- Как работает рекуперативное торможение?
- Ближайшие сервисные центры и центры обслуживания дизельных двигателей
- Система рекуперации с накопительным конденсатором
- Система рекуперации на автомобилях со «Старт-Стопом»
- Силовой спуск
- Применение рекуперации в транспорте
- В электромобилях и электровелосипедах
- На железной дороге
- В метро
- В городском общественном транспорте
- В Формуле-1
- Эффективность
- Эффективность системы регенерации в автомобилях
- Эффективность рекуперативного торможения в велосипедах, самокатах, скейтбордах и других персональных EV
- Как работает рекуперативное торможение?
- Оснащаются ли электромобили гидравлической тормозной системой?
- Delphi Capability
- Направление потоков энергии при рекуперации. При разгоне электричество поступает из батареи в электродвигатель, где преобразуется в механическую энергию для вращения колес.
- Использование
- SMART системы рекуперации
- Насколько хорошо рекуперативное торможение
- 599 GTB Фьоранo
- КПД
- Как сохранить энергию торможения?
- Электрический метод
- Сверхкомпактный маховик
- При торможении колеса раскручивают электромотор, тот переходит в режим генератора и отдает электроэнергию обратно в батарею.
- Как оно работает
- С распространением гибридов и электромобилей в автомобильном лексиконе появился непривычный термин «рекуперация». В чем смысл этого слова?
- Устройство рекуперативного торможения
- Какие бывают виды рекуперативного торможения
- Положительные и негативны стороны рекуперативной системы
- Что это означает для обслуживания тормозной системы?
- Система рекуперации на «гибридах» и электромобилях
Как работает рекуперативное торможение?
Электродвигатель в гибридном или электрическом транспортном средстве вращается в двух направлениях: одно для привода колес и движения автомобиля, а другое для зарядки аккумулятора. Когда водитель убирает ногу с педали газа и нажимает на тормоз, мотор меняет направление и начинает отдавать энергию аккумулятору.
Когда этот процесс начинается, вы можете почувствовать, как машина начинает замедляться. У каждого автомобиля с этой функцией разные ощущения, потому что производители могут запрограммировать, сколько рекуперативного торможения происходит после нажатия педали тормоза.
Все автомобили по-прежнему имеют обычные тормоза, поэтому, если вы нажмете на педаль достаточно сильно, гидравлическая система сработает, чтобы быстро остановить автомобиль. Опять же, у разных автомобилей будет разное усилие на педали, необходимое для торможения.
Ближайшие сервисные центры и центры обслуживания дизельных двигателей
- Ремонт форсунок/насосов
- Ремонт машин
Система рекуперации с накопительным конденсатором
Тормозной период автомобиля довольно короткий. Поэтому из-за технологических особенностей устройства современных аккумуляторов (точнее, химических процессов, происходящих при зарядке) в них достаточно сложно хранить большое количество энергии. Mazda разработала систему рекуперации, в которой используется накопительный конденсатор. В процессе торможения специальный генератор с напряжением 12÷25 В заряжает емкость за короткое время. Кроме того, накопленная энергия преобразуется через преобразователь (DC/DC) в обычные 12 В и либо доставляется к различным потребителям (кондиционер, CD-проигрыватель и так далее), либо заряжает штатную батарею. По заявлению производителя, экономия топлива составляет не менее 10%.
Система рекуперации на автомобилях со «Старт-Стопом»
Каждый автолюбитель знает, что при запуске двигателя происходит наибольший расход энергии аккумулятора. Для автомобилей, оснащенных системой «Старт-Стоп», характерно то, что двигатель автоматически выключается после каждой остановки, а затем снова запускается при возобновлении движения. Это означает, что аккумулятор быстро теряет емкость и «требует» зарядки. А времени на это (с помощью штатного генератора) в условиях небольших пробегов и частых остановок на светофорах и в пробках просто не может хватить. И здесь система рециркуляции электроэнергии может обеспечить дополнительную зарядку аккумулятора.
