Jak funguje regenerační brzdění?
Každé vozidlo na silnici potřebuje dvě základní věci: něco, co ho rozjede, a něco, co ho zastaví. Již více než století plní spalovací motor (ICE) používaný v automobilech poháněných benzinem první potřebu, zatímco plýtvání třecími brzdami plní tu druhou. Jedním ze způsobů, jak elektrická vozidla (EV) skutečně vynikají, je to, že dokážou zasáhnout oba cíle jedním výstřelem: Stejný elektromotor, díky kterému může elektromobil jet také tažný dvojitý výkon jako generátor, který pomáhá zpomalit vozidlo a zároveň dodává energii navíc v procesu, který je známý jako regenerační brzdění.
Co je to regenerační brzdění?
Regenerativní brzdění je popisný termín, který znamená přesně to, co říká. Když jsou aktivovány rekuperační brzdy, vozidlo zpomalí a zároveň regeneruje část elektřiny, která byla původně použita k jeho zrychlení. Tato elektřina je přiváděna zpět do baterií, kde je k dispozici pro zrychlení vozidla v budoucnu.
Tím se liší od tradičních brzd, které při zpomalování vozidla generují jen teplo a hluk. Na rozdíl od vozidel ICE, která používají pouze tradiční brzdy, elektromobily využívají obě tradiční
Jak tento druh brzdění funguje?
Když použijete rekuperační brzdy v EV, elektromotor, který je normálně zodpovědný za zrychlení vozidla, se přepne, aby fungoval jako generátor. Namísto odebírání elektřiny z baterií a její použití k otáčení kol a zrychlování vozidla generátor využívá dopředná hybnost vozidla a pokračující rotace kol pro výrobu elektřiny, která se pak může ukládat do baterií. Kromě nabíjení baterií tento proces také zpomaluje vozidlo.
Bailey Mariner
Na rozdíl od tradičních brzd, které se aktivují pouze při sešlápnutí brzdového pedálu, rekuperační brzdy často naskočí v okamžiku, kdy zvednete nohu z plynového pedálu. Tento proces je u některých vozidel výraznější než u jiných, takže zvednutí nohy z plynového pedálu EV může u některých vozidel dokonce vést k agresivnímu brzdění.
Každý elektromobil je trochu jiný v tom, jak využívá své brzdové systémy. Některé elektromobily jsou navrženy tak, aby je bylo možné řídit, aniž byste se kdy dotkli brzdového pedálu, přičemž regenerativní brzdy se aktivují, kdykoli uvolněte pedál plynu a agresivnější brzdění nastane, pokud sundáte nohu z pedálu plynu celkem. Jiná vozidla používají mírnější formu regenerativního brzdění, kdy k agresivnímu brzdění dochází pouze při sešlápnutí brzdového pedálu a některá umožňují přepínání mezi různými režimy.
Proč elektromobily používají regenerativní brzdění
Hlavním účelem rekuperačního brzdění je zvýšení účinnosti a dojezdu. Bez rekuperačního brzdění je elektromobil omezen množstvím nabití, které je uloženo v autobaterii v okamžiku, kdy ji odpojíte a začnete jezdit. Díky rekuperačnímu brzdění může vozidlo nadále produkovat dodatečný výkon nad rámec toho, co bylo uloženo v baterii.
Je to proto, že část energie baterie, která je vynaložena na zrychlení vozidla, je znovu zachycena a uloženy vždy, když vozidlo zpomalí nebo zastaví, a tuto sílu lze později použít ke zrychlení vozidla znovu. Všechny tyto akce poskytují prodloužený dojezd EV, i když je to jen trochu sem nebo tam.
Kromě zvýšení účinnosti elektromobilu a prodloužení jeho dojezdu má regenerativní brzdění také další prospěšný vedlejší produkt: snížení znečištění. Přestože jsou elektromobily vybaveny tradičními brzdami, používají se mnohem méně, než by tomu bylo ve srovnatelném vozidle ICE. To znamená, že nemusí být tak často servisovány a produkují mnohem méně brzdného prachu. Protože brzdový prach přispívá ke znečištění ovzduší a při vdechování může vést k respiračním komplikacím, podle Science Daily, zdá se, že čím méně toho je, tím lépe.
