Brzdění je v automobilovém průmyslu běžným pojmem. Když vozidlo dorazí na trh, jednou ze specifikací bude typ brzdění. Bubnové a kotoučové brzdy jsou běžné brzdové systémy v konvenčních vozidlech. Elektromobil má důležitou roli v popularizaci systému rekuperačního brzdění. Podívejme se, co znamená regenerační brzdění? Jak regenerativní brzdění práce a jaké jsou její účinky na vozidlo.
První Newtonův pohybový zákon říká, že objekt pokračuje ve svém klidu nebo rovnoměrném pohybu, pokud na něj nepůsobí vnější síla.
K zastavení pohybujícího se vozidla, které má kinetickou energii, musí působit vnější síla.
Síla, která působí při brzdění vozidla v konvenčním brzdovém systému, je třecí síla. Při použití brzd na pohybující se vozidlo kinetická energie se přemění na tepelnou energii v brzdovém bubnu a dorazech vozidla.
Vozidlo se před zastavením trochu pohne, i když sešlápneme brzdu. Víte, proč se vozidlo při použití brzdy okamžitě nezastaví? Je to další téma k diskusi.
Rekuperační brzdění je druh brzdění, při kterém se energie ukládá do systému ukládání energie, když vozidlo brzdí a zpomaluje. Regenerativní brzdění je primárně zaměřeno na elektrická vozidla kvůli snadnosti implementace.
Elektrický stroj v elektrickém vozidle funguje jako generátor při brzdění, přeměňuje kinetickou energii na elektrickou a ukládá se do baterie. Zdrojem energie elektromobilu je baterie . Rekuperovanou energii lze využít pro zrychlení vozidla. Energie, která by byla ztracena, se tedy šetří a znovu využívá regenerativním brzděním.
Přečtěte si Starý příspěvek o regenerativním brzdění od Tesla motors
AC indukční motory a PMSM jsou v dnešní době v elektromobilech běžné . Vývoj regulátorů výkonové elektroniky zjednodušil řízení otáček motoru. Invertor převádí stejnosměrný proud uložený v baterii na 3fázový střídavý proud a pohání motor elektromobilu.
IGBT a jejich hradlové impulsy řídí napěťový a proudový výstup střídače. Překvapivě měnič nejen převádí stejnosměrný proud na střídavý, ale také převádí 3fázovou energii z motoru na baterii, která převádí na stejnosměrný proud. Děje se tak při správném řízení hradlových impulsů obvodu převodníku. Převodník bychom spíše pojmenovali jako obousměrný měnič výkonu .
Jak funguje regenerativní brzdění?
Když řidič stiskne ovládací pedál elektromobilu, dojde k požadavku na točivý moment a na základě požadavku na točivý moment řídicí jednotka vozidla vypočítá požadované proudové a napěťové signály do motoru.
Kromě vstupu akčního pedálu je také vstup brzdového pedálu používán řídicí jednotkou vozidla k rozhodnutí, zda je požadavek na točivý moment záporný nebo kladný. Brzdění vyžaduje záporný točivý moment a zrychlení kladný točivý moment. Poté se po posouzení všech ostatních omezení elektrické vozidlo pokusí zavést regenerativní brzdění.
Jakmile je přijato rozhodnutí, pulsy brány do obvodů převodníku jsou řízeny takovým způsobem, aby se přenesla energie z motoru do baterie.
V případě, že elektrický stroj je stejnosměrný paralelní motor obousměrný stejnosměrný stejnosměrný měnič by pomohl k rekuperaci energie. (Rekuperace energie je další slovo používané pro regenerativní brzdění).
Rekuperační brzdění především šetří energii, která by se ztratila jako teplo při třecím brzdění. Dojezd elektrického vozidla je skutečně důležitý a další vzdálenost lze ujet s energií z rekuperačního brzdění. Takže dojezd čistě elektrického vozidla lze při běžných cestách prodloužit o 10–15 %. To také závisí na jízdním cyklu , terén atd.
K maximálně 32% rekuperaci došlo u elektromobilu, když vyšplhal do kopce a vrátil se zpět.
Kombinace třecí brzdy a rekuperační brzdy napomáhá prodloužení životnosti komponentů. Kombinované použití do určité míry snižuje opotřebení mechanických součástí brzdového systému.
Elektromobil je obecně vybaven třecím brzděním. Rekuperační brzdění bohužel nemůže přijít samo v EV. Důvodem je to, že není vždy možné použít rekuperační brzdění u elektromobilu efektivně.
Stav nabití (SOC) baterie, rychlost vozidla, velikost tlaku na brzdový pedál atd. ovlivňují účinnost rekuperačního brzdění. Někdy je nuceno upřednostnit brzdění třením, aby vozidlo zastavilo.
Elektromobil s plně nabitou baterií nelze použít k rekuperačnímu brzdění. Je zřejmé, že baterie nemůže přijmout další nabití. V té době by mělo být brzdění třecí. Pokud dojde k jakékoli situaci, kdy baterie nemůže přijmout nabití, třecí brzdění potlačí regenerativní brzdění.
Přečtěte si prosím více o baterii pro elektromobily zde
Životnost baterie je důležitým zájmem o elektromobily. Zákazníci by vždy preferovali dlouhou životnost baterie, protože výměna je nákladný proces. Časté cykly nabíjení a vybíjení výrazně snižují životnost baterie.
Smutné na tom je, že rekuperační brzdění přidává baterii více cyklů nabíjení a vybíjení a snižuje životnost baterie.
Baterie nemůže přijmout velké množství energie, která vzniká při brzdění vozidla, a existují metody, které kombinují ultrakondenzátor a baterii dohromady, aby překonaly tuto nevýhodu.
Při rekuperačním brzdění hraje roli rychlost vozidla. Předpokládejme, že vozidlo jede velmi nízkou rychlostí a za těchto podmínek by byla účinnost rekuperačního brzdění mnohem nízká. Odběr energie při nízké rychlosti také ovlivňuje pohodlí řidiče.
Režim start-stop jízdy, zejména městský provoz, je nejvýhodnější a nejúčinnější oblastí regenerativního brzdění.
Jak bylo vysvětleno v předchozí části, rekuperační brzdění nelze použít ve všech situacích a ve všech vozidlech. Elektrický nákladní automobil, elektrický vlak, elektrický vůz atd. by byly nejlepší volbou pro aplikaci rekuperačního brzdění. Jejich velká hybnost usnadňuje získávání energie při brzdění.
V malých elektrických vozidlech to není tak účinné. Hmotnost vozidla je faktorem, který ovlivňuje rekuperaci energie. Například elektrické skútry a kola nedokážou během brzdění poskytnout dostatek energie zpět do baterie.
Několik elektrických skútrů přichází s možností rekuperace energie jako další funkce, která má přilákat zákazníky. Jak jsou účinné, si nejsme zcela jisti.
