Система рекуперативного торможения
Главная » Тормозная система » Система рекуперативного торможения
В современных гибридных автомобилях используется система рекуперативного торможения. В основу системы положен электрический способ рекуперации кинетической энергии.
Движение автомобиля сопровождается кинетической энергией. При торможении с использованием традиционной тормозной системы избыток кинетической энергии преобразуется в тепловую энергию трения тормозных колодок и тормозного диска и, соответственно, расходуется вхолостую.
В системе рекуперативного торможения для замедления используется электродвигатель, включенный в трансмиссию автомобиля. При торможении электродвигатель начинает работать в генераторном режиме, на валу двигателя создается тормозной момент и вырабатывается электрическая энергия, которая сохраняется в аккумуляторной батарее. Запасенная электрическая энергия используется в дальнейшем для движения автомобиля.
Применение системы рекуперативного торможения обеспечивает максимальную отдачу от каждого заряда аккумуляторной батареи и высокую топливную экономичность. Рекуперативное торможение наиболее эффективно на передней оси автомобиля, т.к. до 70% кинетической энергии при торможении приходится именно на переднюю ось.
Эффективность системы рекуперативного торможения значительно снижается на низких скоростях движения автомобиля. Поэтому для доведения автомобиля до полной остановки используются традиционные фрикционные тормоза. Совместная работа двух систем находится под управлением электроники.
Отдельный электронный блок управления реализует следующие функции:
- контроль скорости вращения колес;
- поддержание тормозного момента электродвигателя, необходимого для замедления автомобиля;
- перераспределение тормозного усилия на фрикционную тормозную систему;
- поддержание крутящего момента, необходимого для зарядки аккумуляторной батареи.
В данной тормозной системе механическая связь между педалью тормоза и тормозными колодками отсутствует. Решение о торможении принимает электроника на основании анализа действий водителя и характера движения автомобиля.
В работе электронная система рекуперативного торможения взаимодействует с антиблокировочной системой тормозов, системой распределения тормозных усилий, системой курсовой устойчивости, усилителем экстренного торможения.
Система рекуперации кинетической энергии
Помимо электрического способа рекуперации кинетической энергии существуют и другие способы: механический, гидравлический, пневматический. Самый распространенный из них является механический способ и построенные на его основе система рекуперации кинетической энергии (Kinetic Energy Recovery Systems, KERS). В данной системе кинетическая энергия движущегося автомобиля возвращается при торможении и сохраняется для дальнейшего использования с помощью маховика. В отличие от рекуперативного торможения система KERS не создает тормозной момент.
Маховик включен в трансмиссию автомобиля, вращается в вакуумной камере и при торможении разгоняется до 60000 об/мин. Конструкция обеспечивает сохранение энергии до 600 кДж и передачу мощности до 60 кВт (80 л.с.). Запасенная энергия используется для кратковременного скоростного рывка в движении или при трогании с места.
Система KERS применяется в автоспорте на автомобилях Formula 1 с 2009 года. На автомобилях массового использования применение данной системы только планируется. Ближе всех к серийному применению системы рекуперации кинетической энергии находятся разработки компании Volvo.
Cистему KERS предлагается использовать при движении автомобиля в городском цикле. При торможении двигатель автомобиля выключается, маховик раскручивается и запасает энергию. При трогании с места используется энергия маховика, автомобиль трогается, а двигатель запускается уже в движении.
По заявлениям Volvo применение системы рекуперации кинетической энергии обеспечивает снижение расхода топлива на 20% и сокращение вредных выбросов.
Что такое рекуперация энергии торможения и как она работает?
Аннотации
Если вы едете по городу, вы, вероятно, будете часто использовать тормозную систему. Делать это — пустая трата времени, но вы также можете не осознавать, что это огромная трата энергии. Движение автомобиля вперед требует сохранения значительного количества энергии, и каждый раз, когда вы нажимаете на тормоз, вся энергия, которую вы накопили, рассеивается. Но по законам физики энергию нельзя уничтожить.
