För tjugo år sedan var bromsar helt enkelt bromsar - du trampar ner på pedalen och bilen saktar ner tills den stannar helt. På senare år, i takt med att fordon med hybrid-, el- och batteridrivna motorer blivit allt populärare, har regenerativ bromsning blivit ett diskussionsämne. Väl eftertraktade hybrid- och elfordon som Tesla och Prius använder revolutionerande aerodynamik, batteri och ingenjörsteknik för att skapa en mycket effektiv körupplevelse. Regenerativ bromsning är en av de energibesparande tekniker som används.
Om du funderar på att köpa ett el- eller hybridfordon har du förmodligen hört termen "regenerativ bromsning" åtminstone några gånger. Vad exakt är regenerativ bromsning och vad är det som är involverat i att köra en bil som denna?
Regenerativ bromsning är en energiåtervinningsprocess som saktar ner och slutligen stoppar ett fordon i rörelse genom att omvandla dess kinetiska energi som skapas under retardation till en form som kan användas omedelbart eller lagras i batteriet för att driva elmotorn. Regenerativ bromsning utvecklades som en metod för att öka räckvidden för el- och hybridfordon.
En form av regenerativ bromsning används ofta på de flesta moderna fordon som konstrueras idag. I diesel- och bensinbilar hjälper regenerativ bromsning till att ladda batteriet som driver tillbehörssystemen i fordonet vilket minimerar hur väl motorn fungerar. Men i hybrid- och elbilar tar regenerativ bromsning en mer aktiv roll. Dessa fordon är beroende av det regenerativa bromssystemet för att kontinuerligt ladda batteriet som driver bilen. Regenerativa bromssystem är beroende av ett hybrid- eller elfordon, eldriven motor för att omvandla förlorad kinetisk energi till lagrad energi i fordonets batteri.
Vet du att det slösas mycket energi varje gång du trampar på bromsen? Enligt fysikens regler kan energi inte förstöras. Därför, när du aktiverar bromsarna och bilen stannar, försvinner all energi som värme, bränns av och görs oanvändbar. I ett vanligt fordon med ett konventionellt bromssystem är energislöseri en oundviklig biprodukt av bromsning.
Bilingenjörer skapade ett regenerativt bromssystem för att hjälpa till att fånga upp en del av denna förlorade energi. Regenerativ bromsning återfångar den kinetiska energin, omvandlar den till elektricitet och använder denna elektricitet för att ladda fordonets batteri. I hybrid- och elbilar är det mycket viktigt att hålla batteriet laddat.
Kinetisk energi fångas upp under retardation. Hybridfordon som använder en elmotor och en bensinmotor förlitar sig enbart på regenerativ bromsning för att kontinuerligt ladda motorn, vilket är anledningen till att den inte behöver kopplas in. I ett regenerativt bromssystem driver motorn hjulen under acceleration, men under retardation driver hjulen motorn. Detta unika utbyte av energiflöde hjälper motorn att fungera som en generator, som avvisar rotationen av hjulen och genererar därmed elektricitet för att ladda bilens batteri.
Regenerering sker när:
På el- och hybridfordon kan du vanligtvis se denna regenererande effekt ske på laddningsmätaren.
Å andra sidan kör elfordon på en batteriladdning som var ansluten till en strömkälla. Eftersom helt elektriska fordonsbatterier laddas i ett uttag använder den bara regenerativ bromsning för att ladda batteriet, vilket är anledningen till att de fortfarande behöver kopplas in i en laddnings- eller dockningsstation och laddas till hundra procent.
För att till fullo förstå hur regenerativa bromssystem fungerar, måste du ha viss insikt i hur konventionell bromsning fungerar. Medan det primära syftet med konventionella bromsar är att stoppa bilen, är regenerativa bromssystem fokuserade på att återvinna en del av den energi som förloras under bromsning och omvandla den till energi för att ladda batteriet.
