Как работает рекуперативное торможение?

Каждому транспортному средству на дороге нужны две основные вещи: что-то, что заставляет его двигаться, и что-то, что заставляет его останавливаться. На протяжении более чем столетия двигатель внутреннего сгорания (ДВС), используемый в автомобилях с бензиновым двигателем, удовлетворял первую потребность, в то время как расточительные фрикционные тормоза удовлетворяли вторую. Одним из преимуществ электромобилей (электромобилей) является то, что они могут поразить обе цели одним выстрелом: тот же электродвигатель, который заставляет электромобиль двигаться, может также выполняет двойную функцию в качестве генератора, помогая замедлить движение автомобиля, а также накапливает дополнительную электроэнергию в процессе, который известен как регенеративный торможение.

Что такое рекуперативное торможение?

Регенеративное торможение - это описательный термин, который означает именно то, что он говорит. Когда активируются рекуперативные тормоза, автомобиль замедляется, а также регенерирует часть электроэнергии, которая изначально использовалась для его ускорения. Это электричество возвращается в аккумуляторные батареи, где в будущем можно будет снова разогнать автомобиль.

Это отличается от традиционных тормозов, которые не производят ничего, кроме тепла и шума при замедлении транспортного средства. В отличие от автомобилей с ДВС, в которых используются только традиционные тормоза, в электромобилях используются как традиционные а также рекуперативное торможение.

Как работает этот вид торможения?

Когда вы используете рекуперативные тормоза в электромобиле, электродвигатель, который обычно отвечает за ускорение транспортного средства, переключается на работу в качестве генератора. Вместо того, чтобы получать электричество от батарей и использовать его для вращения колес и ускорения автомобиля, генератор использует поступательный импульс транспортного средства и непрерывное вращение колес для выработки электроэнергии, которая затем может храниться в батареях. Помимо зарядки аккумуляторов, этот процесс также замедляет движение автомобиля.

В отличие от традиционных тормозов, которые активируются только при нажатии на педаль тормоза, рекуперативные тормоза часто срабатывают в тот момент, когда вы снимаете ногу с педали акселератора. Этот процесс более выражен в некоторых автомобилях, чем в других, поэтому снятие ноги с педали акселератора электромобиля может даже привести к агрессивному торможению в некоторых автомобилях.

Каждый электромобиль немного отличается от того, как он использует свои тормозные системы. Некоторые электромобили предназначены для управления без касания педали тормоза, при этом рекуперативные тормоза срабатывают всякий раз, когда вы ослабление педали акселератора, и более агрессивное торможение происходит, если вы убираете ногу с педали акселератора все вместе. Другие автомобили используют более мягкую форму рекуперативного торможения, когда агрессивное торможение происходит только при нажатии на педаль тормоза, а некоторые позволяют переключаться между различными режимами.

Почему электромобили используют рекуперативное торможение

Основная цель рекуперативного торможения - увеличить эффективность и дальность действия. Без рекуперативного торможения электромобиль ограничен количеством заряда, который хранится в аккумуляторной батарее автомобиля в тот момент, когда вы его отсоединяете и начинаете движение. Благодаря рекуперативному торможению автомобиль может продолжать производить дополнительную мощность сверх той, которая была сохранена в аккумуляторе.

Это связано с тем, что часть заряда аккумулятора, израсходованного на ускорение автомобиля, восстанавливается и сохраняется всякий раз, когда транспортное средство замедляется или останавливается, и эта мощность может быть использована позже для ускорения транспортного средства. опять таки. Все эти действия позволяют расширить диапазон EV, даже если он немного здесь или там.

Помимо повышения эффективности электромобиля и увеличения его запаса хода, рекуперативное торможение также имеет еще один полезный побочный продукт: уменьшение загрязнения. Хотя электромобили оснащены традиционными тормозами, они используются гораздо реже, чем в сопоставимых автомобилях с ДВС. Это означает, что их не нужно обслуживать так часто, и они производят гораздо меньше тормозной пыли. Поскольку тормозная пыль способствует загрязнению воздуха и может вызвать респираторные осложнения при вдыхании, по данным Science DailyКажется, чем меньше, тем лучше.