Это означает, что когда ваш автомобиль замедляется, кинетическая энергия, которая помогала ему двигаться вперед, должна куда-то деваться — она теряется в тормозных колодках и выделяется в виде тепла. Но что, если бы вы могли хранить эту энергию и использовать ее, когда начинаете ускоряться? Это основной принцип технологии рекуперации энергии торможения, которая широко используется в электромобилях и поездах.
Рекуперация энергии торможения впервые была использована в 1967 году компанией American Motors. Хотя это была революционная идея, направленная на увеличение запаса хода автомобиля, она не имела успеха, пока не стали популярными гибридные и электрические автомобили. В настоящее время рекуперативное торможение является частью практически любого гибридного или электрического транспортного средства. Проверять Лучшие способы улучшить запас хода вашего электромобиля, чтобы увеличить пробег.
Итак, что такое рекуперативное торможение и как оно работает?
Что такое технология рекуперации энергии торможения?
Технология рекуперации энергии торможения предназначена для экономии энергии при торможении и ее использования для подзарядки автомобильных аккумуляторов. В старых автомобилях эта энергия тратится впустую, поскольку превращается в тепло и рассеивается в окружающую среду.
Даже если они используют рекуперативное торможение, электрические и гибридные автомобили имеют обычную тормозную систему. Часть мощности торможения распределяется на обычную тормозную систему, а остальная часть уходит на рекуперацию энергии.
Этим решением управляет блок управления рекуперативным торможением, который определяет, необходима ли одна или обе системы для безопасного вождения. Кроме того, блок решает, будет ли возобновляемая энергия храниться или использоваться немедленно.
Вопреки распространенному мнению, рекуперативное торможение не ограничивается гибридными или электрическими автомобилями. Автомобили с бензиновыми или дизельными двигателями используют тот же принцип для зарядки автомобильного аккумулятора и экономии топлива. В настоящее время даже электрические велосипеды рекламируются как имеющие технологию «восстановления энергии торможения».
Как работает рекуперация энергии торможения?
В гибридном или электрическом транспортном средстве электродвигатель может вращаться в двух направлениях. В одном направлении вращаются колеса, и поэтому автомобиль движется, а в другом подзаряжается аккумуляторная система автомобиля.
Когда вы перестаете нажимать на педаль акселератора, и ваш автомобиль движется, или когда вы нажимаете на педаль тормоза, двигатель начинает вращаться в противоположном направлении и восстанавливает мощность от торможения.
Насколько эффективна рекуперация энергии торможения?
Вы не можете установить конкретную цифру, когда речь идет об эффективности используемой технологии. Количество энергии, сэкономленной за счет рекуперативного торможения, пропорционально уровню тормозного усилия. Поэтому технология лучше всего работает на высоких скоростях и большегрузных транспортных средствах.
Для электромобилей рекуперативное торможение может сэкономить до 75 процентов энергии, которая была бы потрачена впустую при обычном торможении. Для гибридных или классических автомобилей они могут сократить расход топлива на 10–20 процентов. Хотя это не имеет большого значения, это может помочь вам преодолеть Забота о линейке электромобилей с которыми вы можете столкнуться.
Рекуперативное торможение менее эффективно на более низких скоростях, особенно при интенсивном движении. При движении в медленно движущемся потоке вы останавливаете автомобиль, используя лишь небольшое тормозное усилие, поэтому энергии для подзарядки аккумуляторов автомобиля не так много. Возможно, стоит потратить некоторое время и использовать один приложения для планирования путешествий Чтобы избежать трафика, особенно если батарея разряжена!
Имеет ли значение восстановление энергии торможения?
При первом вождении автомобиля с рекуперацией энергии торможения вы можете почувствовать, что педаль тормоза не реагирует или ее трудно контролировать для эффективного и безопасного торможения.
Требуется некоторое время, чтобы определить точку перехода между рекуперативной и обычной тормозной системой. По сравнению со старыми автомобилями вам придется прикладывать большее усилие к педали, если вам нужно быстро остановить автомобиль.
Однако в современных автомобилях можно указать ощущение омолаживающего торможения, благодаря чему вы будете чувствовать себя уверенно за рулем. Кроме того, вы можете выбрать максимальный уровень, если хотите максимально зарядить аккумуляторы, а можете отключить его совсем, если не привыкли к тому, что машина тормозит сама по себе.
