باشند و به عنوان نقطه‌ی ورودی کم‌هزینه‌تر به فناوری‌های هیبریدی (نسبت به هیبریدهای کامل) مطرح شوند. سهولت احتمالی در یکپارچگی سیستم هیبرید ملایم با خطوط تولید موجود نیز می‌تواند برای برنامه‌های احتمالی تولید خودرو در ایران در این زمینه مورد توجه قرار گیرد.

نتیجه‌گیری

هیبرید ملایم (Mild Hybrid – MHEV) ساده‌ترین شکل هیبریداسیون است که از یک سیستم الکتریکی کوچک (معمولاً ۴۸ ولت و ISG) برای ارائه کمک گشتاور جزئی به موتور احتراق داخلی و بهبود عملکرد سیستم Start/Stop و ترمز احیاکننده استفاده می‌کند. هدف اصلی آن بهبود جزئی در مصرف سوخت و کاهش آلایندگی است، اما قادر به رانندگی تمام الکتریکی نیست و قابلیت شارژ پلاگین را ندارد. هیبریدهای ملایم از هیبریدهای کامل (HEV/PHEV) ارزان‌تر و ساده‌تر هستند. این سیستم ممکن است در برخی خودروهای وارداتی به ایران یافت شود و مزایای جزئی در مصرف سوخت و آلایندگی در بازار خودروی ایران را ارائه می‌دهد، اما به عنوان گامی کوچک‌تر در مسیر حمل‌ونقل الکتریکی شناخته می‌شود.