Существенным недостатком его применения на автомобилях Start-Stop является удорожание самого автомобиля за счет установки специального генератора (подключаемого непосредственно к коробке передач в момент торможения) и усложнение всей электронной «остановочной системы».
Силовой спуск
Беспроводная передача энергии
Недостатки агрегатов с рекуперацией, применяемых на транспорте, не позволяют использовать их в качестве основного тормозного агрегата. К основным недостаткам относятся:
- нет стояночного тормоза;
- полная остановка недопустима.
В связи с этим на всех агрегатах и транспортных средствах используются механические тормоза.
Эти же недостатки позволяют использовать рекреацию для организации силового спуска. Применяется при движении электромобилей вниз по склону или для снижения скорости подачи груза при его опускании краном.
Силовой спуск при опускании груза
Читайте также: Система предотвращения выезда с полосы движения (LDWS)
Применение рекуперации в транспорте
При работе электротранспорта энергия электрического тока рекуперируется. Каждый вид транспорта имеет свои конструктивные нюансы.
В электромобилях и электровелосипедах
Электровелосипед, как и частный электромобиль, даже если он оснащен такой системой обратной отдачи энергии в аккумулятор, имеет низкий КПД. Электрическая работа этих транспортных средств потребляет энергию при движении. Поскольку режим торможения очень редкий и кратковременный, доля обратного тока невелика. С его помощью можно увеличить расстояние только на одном заряде батареи.
Электромобиль BMW i3
На железной дороге
При восстановлении тяговые двигатели электровозов переходят в режим выработки электроэнергии, которая снова возвращается в сеть.
Важно! Использование ШИМ-регулятора в системе рекуперации вместо контакторов позволяет возвращать энергию в любую сеть: постоянного тока или переменного тока. Контроллер работает в двух режимах. При движении он выпрямляет ток, при замедлении, после определения частоты и фазы сети, излучает ток.
В метро
При восстановлении электроэнергии в метро правильно подобранный график движения поездов дает существенную экономию. Чередование разгона и торможения поезда можно синхронизировать с несколькими поездами на разных ветках и максимально вернуть энергию в сеть.
Применение регенеративной энергии в метро
В городском общественном транспорте
Все модели троллейбусов и трамваев оборудованы соответствующей системой торможения и рекуперации энергии. Существует ограничение на нижний предел скорости торможения. Это 1-2 км/ч. Затем в дело вступают механические стояночные тормоза.
В Формуле-1
В 2014 году регламент Формулы-1 подразумевал переход на турбодвигатели с системой ERS. Это двойная рекуперация в результате использования как кинетической энергии при торможении, так и тепловой энергии выхлопных газов. В этом случае используются модули ERS-K и ERS-H. В состав системы входят два дополнительных генератора: МГУ-К и МГУ-Н. Буквы K и H обозначают кинетическую и тепловую энергию соответственно.
Эффективность
Здесь все гораздо интереснее. Эффективность рекуперативного торможения является мерой того, насколько система способна увеличить запас хода автомобиля.
Как вы могли догадаться, цена значительно варьируется в зависимости от таких факторов, как условия движения, рельеф местности и размер транспортного средства.
Существенное влияние оказывают условия вождения. Вы увидите гораздо лучшую отдачу в городе, где приходится много раз тормозить на светофоре или в пробке, чем на трассе. Немалую роль играет и ландшафт. При подъеме в гору у вас не так много шансов остановиться, а при спуске вам часто приходится тормозить для безопасности, что позволит реализовать большее количество кинетических резервов. На длинных спусках рекуперативную систему можно использовать практически без остановок для регулирования скорости, тем самым надолго заряжая аккумулятор.
Размер транспортного средства может быть самым важным фактором для этой цифры по той простой причине, что более тяжелые тела обладают гораздо большей скоростью и кинетической энергией. Точно так же, как большой маховик более эффективен, четырехколесный автомобиль имеет гораздо большую кинетическую энергию в движении, чем мотоцикл или скутер.
