Před dvaceti lety byly brzdy prostě brzdy – sešlápnete pedál a auto zpomalí, dokud se úplně nezastaví. V posledních letech, kdy jsou vozidla s hybridními, elektrickými a akumulátorovými motory stále populárnější, se rekuperační brzdění stalo tématem diskuzí. Vyhledávaná hybridní a elektrická vozidla, jako jsou Tesla a Prius, využívají revoluční aerodynamiku, baterii a technické technologie k vytvoření vysoce efektivního zážitku z jízdy. Regenerativní brzdění je jednou z těch technologií, které šetří energii.
Pokud zvažujete nákup elektrického nebo hybridního vozidla, pravděpodobně jste alespoň několikrát slyšeli termín „rekuperační brzdění“. Co přesně je regenerativní brzdění a co obnáší řízení takového auta?
Regenerativní brzdění je proces rekuperace energie, který zpomaluje a nakonec zastaví pohybující se vozidlo přeměnou jeho kinetické energie, která vzniká při zpomalování, do formy, kterou lze okamžitě použít nebo uložit do baterie pro napájení elektromotoru. Regenerativní brzdění bylo vyvinuto jako metoda, která má pomoci zvýšit dojezd elektrických a hybridních vozidel.
Forma regenerativního brzdění se běžně používá u většiny moderních vozidel konstruovaných dnes. U dieselových a benzínových vozů pomáhá rekuperační brzdění nabíjet baterii, která napájí přídavné systémy ve vozidle, což minimalizuje, jak dobře funguje motor. U hybridních a elektrických vozů však hraje rekuperační brzdění aktivnější roli. Tato vozidla spoléhají na systém rekuperačního brzdění, který neustále dobíjí baterii, která pohání vůz. Regenerační brzdové systémy spoléhají na hybridní nebo elektrický motor poháněný elektromotorem, který přeměňuje ztracenou kinetickou energii na energii uloženou v baterii vozidla.
Víte, že pokaždé, když šlápnete na brzdy, plýtváte energií? Podle pravidel fyziky nelze energii zničit. Když tedy aktivujete brzdy a auto se zastaví, všechna tato energie se rozptýlí jako teplo, spálí se a stane se zbytečnou. V běžném vozidle s konvenčním brzdovým systémem je plýtvání energií nevyhnutelným vedlejším produktem brzdění.
Automobiloví inženýři vytvořili rekuperační brzdový systém, který pomáhá zachytit část této ztracené energie. Rekuperační brzdění zachycuje zpět kinetickou energii, přeměňuje ji na elektřinu a tuto elektřinu využívá k dobíjení baterie vozidla. U hybridních a elektrických vozů je udržování nabité baterie velmi důležité.
Kinetická energie se zachycuje při zpomalování. Hybridní vozidla, která využívají elektromotor a benzínový motor, spoléhají výhradně na regenerativní brzdění, které neustále dobíjí motor, a proto není nutné jej zapojovat. V systému rekuperačního brzdění motor pohání kola během zrychlování, ale během zpomalování pohání motor kola. Tato jedinečná výměna toku energie pomáhá motoru sloužit jako generátor, který odpuzuje rotaci kol, a tím generuje elektřinu pro dobíjení baterie automobilu.
K regeneraci dochází, když:
U elektrických a hybridních vozidel je tento regenerační efekt obvykle vidět na ukazateli nabíjení.
Na druhou stranu elektrická vozidla využívají nabití baterie, která byla zapojena do zdroje energie. Vzhledem k tomu, že baterie plně elektrických vozidel se nabíjejí ze zásuvky, využívá pouze rekuperační brzdění k dobíjení baterie, a proto je stále třeba je zapojit do nabíjecí nebo dokovací stanice a plně nabít na sto procent.
Abyste plně porozuměli tomu, jak fungují regenerativní brzdové systémy, musíte mít určitý přehled o fungování konvenčního brzdění. Zatímco primárním účelem konvenčních brzd je zastavit auto, rekuperační brzdové systémy se zaměřují na zpětné získání části energie ztracené při brzdění a její přeměnu na energii pro nabití baterie.