Ett konventionellt bromssystem består av skiv- och trumbromsar som använder friktion för att bromsa och stoppa fordonet. En väsentlig del av bromssystemet är de hydrauliska bromsarna som driver det. De hydrauliska bromsarna består av huvudcylindern fylld med vätska som är ansluten till slavcylindern. Bromspedalen är ansluten till huvudcylindern, när kolven aktiveras trycker huvudcylindern genom vätskan genom rören. När vätskan strömmar till slavcylindrarna tvingar den kolven att trycka på bromsarna.
Hydraulsystemet som aktiveras under bromsning levererar hydraulvätska till bromsokets kolvar för att bromsa och stoppa bromsskivan.
Regenerativ bromsning
Medan konventionella bromssystem använder skiv- och trumbromsar för att producera friktion och sakta ner och stoppa bilen, åstadkoms regenerativa bromsar genom att köra motorn bakåt. När föraren aktiverar bromsen ställs elmotorn i backläge och motorn börjar gå bakåt och saktar ner hjulen. Denna backrörelse sporras av fordonets fart. Denna manöver genererar också elektricitet som laddar batteriet.
El- och hybridbilar är också utrustade med el- och hybridfordon som startar när det regenerativa systemets bromsning inte ger tillräckligt med kraft för att få fordonet att stanna. Bilens inbyggda dator bestämmer när man ska använda det traditionella friktionsbromssystemet och när man ska sätta bilen i backläge. Om föraren behöver trycka ner bromspedalen för att göra ett snabbt stopp kommer bilen att aktivera de traditionella bromsarna. Regenerativa bromsar är idealiska för stop-and-go-situationer.
Konventionell bromsning vs regenerativ bromsning
Regenerativ bromsning har sina begränsningar. Till och med de bästa regenerativa bromssystemen producerar inte tillräckligt med bromskraft som traditionella bromsar. Därför är nödstopp nästan omöjliga med enbart regenerativ bromsning, de är inte kapabla att hålla ett fordon stillastående i en sluttning.
Regenerativa bromsar tar bort en belastning på bromsbeläggen och rotorerna. Färre belastningar betyder mindre värme. Som ett resultat förlorar de material långsammare vilket innebär att de håller mycket längre.
Det regenerativa bromssystemet utökar räckvidden för el- och hybridfordon, men effektiviteten för att återvinna denna energi är cirka sjuttio procent. När allt kommer omkring, enligt fysikens lagar kan ingen maskin någonsin vara 100% effektiv, varje överföring av energi kommer att resultera i viss förlust av värme, ljus och brus. Det kan dock variera beroende på fordonet, motorn. Allt beror på körstil och hur ofta föraren tenderar att bromsa.
Det är viktigt att notera att effektivitetsgraden på 70 % inte betyder en sjuttioprocentig ökning av körräckvidden i ett el- eller hybridfordon. Snarare kan 70 % av den kinetiska energin som går förlorad vid inbromsning omvandlas till acceleration senare.
Effektivitet
Hur är det med effektiviteten? Effektiviteten av regenerativ bromsning mäter hur din räckvidd kan ökas? Effektiviteten av regenerativ bromsning är beroende av en mängd olika faktorer, inklusive körförhållanden, terräng och naturligtvis storleken på fordonet.
Körförhållanden kan vara en avgörande faktor för räckvidden för ett el- eller hybridfordon. Att köra i stop-and-go-trafik, vilket kommer att kräva att du trampar på bromsen oftare och tar tillbaka den förlorade energin kommer att öka batterikapaciteten mer än motorvägskörning. Terräng spelar också in eftersom nedförskörning kräver ökade bromstider för att reglera hastigheten samtidigt som batteriet laddas upprepade gånger. När det gäller effektiviteten hos ett regenerativt bromssystem, storleken på ett fordon. Ja, tyngre fordon har mer fart och rörelseenergi.
En trampteknik
I vissa hybrider och elfordon kan föraren avgöra hur mycket regenerativ bromsning som används genom att justera växelspaken samtidigt som bilen saktar ner. Aggressiv fångar upp och lagrar mer energi men detta kommer också att resultera i att fordonet saktar ner snabbare och i vissa fall stannar helt. Denna körteknik kallas ofta för "en trampning".