Эффективность системы регенерации в автомобилях
Данные для сравнения могут быть несколько сложными. Автомобили Tesla выдают 60 кВт мощности рекуперативного торможения во время резкой остановки, но это не отвечает на более интересный вопрос. Мы хотим знать, сколько энергии мы восстанавливаем во время поездки, а не насколько сильны наши тормоза каждый раз, когда мы нажимаем на педаль.
К счастью, ряд водителей Tesla смогли рассчитать отдачу энергии с помощью различных приложений для отслеживания данных. Владельцы Model S сообщают, что восстанавливают около 32% от общего потребления энергии при подъеме и последующем спуске по холмистой местности. Таким образом, при этом коэффициенте ход увеличивается со 100 до 132 км. Другой владелец говорил о рекуперации энергии на 28% (форум на датском языке). Остальные пишут, что при обычных поездках возвращается в среднем 15-20% от общего расхода.
Другие автопроизводители также используют эту систему в своих автомобилях. Например, Audi говорит, что технология рекуперативного торможения, установленная в Audi Q7, позволит сэкономить до 3% топлива. Но если вы берете только электромобили, компания обещает увеличить запас хода на 30% в своей будущей модели Audi e-Tron.
Эффективность рекуперативного торможения в велосипедах, самокатах, скейтбордах и других персональных EV
Для небольших электромобилей цифры не столь оптимистичны. На многих велосипедах с рекуперативным торможением регенерация в среднем составляет 4-5%, максимум 8% в холмистой местности. Другие личные электромобили, в том числе скутеры и скейтборды, имеют аналогичные результаты.
Как мы писали выше, такие небольшие цифры во многом обусловлены меньшим весом этих средств. У них просто нет большой скорости и, следовательно, меньше кинетической энергии, которую можно преобразовать обратно в батарею.
Как работает рекуперативное торможение?
Электродвигатель в гибридном или электромобиле предназначен для работы в двух направлениях: вращение колес и движение автомобиля, а также зарядка аккумуляторной батареи. Когда вы убираете ногу с педали газа и нажимаете на тормоз, электродвигатель меняет направление и начинает отдавать энергию аккумулятору.
Когда этот процесс начинается, вы можете почувствовать, как машина начинает замедляться. У каждого автомобиля с этой функцией разные ощущения, потому что производители могут запрограммировать степень рекуперативного торможения при отпускании педали.
Все автомобили по-прежнему оснащены штатными тормозами, поэтому, если вы достаточно сильно нажмете на педаль, гидравлическая система немедленно сработает и приведет вас к быстрой остановке (в зависимости от начальной скорости). Опять же, у разных автомобилей будет разное усилие на педали, необходимое для торможения.
Оснащаются ли электромобили гидравлической тормозной системой?
В большинстве случаев электродвигатель/генератор обеспечивает достаточную тормозную силу для замедления транспортного средства. Однако, когда автомобиль движется с высокой или очень низкой скоростью, когда он стоит или когда аккумулятор полностью заряжен, когда слишком жарко или слишком холодно, электродвигатель не может обеспечить достаточную мощность торможения в одиночку и нуждается в поддержке гидравлической системы система торможения. Степень необходимости использования во многом будет зависеть от автомобиля. Например, на Toyota Prius раннего поколения (2001–2004 гг.) гидравлические тормоза не включались до тех пор, пока скорость автомобиля не опускалась ниже одиннадцати километров в час, за исключением случаев экстренного торможения
Delphi Capability
Инжектор Common Rail с расширенной диагностикой дизельного двигателя
Направление потоков энергии при рекуперации. При разгоне электричество поступает из батареи в электродвигатель, где преобразуется в механическую энергию для вращения колес.