Proč elektromobily stále používají tradiční brzdy
I když jsou elektromobily navrženy tak, aby využívaly rekuperační brzdy v různých situacích, dokonce i v provozu s rozjezdem a zastavováním, každý elektromobil je vybaven také tradičním brzdovým systémem. Tento druhý brzdový systém přináší dodatečnou brzdnou sílu v nouzových situacích a také přebírá řízení v určitých situacích, například když elektromobil stojí a potřebuje zůstat stát.
Dalším příkladem jsou tečky. Některé elektromobily používají k zastavení vozidla rekuperační brzdy a poté automaticky aktivují tradiční brzdy, aby udržely vozidlo na místě, dokud není čas se znovu pohnout. Tradiční brzdový systém se téměř neopotřebovává, když je používán tímto způsobem, a nevzniká žádný brzdový prach.
Brzdná síla tradičních brzd může být také přidána k brzdné síle rekuperačních brzd, když je vyžadováno rychlé zpomalení. Tento typ použití způsobuje určité opotřebení, ale ne takové, jaké byste viděli ve vozidle ICE řízeném za podobných okolností.
Je regenerační brzdění opravdu tak užitečné?
Regenerační brzdění je vždy užitečné, protože provádí nezbytný úkol, ale v některých situacích je účinnější než v jiných. Zatímco rekuperační brzdění může zvýšit dojezd vozidla a v mnoha situacích zvyšuje dojezd, celkové zvýšení účinnosti vždy závisí na faktorech, jako jsou jízdní podmínky, jak agresivní je řidič při zrychlování a zpomalování, a dokonce i na velikosti a hmotnosti vozidlo.
Rekuperační brzdění má obvykle účinnost přibližně 60 až 70 procent, když zpomaluje vozidlo, vyrábí elektřinu a ukládá ji do baterií. Tato úroveň účinnosti však neznamená zvýšení dojezdu o 60 až 70 procent, protože rekuperační brzdy nabíjejí baterie pouze tehdy, když je systém skutečně používán. To je důvod, proč jízdní podmínky hrají tak velkou roli v účinnosti rekuperačních brzd.
Stop-and-Go provoz
Obecně platí, že rekuperační brzdy jsou mnohem užitečnější v provozu se zastavováním a rozjezdem než při jízdě na dlouhé vzdálenosti po dálnici. Je to proto, že brzdy jsou mnohem více využívány v provozu zastavujících a rozjíždějících se, takže rekuperační brzdy přirozeně hodně nabíjejí baterie. více, než kdyby vozidlo jelo dlouhou dobu bez zpomalení nebo zastavení na nepřeplněné dálnici nebo dálnice.
Terén
Terén může také hrát roli v účinnosti rekuperačních brzd. Jízda z kopce přirozeně poskytuje více příležitostí pro regenerativní brzdy k dobití baterií než jízda do kopce. Důsledná jízda do jednoho kopce a z druhého bude mít také za následek více zpětné energie než jízda dál rovinatý terén, protože část energie použité k pohybu vozidla do každého kopce lze získat zpět na zpáteční cestě dolů.
Hmotnost vozidla
Velikost a hmotnost elektromobilu také ovlivňuje účinnost rekuperačních brzd. Těžší vozidla spotřebovávají více energie na zrychlení v první řadě, takže je k dispozici více energie pro regenerační brzdy, které mohou získat zpět při zpomalování. Rekuperační brzdy se sice používají ve vozidlech tak malých a lehkých, jako jsou elektrické skútry, ale ve skutečnosti mají větší účinek, čím je vozidlo těžší.
Různé režimy
Některá vozidla umožňují přepínat mezi různými režimy regenerativního brzdění, což může také ovlivnit účinnost. Přepínání mezi těmito režimy způsobí, že systém regeneruje více či méně energie a také změní způsob, jakým se vozidlo chová. Například nastavení méně agresivního režimu regenerativního brzdění umožní vozidlu setrvat déle, když sundáte nohu z pedálu, ale v tomto nižším režimu nemůže získat zpět tolik energie.
Míry znovuzískání
V podmínkách reálného světa řidiči elektromobilů obvykle udávají míru opětovného zachycení kdekoli mezi 5 až 30 procenty. Nižší sazby jsou spojeny s lehčími vozidly a množstvím jízdy po dálnici, zatímco vyšší sazby jsou spojeny s těžšími vozidly a jízdou ve městě. Takže zatímco rekuperační brzdy jsou v některých situacích užitečnější než jiné, stále hrají důležitou roli při zvyšování celkové účinnosti elektromobilů.