Konvenční brzdový systém se skládá z kotoučových a bubnových brzd, které využívají tření ke zpomalení a zastavení vozidla. Nezbytnou součástí brzdového systému jsou hydraulické brzdy, které jej pohánějí. Hydraulické brzdy se skládají z hlavního válce naplněného kapalinou, který je připojen k pomocnému válci. Brzdový pedál je připojen k hlavnímu válci, při aktivaci pístu hlavní válec protlačí kapalinu potrubím. Když kapalina proudí do pomocných válců, nutí píst, aby vyvinul tlak na brzdy.
Hydraulický systém, který se aktivuje během brzdění, dodává hydraulickou kapalinu do pístů brzdového třmenu, aby zpomalil a zastavil brzdový kotouč.
Rekuperační brzdění
Zatímco konvenční brzdové systémy využívají kotoučové a bubnové brzdy k vytvoření tření a zpomalení a zastavení vozu, rekuperační brzdy se dosahují jízdou motoru vzad. Když řidič aktivuje brzdu, elektromotor se přepne do zpětného chodu a motor se rozběhne dozadu a zpomalí kola. Tento zpětný pohyb je urychlen hybností vozidla. Tento manévr také generuje elektřinu, která nabíjí baterii.
Elektrická a hybridní auta jsou také vybavena elektrickými a hybridními vozidly, která se spustí, když rekuperační brzdění neposkytuje dostatek výkonu k zastavení vozidla. Palubní počítač automobilu určuje, kdy použít tradiční třecí brzdový systém a kdy přepnout vůz do režimu zpátečky. Pokud řidič potřebuje sešlápnout brzdový pedál, aby rychle zastavil, vůz zabrzdí tradičními brzdami. Regenerační brzdy jsou ideální pro situace stop-and-go.
Konvenční brzdění versus rekuperační brzdění
Rekuperační brzdění má svá omezení. Ani ty nejlepší rekuperační brzdové systémy nevytvářejí téměř dostatečný brzdný výkon jako tradiční brzdy. Proto je nouzové zastavení téměř nemožné pouze s rekuperačním brzděním, není schopné udržet vozidlo ve stání ve svahu.
Regenerační brzdy odlehčují brzdové destičky a rotory. Méně zatížení znamená méně tepla. V důsledku toho ztrácí materiály pomaleji, což znamená, že vydrží mnohem déle.
Rekuperační brzdový systém prodlužuje dojezd elektrických a hybridních vozidel, přesto je účinnost rekuperace této energie asi sedmdesátiprocentní. Koneckonců, podle fyzikálních zákonů nemůže být žádný stroj nikdy 100% účinný, jakýkoli přenos energie bude mít za následek určité ztráty tepla, světla a hluku. Může se však lišit v závislosti na vozidle, motoru. Vše závisí na stylu jízdy a na tom, jak často má řidič tendenci brzdit.
Je důležité si uvědomit, že 70% míra účinnosti neznamená sedmdesátiprocentní zvýšení dojezdu u elektrického nebo hybridního vozidla. Spíše 70 % kinetické energie ztracené při brzdění lze později přeměnit na zrychlení.
Účinnost
A co účinnost? Účinnost rekuperačního brzdění měří, jak lze zvýšit váš dojezd? Účinnost rekuperačního brzdění závisí na řadě faktorů včetně jízdních podmínek, terénu a samozřejmě velikosti vozidla.
Jízdní podmínky mohou být hlavním určujícím faktorem v dojezdu elektrického nebo hybridního vozidla. Jízda v zastavovaném provozu, která bude vyžadovat častější šlapání na brzdy a nabírání ztracené energie, zvýší kapacitu baterie více než jízda po dálnici. Terén také vstupuje do hry, protože jízda z kopce vyžaduje delší dobu brzdění, aby se regulovala rychlost a zároveň se opakovaně nabíjela baterie. Pokud jde o účinnost rekuperačního brzdového systému, velikost vozidla. Ano, těžší vozidla mají větší hybnost a kinetickou energii.
Jedna technika šlapání
U některých hybridů a elektrických vozidel může řidič určit, kolik rekuperačního brzdění se použije, nastavením řadicí páky při zpomalení vozu. Agresivní zachycuje a ukládá více energie, ale také to povede k rychlejšímu zpomalení vozidla a v některých případech k úplnému zastavení. Tato technika jízdy se často nazývá „jedno šlapání“.