Почему электромобили по-прежнему используют традиционные тормоза

В то время как электромобили предназначены для использования рекуперативных тормозов в различных ситуациях, даже в условиях движения с остановками и движением, каждый электромобиль также оснащен традиционной тормозной системой. Эта вторая тормозная система обеспечивает дополнительное тормозное усилие в аварийных ситуациях, а также действует в определенных ситуациях, например, когда электромобиль неподвижен и ему необходимо оставаться в неподвижном состоянии.

Другой пример - это точки. Некоторые электромобили используют рекуперативные тормоза, чтобы остановить транспортное средство, а затем автоматически включают традиционные тормоза, чтобы удерживать транспортное средство на месте, пока не придет время снова двигаться. При таком использовании традиционная тормозная система почти не изнашивается, и тормозная пыль не образуется.

Тормозная способность традиционных тормозов также может быть добавлена ​​к тормозной способности рекуперативных тормозов, когда требуется быстрое замедление. Этот тип использования действительно вызывает некоторый износ, но не такой сильный, как у автомобиля с ДВС, управляемого в аналогичных условиях.

Так ли полезно рекуперативное торможение?

Регенеративное торможение всегда полезно, поскольку оно выполняет необходимую задачу, но в некоторых ситуациях оно более эффективно, чем в других. Хотя рекуперативное торможение может увеличить запас хода транспортного средства и действительно увеличивает запас хода во многих ситуациях, общее повышение эффективности всегда зависит от таких факторов, как условия вождения, от того, насколько агрессивен водитель при ускорении и замедлении, и даже от размера и веса транспортное средство.

Обычно считается, что регенеративное торможение имеет эффективность от 60 до 70 процентов при замедлении транспортного средства, выработке электроэнергии и хранении ее в батареях. Однако такой уровень эффективности не означает увеличения дальности действия на 60–70 процентов, потому что рекуперативные тормоза заряжают батареи только тогда, когда система фактически используется. Вот почему условия вождения играют такую ​​большую роль в эффективности рекуперативных тормозов.

Пробки с остановками

В общем, рекуперативные тормоза гораздо более полезны при движении с остановками и движением, чем при движении по шоссе на большие расстояния. Это потому, что тормоза гораздо чаще используются в пробках, поэтому рекуперативные тормоза, естественно, сильно заряжают аккумуляторы. больше, чем если бы автомобиль ехал в течение длительного времени без замедления или остановки на незагруженном шоссе или Автострада.

Местность

Рельеф также может влиять на эффективность рекуперативных тормозов. Естественно, что движение под уклон дает больше возможностей для зарядки аккумуляторов с помощью рекуперативных тормозов, чем движение в гору. Постоянное движение вверх с одного холма и вниз по другому также приведет к большему возвращению энергии, чем движение по ровная земля, так как часть энергии, используемой для движения транспортного средства вверх по каждому холму, может быть возвращена на обратном пути. вниз.

Масса автомобиля

Размер и вес электромобиля также влияют на эффективность рекуперативных тормозов. Более тяжелым транспортным средствам в первую очередь требуется больше энергии для ускорения, поэтому рекуперативным тормозам доступно больше энергии для восстановления при замедлении. В то время как рекуперативные тормоза используются в таких маленьких и легких транспортных средствах, как электрические скутеры, на самом деле они оказывают большее влияние, чем тяжелее транспортное средство.

Различные режимы

Некоторые автомобили позволяют переключаться между различными режимами рекуперативного торможения, что также может повлиять на эффективность. Переключение между этими режимами приведет к тому, что система будет регенерировать больше или меньше энергии, а также изменит способ управления автомобилем. Например, установка менее агрессивного режима рекуперативного торможения позволит автомобилю дольше двигаться накатом, когда вы убираете ногу с педали, но он не сможет вернуть столько энергии в этом более низком режиме.

Коэффициенты повторного захвата

В реальных условиях водители электромобилей обычно сообщают о показателях повторной поимки от 5 до 30 процентов. Более низкие ставки связаны с более легкими транспортными средствами и большим количеством поездок по автостраде, в то время как более высокие ставки связаны с более тяжелыми транспортными средствами и вождением по городу. Таким образом, хотя рекуперативные тормоза более полезны в некоторых ситуациях, чем в других, они по-прежнему играют важную роль в повышении общей эффективности электромобилей.