Направление потоков энергии при добыче. При ускорении электричество поступает от аккумулятора к электродвигателю, где оно преобразуется в механическую энергию для вращения колес Направление потоков энергии при рекуперации. Во время разгона электричество поступает от аккумулятора к электродвигателю, где оно преобразуется в механическую энергию для вращения колес.
Еще полезнее рекуперация в гибридных и электрических моделях. Здесь электродвигатель выполняет две функции – движущей силы и генератора. Когда автомобиль разгоняется, он потребляет электроэнергию, а при торможении преобразует механическую энергию в электрическую. Стоит отпустить педаль газа, как электроны начинают двигаться в обратную сторону — и аккумулятор заряжается.
Использование
Принцип рекуперации пытаются использовать в автомобилях Формулы-1: редкий случай, когда технологию опробовали на серийных автомобилях, а потом предложили королеве автоспорта. Правда, конструкции так называемой KERS (Kinetic Energy Recovery System) здесь более изощренные. Большинство команд используют электрическое восстановление. У Williams в коробку встроен сверхкомпактный маховик, который при торможении раскручивается, собирая механическую энергию, затем возвращая ее колесам:
SMART системы рекуперации
Как работает эта так называемая «умная» система? При разгоне автомобиля, когда двигатель находится под повышенной нагрузкой, штатный генератор отключается. Это означает, что двигатель быстрее набирает обороты и потребляет меньше топлива. При торможении включается генератор и рекуперируется энергия. В процессе движения электроника «следит» за значением емкости аккумулятора. При ее снижении (до 75% от номинального значения) автоматически включает генератор для зарядки аккумулятора.
Насколько хорошо рекуперативное торможение
Чтобы правильно оценить эту технологию, нам нужно посмотреть на два разных параметра: коэффициент полезного действия (КПД) и эффективность. Несмотря на кажущуюся схожесть, они совершенно разные. Эффективность показывает, насколько успешно улавливается «потерянная» мощность торможения. Все стало теплом или можно было перенаправить кинетический потенциал в нужное русло? С другой стороны, эффективность относится к тому, насколько рекуперативное торможение влияет на пройденное расстояние. Увеличится ли ваш диапазон значительно, или вы даже не заметите большой разницы?
(визуализация работы системы рекуперации энергии торможения в автомобилях VW — Volkswagen)
599 GTB Фьоранo
Восстановление: давать и брать
КПД
Ни одна машина не может достичь 100% эффективности (без нарушения законов физики), так как любая передача энергии неизбежно сопряжена с потерями в виде тепла, света, шума и т д. Эффективность процесса зависит от многих факторов, таких как двигатель , батарея и контроллер, но часто значение оценивается в диапазоне 60-70%. По словам Теслы, их технология обычно теряет 10-20% кинетического потенциала при попытке его захватить, а затем еще 10-20%, когда они преобразуют открытые резервы обратно в ускорение. Это довольно стандартные цифры для большей части электромобилей, включая автомобили, грузовики, велосипеды, скутеры и так далее
Обратите внимание, что эти 70% не говорят нам о том, что рекуперативное торможение обеспечит увеличение дальности на 70% от одного заряда. Технология не позволит увеличить дальность полета со 100 км до 170 км. Это просто означает, что 70% кинетической энергии, потерянной при торможении, можно восстановить снова.
Поэтому мало что значит оценивать только эффективность системы. Что нас больше должно интересовать, так это эффективность рекуперативного торможения.
Как сохранить энергию торможения?
С сутью реституции мы вроде бы разобрались, теперь осталось выяснить, как она реализуется на практике. Есть несколько способов повернуть энергию, выделяющуюся при торможении, в нужное русло. Я знаю только два:
- электрический;
- механический.
Электрический метод
Электрическое рекуперативное торможение, с технологической точки зрения, можно назвать наиболее доступным, и именно оно лучше всего подходит под определение этой системы.
Рекуперативная тормозная система
Электрический метод актуален для автомобилей с гибридными двигателями (ДВС + электропривод) или для электромобилей.