Jedno šlapání. Při použití techniky jednoho šlapání řidič řídí provoz pouze pomocí plynu, zrychluje pouze tehdy, když je třeba jet vpřed, uvolňuje pedál a nechá rekuperační brzdění zastavit vůz. Namísto pohybu nohy mezi pedálem plynu a brzdou musí řidič při zrychlování nebo zpomalování neustále modulovat brzdu pravou nohou. Naopak, rekuperační brzdění je vždy schopné zastavit vozidlo, zejména když se pohybuje vysokou rychlostí.
Úspora paliva
Celý koncept hybridních a elektrických vozidel je založen na jejich schopnosti snižovat nebo eliminovat spotřebu paliva. Hybridy mívají při jízdě v městském provozu lepší spotřebu paliva. U těchto vozidel jsou rekuperační brzdy klíčové pro plné nabití baterie. Když brzdy nejsou aktivovány, baterie se vybije a to posiluje plynový motor. Pokud se baterie příliš vybije, přestane fungovat ve spojení s plynovým motorem a místo toho odebere část své energie, aby pomohla baterii dobít.
Když řídíte tato vozidla, budete muset upravit své řidičské návyky. Řidiči se budou muset naučit, jak zpomalit s dostatečným předstihem a dojet až do zastavení, což generuje více energie než dupnutí na brzdy.
Regenerační brzdové systémy mají své výhody i nevýhody. Podívejte se na tento seznam hlavních výhod regenerativních brzdových systémů:
Možná hlavní výhodou rekuperačního brzdění je to, že zlepšuje spotřebu paliva. Zpráva zveřejněná Fordem odhalila, že rekuperační brzdění ušetřilo za posledních 15 let více než 100 milionů galonů plynu.
Energie zachycená rekuperačními brzdami udržuje baterii vozu nabitou. Kinetická energie, kterou by jinak vozidlo ztratilo, je schopno zažít dlouhodobé nabíjení během jízdy.
Hybridní a elektrická vozidla jsou také vybavena tradičními brzdovými systémy. Regenerační brzdění uvolňuje část zátěže kladené na třecí brzdy, což zabraňuje opotřebení.
Mezi hlavní nevýhody regenerativních brzdových systémů patří;
Řízení vozu s rekuperačním brzděním je jiné než ve vozidle pouze s tradičním brzdovým systémem. Mnozí tvrdí, že brzdové pedály v těchto vozidlech jsou měkké a působí kašovitým dojmem. Chcete-li zajistit, aby se baterie neustále nabíjela, musíte použít správné techniky brzdění, aby se energie znovu získala.
Účinnost rekuperačního brzdového systému v hybridním nebo elektrickém vozidle je založena na neustále se měnících problémech. Účinky rekuperačního brzdění se snižují při jízdě vysokou rychlostí. Třecí brzdy bude nutné aktivovat při nízkých rychlostech nebo když potřebujete rychle zastavit.
Ano, hybridy a elektrická vozidla jsou integrované systémy, které jsou navrženy tak, aby optimalizovaly účinnost, a regenerativní brzdění je jen jedním z těch zásadních procesů. Regenerativní brzdění snižuje ztráty kinetické energie, pomáhá prodloužit elektrický dojezd a snižuje opotřebení brzd a rotorů. Tato revoluční technologie se používá také v kolech a koloběžkách.
O:Co se rozumí pojmem regenerativní brzdění?
Regenerativní brzdění je metoda rekuperace energie, která snižuje rychlost a zastavuje pohybující se objekt zachycením a uložením jeho kinetické energie pro okamžité nebo pozdější použití.
Otázka:Jak účinné je regenerativní brzdění?
Rekuperační brzdění má účinnost asi 60–70 %. Jeho účinnost se však může lišit v závislosti na řadě faktorů, jako je vozidlo, typ motoru, velikost vozidla, jízdní návyky a mnoho dalších.
O:Vydrží rekuperační brzdy dlouho?
Regenerační brzdy jsou inovativní a jsou vyrobeny tak, aby efektivně rekuperovaly energii. Proto můžete očekávat, že rekuperační brzdy vydrží déle než tradiční brzdy. Někteří majitelé hybridních a elektrických vozidel uvedli, že jejich brzdy, destičky a rotory vydrží asi 80 000 mil.
O:Má Tesla regenerativní brzdění?
Ano, Tesla je vybavena rekuperačními brzdami. U starších modelů Tesla mají řidiči možnost změnit úroveň rekuperačního brzdění ze standardní na nízkou.
