Bromsning är ett vanligt begrepp inom bilindustrin. När ett fordon kommer ut på marknaden skulle en av specifikationerna vara typen av bromsning. Trumbromsar och skivbromsar är vanliga bromssystem i konventionella fordon. Elfordonet har en viktig roll i populariseringen av det regenerativa bromssystemet. Låt oss se vad regenerativ bromsning betyder? Hur regenerativ bromsning arbete och vilka effekter det har på fordonet.
Newtons första rörelselag säger att ett föremål fortsätter i sitt tillstånd av vila eller enhetlig rörelse om inte en yttre kraft verkar på det.
För att stoppa ett fordon i rörelse som innehåller kinetisk energi måste en yttre kraft verka.
Kraften som verkar på vid bromsning av fordon i ett konventionellt bromssystem är friktionskraften. När bromsar aktiveras på ett fordon i rörelse kinetisk energi omvandlas till värmeenergi i bromstrumma och fordonsstopp.
Ett fordon rör sig lite innan det stannar trots att vi bromsar. Vet du varför fordonet inte stannar omedelbart när bromsen ansätts? Det är ett annat diskussionsämne.
Regenerativ bromsning är en sorts bromsning där energin lagras i ett energilagringssystem när fordon bromsar och bromsar in. Regenerativ bromsning riktar sig främst till elfordon på grund av enkel implementering.
Elektrisk maskin i ett elektriskt fordon fungerar som en generator under bromsning, omvandlar kinetisk energi till elektrisk energi och lagrar i ett batteri. En elbils energikälla är batteri . Energi som har återvunnits kan användas för att accelerera fordonet. Därför sparas energi som skulle ha gått förlorad och återanvänds genom regenerativ bromsning.
Läs Ett gammalt inlägg om regenerativ bromsning av Tesla-motorer
AC-induktionsmotorer och PMSM är vanliga i en elbil nuförtiden . Utveckling av kraftelektronikkontroller förenklade motorvarvtalsregleringen. En växelriktare omvandlar DC lagrad i ett batteri till 3-fas AC och driver motorn i en elbil.
IGBT:er och deras gate-pulser styr spänningen och strömutgången från en växelriktare. Överraskande nog omvandlar växelriktaren inte bara likström till växelström utan överför också 3-fas ström från motorn till batteriet som konverterar till likström. Det händer med korrekt styrning av gatepulser i omvandlarkretsen. Vi skulle hellre namnge omvandlaren som en dubbelriktad effektomvandlare .
Hur fungerar regenerativ bromsning?
När föraren trycker på ställdonspedalen på en elbil uppstår vridmomentbehov och baserat på vridmomentbehovet beräknar fordonsstyrenheten de nödvändiga ström- och spänningssignalerna till motorn.
Förutom ställdonspedalingången används även bromspedalingång av fordonskontrollern för att avgöra om vridmomentbegäran är negativ eller positiv. Bromsning kräver negativt vridmoment och acceleration kräver positivt vridmoment. Sedan bedömer alla andra begränsningar elfordon försöker införa regenerativ bromsning.
När beslutet väl är fattat styrs gatepulser till omvandlarkretsarna på ett sådant sätt att energi överförs från motorn till batteriet.
Om den elektriska maskinen är en parallell likströmsmotor, skulle dubbelriktad likströms-likströmsomvandlare hjälpa till att återvinna energi. (Energiåtervinning är ett annat ord som används för regenerativ bromsning).
Först och främst sparar regenerativ bromsning den energi som skulle ha gått förlorad som värme vid friktionsbromsning. Räckvidden för ett elfordon har verkligen betydelse och ytterligare en sträcka kan tillryggaläggas med energin från regenerativ bromsning. Så ett rent elfordons räckvidd kan utökas med 10-15% på vanliga vägresor. Detta beror också på körcykeln , terräng etc.
Högst 32 % återhämtning skedde i en elbil när den klättrade upp för en backe och kom tillbaka.
En kombination av friktionsbroms och regenerativ broms hjälper till att förlänga komponenternas livslängd. Kombinerad användning minskar till viss del slitage på mekaniska komponenter i bromssystemet.
Ett elfordon är utrustat med friktionsbroms i allmänhet. Tyvärr kan regenerativ bromsning inte komma ensam i elbilar. Anledningen bakom är att det inte alltid är möjligt att använda regenerativ bromsning i en EV effektivt.
Batteriets laddningstillstånd (SOC), fordonets hastighet, mängden tryck som appliceras på bromspedalen, etc. påverkar effektiviteten av regenerativ bromsning. Ibland tvingas den att föredra friktionsbromsning för att stoppa fordonet.
Ett elfordon med fulladdat batteri kan inte användas för regenerativ bromsning. Uppenbarligen kan batteriet inte ta emot mer laddning. Då ska bromsningen vara friktionsmässig. Om det finns en situation när batteriet inte kan ta emot laddningen, åsidosätter friktionsbromsning regenerativ bromsning.
Läs mer om elbilsbatteri här
Batteriets livslängd är ett viktigt problem inom elbilar. Kunder skulle alltid föredra en lång livslängd för batteriet eftersom byte är en kostsam process. Frekventa laddnings-urladdningscykler minskar drastiskt batteriets livslängd.
Det tråkiga är att regenerativ bromsning lägger till fler laddnings-urladdningscykler till ett batteri och minskar batteriets livslängd.
Ett batteri kan inte acceptera en stor mängd energi som genereras när fordon bromsar och det finns metoder som kombinerar ultrakondensator och batteri för att övervinna nackdelen.
Fordonets hastighet spelar roll vid regenerativ bromsning. Antag att fordonet färdas med mycket låg hastighet och i det tillståndet skulle effektiviteten för regenerativ bromsning vara mycket låg. Att tejpa energi i låg hastighet påverkar också förarkomforten.
Start-stopp-läge för körning, särskilt stadstrafiken är den mest föredragna och effektiva regionen för regenerativ bromsning.
Som förklarats i föregående avsnitt kan inte regenerativ bromsning appliceras i alla situationer och fordon. Ellastbil, elektriskt tåg, elbil, etc. skulle vara de bästa valen för tillämpningen av regenerativ bromsning. Deras stora momentum gör det lättare att skörda energi under inbromsning.
Det är inte så effektivt i små elfordon. Fordonets vikt är en faktor som påverkar energiåtervinningen. Till exempel kan elskoter och cyklar inte ge tillräckligt med energi tillbaka till batteriet under inbromsning.
Ett fåtal elskotrar kommer med möjlighet till energiåtervinning som en extra funktion för att locka kunder. Hur effektiva de är är vi inte helt säkra på.