Основную роль здесь играют электродвигатели, которые благодаря своим характеристикам могут не только вращать колеса, но и сами поворачиваться под действием внешних сил, превращаясь в генераторы.
В момент рекуперативного торможения электродвигатель переходит в генераторный режим и создает дополнительное тормозное усилие на оси. В этом случае он уже не использует заряд аккумулятора, а наоборот, подзаряжается, и это повторяется каждый раз, когда вы нажимаете на тормоз.
По оценкам автопроизводителей, такая система утилизации на гибридном автомобиле экономит до 30% запасов топлива.
Следует отметить, что в зависимости от скорости автомобиля электроника сама выбирает, как лучше тормозить – с помощью электродвигателя или традиционными методами.
Сверхкомпактный маховик
После запуска KERS на формулах Ferrari опробовала систему рекуперации на дорожном автомобиле.
На базе купе 599 GTB Fiorano появился первый гибрид Ferrari 599 GTB HY-KERS. Шестилитровому бензиновому двигателю помогает во время разгона электродвигатель мощностью 74 кВт, который вырабатывает энергию при торможении и позволяет проехать на электротяге до 5 км.
При торможении колеса раскручивают электромотор, тот переходит в режим генератора и отдает электроэнергию обратно в батарею.
При торможении колеса раскручивают электродвигатель, он переходит в режим генератора и возвращает питание на аккумулятор При торможении колеса раскручивают электродвигатель, он переходит в режим генератора и возвращает питание на аккумулятор.
В таких машинах тормозная система, как и силовая установка, гибридная. Постоянная гидравлика, приводящая в движение колесные механизмы, обычно работает при интенсивном торможении, а при устойчивом (до 0,2–0,3 g) применяется так называемое рекуперативное торможение. Электродвигатель работает в генераторном режиме, обмотки статора обеспечивают питание аккумуляторной батареи, которая создает тормозной момент, приводящий автомобиль к остановке. Чем сильнее водитель нажимает на тормоз, тем больше противодействующий момент — и тем интенсивнее тормозит автомобиль, а электродвигатель заряжает аккумуляторы. Таким образом, рекуперация позволяет не только экономить топливо (около 5-10%), но и реже менять тормозные колодки в полтора-два раза.
повышенная отдача энергии аккумулятору также происходит, если селектор режимов движения переводится в положение B (тормоз). При этом автомобиль лучше тормозит двигателем, поэтому на горной дороге запас энергии в аккумуляторах восполнится быстрее, а тормозные диски и тормозные колодки не будут перегреваться.
Как оно работает
Самый простой пример конструкции, позволяющей возвращать энергию, — умный генератор. При резком ускорении он отключается для разгрузки двигателя, что снижает расход топлива и количество вредных выбросов. Потребители электроэнергии в это время черпают энергию из аккумулятора. Водитель убирает ногу с педали газа — генератор снова подключается и восполняет заряд аккумулятора, и автомобиль экономит до 3% топлива.
С распространением гибридов и электромобилей в автомобильном лексиконе появился непривычный термин «рекуперация». В чем смысл этого слова?
Выздоровление: и давать, и брать Выздоровление: и давать, и брать
Устройство рекуперативного торможения
Говорить об определенном смехе устройства рекуперативного торможения не имеет смысла, так как у каждого производителя он свой. Причем не меньше зависит от марки и устройства самого автомобиля. Этот механизм легче всего реализуется на гибридных автомобилях, поэтому мы возьмем их в качестве примера устройства и в дальнейшем принципа работы.
В основной перечень деталей системы рекуперативного торможения гибридного автомобиля входят:
- электродвигатель-генератор;
- механизмы передачи;
- двигатель внутреннего сгорания;
- инвертор;
- аккумуляторная батарея;
- схватить;
- электронный блок управления.
В зависимости от модели и доработок, сделанных инженерами, в список могут быть включены и дополнительные механизмы, датчики скорости и т д., способствующие стабильной и качественной работе системы.
