Cum funcționează frânarea regenerativă?

Fiecare vehicul de pe drum are nevoie de două lucruri de bază: ceva care să-l facă să meargă și ceva care să-l facă să se oprească. Timp de peste un secol, motorul cu ardere internă (ICE) folosit de mașinile cu motor pe benzină a îndeplinit prima nevoie, în timp ce frânele cu frecare risipitoare au satisfăcut-o pe cea din urmă. O modalitate prin care vehiculele electrice (EV) ies cu adevărat în evidență este că pot lovi ambele ținte dintr-o singură lovitură: același motor electric care face ca un vehicul electric să plece trage, de asemenea, dublă sarcină ca generator, ajutând la încetinirea vehiculului, în timp ce depozitează energie electrică suplimentară într-un proces cunoscut sub numele de regenerare. frânare.

Ce este frânarea regenerativă?

Frânarea regenerativă este un termen descriptiv care înseamnă exact ceea ce spune. Când frânele regenerative sunt activate, vehiculul încetinește, regenerând și o parte din electricitatea care a fost folosită inițial pentru a-l accelera. Acea electricitate este alimentată înapoi în baterii, unde este disponibilă pentru a accelera din nou vehiculul în viitor.

Acesta este diferit de frânele tradiționale care nu generează decât căldură și zgomot atunci când încetinesc un vehicul. Spre deosebire de vehiculele ICE care folosesc doar frâne tradiționale, vehiculele electrice folosesc ambele tradiționale și frânare regenerativă.

Cum funcționează acest tip de frânare?

Când folosiți frânele regenerative într-un vehicul electric, motorul electric care este în mod normal responsabil pentru accelerarea vehiculului trece la funcționarea ca generator. În loc să ia electricitate de la baterii și să o folosească pentru a roti roțile și a accelera vehiculul, generatorul folosește impulsul înainte al vehiculului și rotația continuă a roților pentru a genera energie electrică care poate fi apoi stocată în baterii. Pe lângă încărcarea bateriilor, acest proces încetinește și vehiculul.

Spre deosebire de frânele tradiționale, care se activează doar atunci când apăsați pedala de frână, frânele regenerative deseori dau cu piciorul în momentul în care ridicați piciorul de pe pedala de accelerație. Acest proces este mai pronunțat în unele vehicule decât în ​​altele, așa că ridicarea piciorului de pe pedala de accelerație a vehiculului electric poate duce chiar la frânarea agresivă la unele vehicule.

Fiecare vehicul electric este puțin diferit în modul în care își folosește sistemele de frânare. Unele vehicule electrice sunt concepute pentru a fi conduse fără a atinge niciodată pedala de frână, iar frânele regenerative activând oricând ușurați pedala de accelerație și frânarea mai agresivă are loc dacă luați piciorul de pe pedala de accelerație cu totul. Alte vehicule folosesc o formă mai blândă de frânare regenerativă, în care frânarea agresivă are loc doar atunci când apăsați pedala de frână, iar unele vă permit să comutați între diferite moduri.

De ce vehiculele electrice folosesc frânarea regenerativă

Scopul principal al frânării regenerative este de a crește eficiența și autonomia. Fără frânare regenerativă, un vehicul electric este limitat de cantitatea de încărcare stocată în bateria mașinii în momentul în care îl deconectați și începeți să conduceți. Cu frânarea regenerativă, vehiculul poate continua să producă putere suplimentară dincolo de ceea ce a fost stocat în baterie.

Acest lucru se datorează faptului că o parte din puterea bateriei care este consumată pentru a accelera vehiculul este recuperată și stocată ori de câte ori vehiculul încetinește sau se oprește, iar puterea respectivă poate fi utilizată ulterior pentru a accelera vehiculul din nou. Toate aceste acțiuni funcționează pentru a oferi un EV extins, chiar dacă este doar puțin aici sau acolo.

Pe lângă faptul că face un EV mai eficient și îi extinde autonomia, frânarea regenerativă are și un alt produs secundar benefic: poluarea redusă. Deși vehiculele electrice sunt echipate cu frâne tradiționale, sunt folosite mult mai puțin decât ar fi într-un vehicul ICE comparabil. Aceasta înseamnă că nu trebuie să fie întreținute la fel de des și generează mult mai puțin praf de frână. Deoarece praful de frână contribuie la poluarea aerului și poate duce la complicații respiratorii atunci când este inhalat, potrivit Science Daily, se pare că cu cât este mai puțin, cu atât mai bine.

