Відновлення кінетичної енергії є знайомим терміном у нових енергетичних транспортних засобах. В даний час майже всі електромобілі та гібридні транспортні засоби, що підключаються до електромережі, на ринку мають системи відновлення кінетичної енергії. Рекуперація кінетичної енергії стала стандартною функцією електромобілів.
Що таке відновлення кінетичної енергії?
Рекуперація кінетичної енергії в першу чергу відноситься до процесу рекуперативного гальмування (Regenerative Brakes) в електромобілях, де електродвигуни використовуються для відновлення кінетичної енергії для уповільнення та зупинки.
Традиційні гідравлічні гальмівні системи (як правило, дискові або барабанні гальма) витрачають енергію, перетворюючи кінетичну енергію автомобіля в теплову енергію через тертя під час гальмування. Незважаючи на ефективність зниження швидкості транспортного засобу, вироблене тепло розсіюється як відходи.
Навпаки, рекуперативне гальмування дозволяє гальмівній системі вловлювати кінетичну енергію та передавати її назад до акумулятора автомобіля. Підраховано, що більшість гібридних транспортних засобів можуть відновити до 90% енергії під час рекуперативного гальмування, ефективно заряджаючи акумулятор у зворотному напрямку через двигун. Ця можливість допомагає розширити діапазон електромобілів і гібридних транспортних засобів, що підключаються до електромережі.
Як працює система відновлення кінетичної енергії?
Принцип рекуперативного гальмування передбачає використання кінетичної енергії від руху автомобіля накатом для руху двигуна заднім ходом. Подібно до генератора, він перетворює кінетичну енергію в електричну, яка потім передається акумулятору, щоб збільшити запас ходу автомобіля.
Деякі гібридні та електричні транспортні засоби оснащені пелюстками на кермі, які активують рекуперативне гальмування. Однак у більшості автомобілів, обладнаних системами рекуперативного гальмування, цей процес починається автоматично.
Однопедальний режим
Деякі системи автомобіля можуть активувати рекуперативне гальмування під час руху накатом, відоме як режим однієї педалі. Принцип полягає в тому, що коли автомобіль відпускає педаль акселератора, активується система рекуперативного гальмування, відновлюючи кінетичну енергію при поступовому зниженні швидкості. Під час цієї фази двигун приводу в основному завершує відновлення енергії. Його обертання вперед приводить транспортний засіб у рух, тоді як обертання назад функціонує як генератор для накопичення енергії. Цей підхід дозволяє транспортному засобу максимізувати відновлення енергії під час руху, тим самим збільшуючи запас ходу, мінімізуючи потребу в частих та інтенсивних гальмуваннях, зменшуючи навантаження на гідравлічне гальмування та робоче навантаження водія, а також потенційно подовжуючи термін служби гальмівних колодок.
Переваги рекуперативного гальмування
Покращення економії палива та запасу ходу електромобіля: гідравлічні гальма розсіюють кінетичну енергію у вигляді тепла, що призводить до втрати енергії. Регенеративне гальмування спрямовує цю енергію в акумулятор автомобіля, збільшуючи таким чином пробіг. У гібридних моделях спрямування більшої потужності до акумуляторної батареї може збільшити час водіння на чисто електричному струмі та зменшити залежність від двигуна внутрішнього згоряння.
Зменшення зносу гальм: завдяки частішому використанню рекуперативного гальмування відпадає потреба у традиційних фрикційних гальмах. Це зменшує частоту звернень до сервісного центру для заміни гальмівних колодок.
Дозволяє керувати однією педаллю та зменшувати зусилля водія: системи рекуперативного гальмування дозволяють керувати однією педаллю, що особливо корисно в міських умовах. Водіям більше не потрібно постійно натискати педалі газу та гальма, що спрощує водіння.
Недоліки рекуперативного гальмування
Водійські звички потребують адаптації: рекуперативне гальмування потребує часу, щоб водії адаптувалися, і може спричинити ризики дорожнього руху. Пов’язані новини повідомляли багато разів раніше.
Послаблюють пильність і почуття відповідальності водія: рекуперативне гальмування – це автоматична система допомоги водієві. Одним із постійних негативних наслідків цього є те, що коли водії починають все більше покладатися на технології, які гальмують замість них, вони втрачають почуття відповідальності, що зрештою може призвести до небезпечних ситуацій.
Менш надійний на високих швидкостях: фрикційне гальмування може швидко й надійно зупинити автомобіль. В екстрених ситуаціях, коли автомобіль повинен зупинитися швидко і повністю, рекуперативне гальмування не так добре, як фрикційне. Ось чому гібридні та електромобілі часто використовують обидві гальмівні системи.
Невеликі переваги на низьких швидкостях: під час використання рекуперативного гальмування на низьких швидкостях у місті виробленої енергії недостатньо, щоб суттєво вплинути на запас ходу автомобіля.
Загалом можна сказати, що переваги рекуперативного гальмування переважують ці недоліки. Ми повинні це прийняти, ця технологія ставатиме все більш зрілою та продовжуватиме приносити людям зручність у подорожі!