Электродвигатель, также известный как генератор, работает в двух направлениях. В одном случае механизм может вырабатывать электроэнергию, перерабатывая кинетическую энергию, в другом случае он может использовать накопленную энергию от аккумулятора для режима разгона. Сама конструкция такого электродвигателя может существенно различаться, точно так же, как и мощность. Механизм передачи, установленный на разных узлах, также играет важную роль. Именно из-за этого мощность передается между различными составными механизмами системы рекуперативного торможения.
Что касается двигателя внутреннего сгорания, то особых отличий он не имеет. В частности, это синхронная работа с электродвигателем, а также конструктивные особенности у каждого производителя. Так же особых отличий в аккумуляторе не будет, из характеристик важна емкость, скорость зарядки и ток. Минимальная разница будет в преобразователе, его основная задача преобразовать один вид электричества в другой (чаще всего переменный в постоянный или с 12В на 45В).
Муфта считается составной частью системы рекуперативного торможения, благодаря которой блок управления может подключать или отключать электродвигатель-генератор, а также указывать направление движения механизма (вырабатывать мощность или потреблять от аккумулятора).
Последним и одним из самых важных элементов является электронный блок управления. Именно он выполняет основную роль управления всеми элементами механизма, а также решает, когда и в каком направлении должен включаться генератор рекуперативной системы. Помимо основных функций управления системой рекуперации тормозов, электронный блок управления управляет:
- скорость колеса;
- поддержание работы электродвигателя;
- поддержка крутящего момента двигателя внутреннего сгорания;
- распределение тормозного усилия.
Как видите, устройство такого механизма не сложное, каждый из элементов выполняет свою задачу и важен в цепочке системы. Это не только снижает нагрузку на основной двигатель, но и увеличивает экономию топлива.
Какие бывают виды рекуперативного торможения
Несмотря на то, что система рекуперативного торможения чаще всего устанавливается на гибридные автомобили, специалисты выделяют несколько других видов рекуперации кинетической энергии. Вышеупомянутый метод рекуперации индуцированной кинетической энергии является электрическим методом, но существуют также пневматические, механические и гидравлические методы, дающие аналогичные результаты.
Из последних трех способов восстановления наиболее распространенным является механический вариант. Различные производители автомобилей отображают этот механизм под названием KERS (Kinetic Energy Recovery Systems). В основе этого варианта лежит маховик, который вращается при торможении и перерабатывает энергию. В таком механизме маховик размещается на редукторе и обычно может разгоняться до 60 000 оборотов в минуту. Благодаря этим характеристикам мощность передается на дополнительные 80 л.с. (60 кВт). Часто эта запасенная энергия используется для кратковременного разгона с места или рывка на большой скорости при обгоне.
Примером использования можно считать автомобили Формулы 1, которые стартовали в 2009 году. Если говорить о серийных автомобилях, то этот вариант только планируется реализовать. По статистике быстрее всего эта технология будет реализована на автомобилях Volvo. Производитель уже тестирует эту технологию в городском цикле на прототипах. По словам производителя Volvo, использование всех их типов рекуперативного торможения помогает сэкономить около 20% топлива от основного расхода.
Положительные и негативны стороны рекуперативной системы
Из положительных сторон такой системы можно выделить несколько деталей, в частности это увеличение запаса хода и снижение нагрузки на ДВС в момент пуска. Также в современные автомобили инженеры стали внедрять дополнительные системы Start/Stop и адаптивный круиз-контроль с возможностью полной остановки и движения в пробках.
Что же касается отрицательных моментов системы рекуперативного торможения, то без них не обошлось. Если механизм на малой скорости эффективен и в этом есть смысл, то рекуперативное торможение на большой скорости становится бесполезным, так как сила торможения мала, заряда аккумулятора практически нет. Также из минусов небольшой запас заряда, а значит гибридный автомобиль не сможет проехать на дальнее расстояние.