De ce vehiculele electrice încă folosesc frâne tradiționale

În timp ce vehiculele electrice sunt concepute pentru a utiliza frânele regenerative într-o varietate de situații, chiar și în traficul stop-and-go, fiecare vehicul electric este echipat și cu un sistem de frânare tradițional. Acest al doilea sistem de frânare aduce putere de oprire suplimentară în situații de urgență și preia, de asemenea, în anumite situații, cum ar fi atunci când un vehicul electric este staționar și trebuie să rămână staționar.

Un alt exemplu implică punctele. Unele vehicule electrice folosesc frânele regenerative pentru a opri vehiculul și apoi cuplează automat frânele tradiționale pentru a menține vehiculul pe loc până când este timpul să se miște din nou. Aproape că nu există nicio uzură a sistemului de frânare tradițional atunci când este utilizat în acest mod și nu se generează praf de frână.

Puterea de oprire a frânelor tradiționale poate fi adăugată și la puterea de oprire a frânelor regenerative atunci când este necesară o decelerare rapidă. Acest tip de utilizare provoacă o uzură, dar nu atât de mult pe cât ați vedea într-un vehicul ICE condus în circumstanțe similare.

Este într-adevăr frânarea regenerativă atât de utilă?

Frânarea regenerativă este întotdeauna utilă, deoarece îndeplinește o sarcină necesară, dar este mai eficientă în unele situații decât în ​​altele. În timp ce frânarea regenerativă poate crește autonomia unui vehicul și crește autonomia în multe situații, creșterea generală a eficienței întotdeauna depinde de factori precum condițiile de conducere, cât de agresiv este șoferul atunci când accelerează și decelerează și chiar de dimensiunea și greutatea vehicul.

De obicei, se spune că frânarea regenerativă este eficientă în jur de 60 până la 70% atunci când încetinește un vehicul, generează electricitate și o stochează în baterii. Totuși, acest nivel de eficiență nu se traduce printr-o creștere cu 60 până la 70 la sută a autonomiei, deoarece frânele regenerative încarcă bateriile doar atunci când sistemul este efectiv în uz. De aceea, condițiile de conducere joacă un rol atât de important în eficacitatea frânelor regenerative.

Trafic Stop-and-Go

În general, frânele regenerative sunt mult mai utile în traficul stop-and-go decât în ​​circulația pe autostradă pe distanțe lungi. Asta pentru că frânele sunt folosite mult mai mult în traficul stop-and-go, astfel încât frânele regenerative încarcă în mod natural bateriile mult. mai mult decât ar face-o dacă vehiculul ar conduce perioade lungi de timp fără să încetinească sau să se oprească pe o autostradă neaglomerată sau Autostradă.

Teren

Terenul poate juca, de asemenea, un rol în eficacitatea frânelor regenerative. Conducerea în vale oferă în mod natural mai multă oportunitate pentru frânele regenerative de a încărca bateriile decât conducerea în deal. Conducerea constantă în sus pe un deal și în coborârea alta va avea ca rezultat, de asemenea, mai multă energie recaptată decât mersul mai departe teren plat, deoarece o parte din energia folosită pentru a deplasa vehiculul în sus pe fiecare deal poate fi recuperată la întoarcere jos.

Greutatea vehiculului

Dimensiunea și greutatea unui EV influențează, de asemenea, eficiența frânelor regenerative. Vehiculele mai grele au nevoie de mai multă energie pentru a accelera, astfel încât există mai multă energie disponibilă pentru ca frânele regenerative să o recupereze atunci când încetinesc. În timp ce frânele regenerative sunt folosite în vehicule la fel de mici și ușoare precum trotinetele electrice, ele au de fapt mai mult impact cu cât vehiculul este mai greu.

Moduri diferite

Unele vehicule vă permit să comutați între diferite moduri de frânare regenerativă și asta poate afecta, de asemenea, eficacitatea. Comutarea între aceste moduri va face ca un sistem să regenereze mai mult sau mai puțină energie și, de asemenea, va schimba modul în care se comportă vehiculul. De exemplu, setarea unui mod de frânare regenerativă mai puțin agresivă va permite unui vehicul să ruleze mai mult timp în rulare atunci când luați piciorul de pe pedală, dar nu poate recăpăta atât de multă energie în acel mod inferior.

Rate de recaptură

În condițiile lumii reale, șoferii de vehicule electrice raportează de obicei rate de recaptură între 5 și 30%. Ratele mai mici sunt asociate cu vehiculele mai ușoare și cu o mulțime de conducere pe autostradă, în timp ce ratele mai mari sunt asociate cu vehiculele mai grele și cu conducerea în oraș. Deci, deși frânele regenerative sunt mai utile în unele situații decât în ​​altele, ele joacă totuși un rol important în creșterea eficienței generale a vehiculelor electrice.