En trampning. När tekniken med en pedal används navigerar föraren i trafiken genom att endast använda gasreglaget, accelerera endast när de behöver gå framåt, släppa pedalen och låta den regenerativa bromsningen stoppa bilen. Istället för att flytta foten mellan gaspedalen och bromspedalen måste föraren fortsätta att modulera bromsen med sin högra fot när den accelererar eller saktar ner. Tvärtom kan regenerativ bromsning alltid stoppa ett fordon, främst när det rör sig i höga hastigheter.
Bränsleekonomi
Hela konceptet med hybrid- och elfordon bygger på deras förmåga att minska eller eliminera bränsleförbrukningen. Hybrider tenderar att få bättre bränsleeffektivitet när de kör i stadstrafik. I dessa fordon är regenerativa bromsar nyckeln till att ladda batteriet helt. När bromsarna inte aktiveras blir batteriet lågt och detta förstärker gasmotorn. Om batteriet blir för lågt slutar det att fungera tillsammans med bensinmotorn och drar istället en del av sin kraft för att hjälpa till att ladda batteriet.
När du kör dessa fordon måste du anpassa dina körvanor. Förare måste lära sig att sakta ner i god tid och köra fram till ett stopp som genererar mer energi än att bromsa.
Regenerativa bromssystem har sina fördelar och nackdelar. Kolla in den här listan över de främsta fördelarna med regenerativa bromssystem:
Den kanske främsta fördelen med regenerativ bromsning är att den förbättrar bränsleekonomin. En rapport publicerad av Ford avslöjade att regenerativ bromsning har sparat över 100 miljoner liter gas under de senaste 15 åren.
Energin som fångas upp av regenerativa bromsar håller bilens batteri laddat. Den kinetiska energin som annars skulle gå förlorad kan fordonet uppleva en långvarig laddning under körning.
Hybrid- och elfordon är också utrustade med traditionella bromssystem. Regenerativ bromsning avlastar en del av belastningen på friktionsbromsarna vilket förhindrar slitage.
Den största nackdelen med regenerativa bromssystem inkluderar;
Att köra en bil med regenerativ bromsning känns annorlunda än ett fordon med bara ett traditionellt bromssystem. Många hävdar att bromspedalerna i dessa fordon är mjuka och känns mosiga. För att säkerställa att batteriet kontinuerligt laddas måste du använda rätt bromsteknik så att energin återvinns.
Effektiviteten hos ett regenerativt bromssystem i ett hybrid- eller elfordon bygger på ständigt föränderliga problem. Effekterna av regenerativ bromsning minskar vid körning i höga hastigheter. Friktionsbromsarna kommer att behöva aktiveras vid låga hastigheter eller när du behöver göra snabba stopp.
Ja, hybrider och elfordon är integrerade system som är designade för att optimera effektiviteten, och regenerativ bromsning är bara en av dessa väsentliga processer. Regenerativ bromsning minskar kinetisk energiförlust, hjälper till att utöka den elektriska räckvidden och minskar slitaget på bromsar och rotorer. Denna revolutionerande teknik används även i cyklar och skotrar.
F:Vad menas med termen regenerativ bromsning?
Regenerativ bromsning är en energiåtervinningsmetod som minskar hastigheten och stoppar ett rörligt föremål genom att fånga och lagra dess kinetiska energi för omedelbar eller senare användning.
F:Hur effektivt är regenerativ bromsning?
Regenerativ bromsning är cirka 60-70% effektiv. Dess effektivitet kan dock variera beroende på en mängd olika faktorer som fordon, typ av motor, fordonets storlek, körvanor och så mycket mer.
F:Håller regenerativa bromsar länge?
Regenerativa bromsar är innovativa och är tillverkade för att effektivt återvinna energi. Därför kan du förvänta dig att regenerativa bromsar håller längre än traditionella bromsar. Vissa hybrid- och elfordonsägare har rapporterat att deras bromsar, belägg och rotorer håller cirka 80 000 miles.
F:Har Teslas regenerativ bromsning?
Ja, Teslas är utrustade med regenerativa bromsar. På äldre Tesla-modeller har förare möjlighet att ändra nivån på regenerativ bromsning från standard till låg.