Еще одним существенным недостатком системы рекуперативного торможения является стоимость. В среднем разница в цене автомобиля между наличием и отсутствием этого механизма может составлять около 5000 долларов. Опытные владельцы автомобилей с подобным механизмом говорят, что частые запуски и остановки двигателя приводят к неожиданным поломкам, а обслуживание такой системы тоже стоит денег. В результате мнение автовладельцев чаще делится на два мнения, одни относятся к такой системе положительно, а другие отрицательно и стараются ее не использовать, несмотря на увеличение расхода топлива. Сегодня эта технология встречается далеко не на всех современных автомобилях, в основном система устанавливается на Tesla, гибриды Toyota, Honda и Porsche.
Видео обзор принципа работы рекуперативного торможения:
Что это означает для обслуживания тормозной системы?
Поскольку гидравлические тормоза по сути являются резервной системой, они используются реже и теоретически должны служить дольше. Однако реальность может быть совсем другой – из-за менее активного использования гидравлических тормозов в них может скапливаться ржавчина и загрязнения, поражающие как поверхности трения дисков и креплений тормозных колодок, так и направляющие пальцы поршня/суппорта. Именно поэтому основные узлы тормоза до сих пор изнашиваются, только это связано с другими причинами.
Возьмем в качестве примера держатель суппорта. Из-за коррозии, вызванной недостаточным использованием тормозов, тормозные колодки могут не полностью отходить от диска, что приводит к их более быстрому и неравномерному износу. Или, в зависимости от места возникновения коррозии, колодки могут неплотно прилегать к пластине. В результате любая коррозия на трущихся поверхностях диска не будет полностью очищена, что также приведет к выкрашиванию тормозного диска.
Конечно, возраст, условия эксплуатации и факторы окружающей среды, такие как вода, соляной туман и перепады температуры, могут вызвать износ компонентов системы, как и любого другого автомобиля. Поэтому все же рекомендуется проводить регулярную проверку технического состояния всей тормозной системы, будь то автомобиль с гибридным приводом, электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Просто не забывайте соблюдать меры предосторожности, изложенные в руководстве, подготовленном производителем автомобиля.
Система рекуперации на «гибридах» и электромобилях
Эти автомобили оборудованы системами рекуперации электроэнергии. Как это работает? Сначала немного теории. Любой двигатель постоянного тока начинает вращаться и действует как двигатель, когда на него подается напряжение. Если разматывать вал механически, на клеммах возникает напряжение. То есть электродвигатель может выполнять одновременно две функции: в первом случае мотора, а во втором генератора. Этот принцип лег в основу систем рекуперации электроэнергии, которые успешно реализованы в электрических и гибридных автомобилях. Ведь и те, и другие изначально оснащены электродвигателями, которые достаточно легко перевести в генераторный режим. Принцип работы таких систем достаточно прост:
- Во время разгона (то есть при нажатии на педаль газа) электродвигатель питается от аккумулятора и передает крутящий момент на колеса автомобиля через коробку передач.
- В момент торможения встроенная электроника переключает его в режим генератора.
- Усилие, необходимое для его «раскручивания», замедляет вращение трансмиссии и помогает остановить автомобиль.
- Напряжение, вырабатываемое двигателем/генератором, через специальный контроллер заряжает аккумулятор. Это означает, что часть энергии может быть возвращена для последующего использования.
Важно! Естественно, при экстренном торможении рекуперативная система не может резко остановить автомобиль. В результате полностью отказаться от привычных конвекционных тормозов невозможно. Поэтому в зависимости от степени нажатия на педаль тормоза бортовой компьютер «принимает решение» и подключает штатную тормозную систему автомобиля для помощи при рекуперативном торможении.
Преимущества использования систем рекуперации электроэнергии:
- для электромобилей – повышенная автономность без подзарядки аккумуляторов;
- для гибридных автомобилей – сниженный расход топлива.