פיתוח מערכות הנעה משולבות מעלה צורך בהבנה מדויקת של איך ומתי אנרגיה נצרכת ומומרת לרכב. מדידות צריכת אנרגיה אינן מוגבלות רק לצריכת דלק (fuel) אלא כוללות גם שימוש בסוללה (battery), טעינה (charging), אנרגיה רגנרטיבית (regenerative) והפרעות ביצועים (performance). כדי להשוות מערכות שונות יש להגדיר פרוטוקול מדידה אחיד ולכלול מדדים לכלכלת דלק (economy), פליטות (emissions) ואורך חיים (lifespan) של מרכיבים כמו ה-battery וה-powertrain.

מדידת יעילות (efficiency)

מדידת ה-efficiency במערכות משולבות מתבצעת באמצעות שילוב של מדידות דינמיות וניסויים בנתיבי עיר וכביש מהיר. בפרוטוקולים אופייניים מודדים קילומטרים לליטר או קילוואט-שעה לקילומטר עבור מקטעי נהיגה שונים, ומחשבים את היעילות הכוללת של ה-powertrain. חשוב להפריד בין צריכה שמקורה במנוע הבעירה לבין זו מה-battery כדי להבין את האיזון בין electrification לבין שימוש ב-fuel. מדידות אלה חשובות גם להערכת reliability ושיפורים טכנולוגיים (technology) בעת תכנון מערכות ניהול אנרגיה.

הערכת סוללה (battery) וטווח (range)

הערכת ה-battery כוללת בדיקות טעינה פריטיות, ניטור קיבולת ממשית לאורך מחזורי טעינה ופריקה, והערכת השפעות charging חוזר על lifespan. בנסיעות יומיומיות יש למדוד את ה-range הנתפס על ידי הנהג ביחס לנתוני יצרן, ולכלול גורמים כמו שימוש ב-climate control, מהירות ואופי הנהיגה. מדידת קיבולת אמיתית של ה-battery מבוצעת באמצעות פרוטוקול פריקה מבוקר שמניב מדד של קילו-וואט-שעה שימושית לעומת הערך התיאורטי.

מדידת powertrain וביצועים (powertrain, performance)

מדידות powertrain מתמקדות בהעברת כוח מהמנועים אל הגלגלים, כולל יעילות המרה של מנוע בעירה פנימית מול המנוע החשמלי וכן מערכת תיבת הילוכים ובלימה. ביצועים (performance) נמדדים בעזרת מדדי התאוצה, צריכת אנרגיה בנסיעה מאומצת, ועקומות מומנט/הספק. ניטור בזמן אמת בעזרת חיישנים ומערכת OBD מאפשר לקשר בין אירועי ביצועים לצריכת אנרגיה ולהעריך את reliability של רכיבים תחת עומס.

פליטות (emissions) ותחזוקה (emissions, maintenance)

מדידות emissions במערכות משולבות דורשות מדידות במצבים שונים: מצב חשמלי טהור, מצב היברידי ומצב בעירה פנימית בלבד. שיטות מעבדה ונהיגה אמיתית מספקות תובנות שונות; מעבדה מדויקת אך לא תמיד משקפת נהיגה יומיומית. maintenance תקופתי משפיע ישירות על emissions ו-economy: מערכת הזרקה, מערכות פליטה וניטור סרק משולבים משפיעים על צריכת ה-fuel ועל הצורך בטעינה תכופה. מעקב אחרי maintenance יכול להפחית עלויות תפעול ולשמור על reliability.

אנרגיה רגנרטיבית וטעינה (regenerative, charging)

מערכות regenerative משמשות להחזרת אנרגיה בעת בלימה ולהטעין את ה-battery במרכיבים של ה-powertrain. מדידת יעילות המערכת כוללת כימות האנרגיה המחזירה ל-battery והערכת השפעתה על ה-economy הכוללת. טעינה (charging) חיצונית גם היא פקטור חשוב: משוואת זמן/אנרגיה משפיעה על נוחות השימוש, על צמצום שימוש ב-fuel ועל הצורך בתשתיות תחמושת. יש למדוד גם את היעילות של תהליך ה-charging וההפסדים החשמליים כדי להבין את ה-impact על lifespan של ה-battery.

אמינות, אורך חיים וכלכלת עלות (reliability, lifespan, economy)

כדי להעריך lifespan ו-reliability של מערכת משולבת יש לשלב מדידות מעשיות, בדיקות מחזוריות ודאטה פילד מהמכוניות בשטח. מדדים אלה מאפשרים לחשב כלכלת תפעול ארוכת טווח (economy) הכוללת עלות דלק/חשמל, עלויות maintenance והחלפת רכיבים כמו ה-battery והערכת ירידת קיבולת לאורך זמן. הטכנולוגיה (technology) של ניהול חום והגבלות טעינה משפיעה על reliability ו-lifespan ומספקת אינדיקציה להצורך בעדכונים ותיקונים.

סיכום שיטות מדידת צריכת אנרגיה במערכות הנעה משולבות משלבות מדידות של צריכת דלק וצריכת חשמל, בדיקות ביצועים של ה-powertrain, מדידת קיבולת ה-battery וניתוח פליטות. מדידות בשטח, לצד פרוטוקולים מעבדתיים, מספקות תמונה מקיפה של ה-efficiency, ה-reliability וה-economy של הרכב. שילוב נכון של נתונים אלה מסייע להשוות טכנולוגיות, לשפר תחזוקה ולתכנן פתרונות ניהול אנרגיה יעילים יותר.