Cum funcționează frânarea regenerativă?

Hibrizii și vehiculele integral electrice își creează propria energie pentru reîncărcarea bateriei printr-un proces cunoscut sub numele de frânare regenerativă (regen mode). Am explicat care este frânarea regenerativă și cum funcționează procesul în termeni generali, dar mulți oameni sunt interesați de piulițele și șuruburile mai adânci ale producției de electricitate. Ei înțeleg că într-un vehicul hibrid sau complet electric, cuvântul „regenerativ”, în ceea ce privește frânarea regenerativă, înseamnă captarea impulsului vehiculului (energie cinetică) și transformarea acestuia în electricitate care reîncarcă (regenerează) bateria de la bord, deoarece vehiculul încetinește. coborâre și / sau oprire. Această baterie încărcată este cea care alimentează la rândul său motorul electric de tracțiune al vehiculului. Într-un vehicul electric, acest motor este singura sursă de locomoție. Într-un hibrid, motorul funcționează în parteneriat cu un motor cu ardere internă. Dar acel motor nu este doar o sursă de propulsie, ci este și un generator.

Orice motor cu magnet permanent poate funcționa fie ca motor, fie ca generator. În toate electricele și hibrizii, acestea sunt mai precis numite motor / generator (M / G). Însă cei curioși din punct de vedere tehnologic vor să știe mai multe și deseori vor întreba „Cum și prin ce mecanism sau proces este creată energia electrică?” Este o întrebare bună, așa că înainte de a începe să explicăm modul în care M / G și frânarea regenerativă funcționează în hibrizi și vehicule electrice, este important să avem cunoștințe de bază despre cum este generată energia electrică și cum funcționează un motor / generator.. 

Deci, cum funcționează un motor / generator într-un vehicul electric sau hibrid?

Indiferent de designul vehiculului, trebuie să existe o conexiune mecanică între M / G și tracțiunea de antrenare. Într-un vehicul complet electric, ar putea exista un M / G individual la fiecare roată sau un M / G central conectat la tracțiunea de antrenare printr-o cutie de viteze. Într-un hibrid, motorul / generatorul ar putea fi o componentă individuală care este condusă de o centură accesorie din motor (la fel ca un alternator pe un vehicul convențional - așa funcționează sistemul GM BAS), ar putea fi o clătită M / G care este înșurubat între motor și transmisie (aceasta este cea mai comună configurare - Prius, de exemplu), sau ar putea fi mai multe M / G montate în interiorul transmisiei (așa funcționează cele două moduri). În orice caz, M / G trebuie să poată propulsa vehiculul și să fie condus de vehicul în regenie.

Propulsarea vehiculului cu M / G

Majoritatea, dacă nu toate, hibrizii și electricii folosesc un sistem electronic de control al clapetei. Când este apăsată pedala de accelerație, este transmis un semnal către computerul de bord, care activează în continuare un releu din controler care va trimite curentul bateriei printr-un invertor / convertor către M / G, determinând mișcarea vehiculului. Cu cât pedala este mai împinsă, cu atât curentul curge mai mult sub direcția unui controler cu rezistență variabilă și cu cât vehiculul merge mai repede. Într-un hibrid, în funcție de sarcină, starea de încărcare a bateriei și de proiectarea trenului de antrenare hibrid, o acceleratie grea va activa, de asemenea, motorul cu ardere internă (ICE) pentru mai multă putere. În schimb, ridicarea ușoară pe accelerație va scădea debitul de curent către motor și vehiculul va încetini. Ridicarea mai departe sau complet de pe accelerație va determina curentul să schimbe direcția - trecerea M / G de la modul motor în modul generator - și să înceapă procesul de frânare regenerativ.

Frânare regenerativă: încetinirea vehiculului și generarea de electricitate

Acest lucru este cu adevărat despre modul regen. Cu accelerația electronică închisă și vehiculul încă în mișcare, toată energia sa cinetică poate fi captată atât pentru a încetini vehiculul, cât și a încărca bateria. Deoarece computerul de la bord semnalizează bateria să nu mai trimită electricitate (prin releul controlerului) și să înceapă să o primească (printr-un controler de încărcare), M / G încetează să mai primească electricitate pentru alimentarea vehiculului și începe să trimită curent înapoi la baterie pentru încărcare..

Amintiți-vă din discuția noastră despre electromagnetism și acțiunea motorului / generatorului: când un M / G este furnizat cu energie electrică, face energie mecanică, când este alimentat cu energie mecanică, produce energie electrică. Dar cum încetinește generarea de electricitate a vehiculului? Frecare. Este dușmanul mișcării. Armatura M / G este încetinită de forța de a induce curent în înfășurări, pe măsură ce trece peste poli opoși ai magneților din stator (se luptă constant la împingerea / tragerea polarităților opuse). Această fricțiune magnetică este cea care încetinește încet energia cinetică a vehiculului și ajută la spălarea vitezei.