В зависимости от производителя автомобиля, если полностью убрать ногу с педали газа, автомобиль будет стабильно тормозить.
Это известно как «вождение с одной педалью», потому что вам нужно управлять только педалью акселератора, а не постоянно переключаться между педалью тормоза и педалью газа. Однопедальная система привода, также известная как E-pedal, уже доступна во многих электромобилях, таких как Nissan Leaf, Jaguar I-Pace и Tesla Model S Performance.
Может ли рекуперация энергии торможения сэкономить деньги?
Рекуперативное торможение заряжает аккумуляторы автомобиля и увеличивает запас хода автомобиля до подзарядки. Таким образом, вы можете ездить больше за меньшие деньги. Кроме того, поскольку электродвигатель сильно тормозит, он снижает износ тормозных колодок и ротора.
Однако вы не можете знать наверняка, сколько денег приносит рекуперативное торможение. Многие факторы влияют на его эффективность, в том числе факторы, которые производитель не может предвидеть, например, ваши навыки вождения или условия движения. Проверять Ваше зарядное устройство для электромобиля представляет угрозу безопасности?
Будущее за рекуперацией энергии торможения?
Поскольку технология предназначена для увеличения запаса хода автомобиля, вы можете ожидать, что она будет улучшаться, и все больше и больше автомобилей будут оснащаться рекуперативными тормозами. Теперь вы можете просмотреть Как работает система автоматического экстренного торможения в автомобилях?Источник
Регенеративное торможение: преимущества, недостатки и принцип работы Если это так, вы находитесь в правильном месте. В этом руководстве мы расскажем, что такое рекуперативное торможение, а также его преимущества и недостатки.
Что такое рекуперативное торможение и как оно работает?
Рекуперативное торможение — это механизм, используемый в большинстве гибридных и полностью электрических транспортных средств. Он улавливает кинетическую энергию торможения и преобразует ее в электрическую энергию, которая заряжает высоковольтную аккумуляторную батарею автомобиля. Рекуперативное торможение также замедляет автомобиль, что помогает использовать традиционные тормоза.
В обычной тормозной системе автомобиль замедляется из-за трения между тормозными колодками и дисками. Но эта система крайне неэффективна, когда речь идет об экономии энергии. Почти вся кинетическая энергия, движущая ваш автомобиль вперед, теряется в виде тепла, когда вы нажимаете на тормоз. Это очень много потраченной энергии!
Рекуперативное торможение решает эту проблему, регенерируя более 70% кинетической энергии, которая в противном случае была бы потеряна при торможении. Количество восстановленной энергии зависит от модели вашего автомобиля и стиля вождения.
Как рекуперативное торможение обеспечивает электричество?
Рекуперативное торможение превращает кинетическую энергию в электричество, обращая вспять процесс, движущий автомобиль вперед. В электромобилях трансмиссия питается от аккумуляторной батареи, которая питает двигатель (или двигатели), создавая крутящий момент — силу вращения — на колесах. Другими словами, электрическая энергия батареи становится механической энергией, которая вращает колеса.
При рекуперативном торможении энергия вращающихся колес используется для изменения направления электрического тока — от электродвигателя (двигателей) к аккумулятору. Все, что вам нужно сделать, это убрать ногу с педали акселератора или, в некоторых случаях, нажать на педаль тормоза, чтобы активировать рекуперативное торможение. Электродвигатель не только действует как электрический генератор, но также помогает замедлить движение автомобиля, поскольку энергия потребляется колесами, когда они вращают вал в электродвигателе.
Преимущества и недостатки рекуперативного торможения
Преимущества рекуперативного торможения
Как вы понимаете, захват и повторное использование большего количества энергии от торможения имеет реальные преимущества для эффективности вашего автомобиля. Кроме того, это означает меньший износ тормозов. Вот самые большие преимущества рекуперативного торможения:
Тормозные колодки и роторы могут служить дольше
Несмотря на то, что рекуперативное торможение само по себе обеспечивает большую тормозную силу, электромобили и гибриды также поставляются с обычными гидравлическими тормозами. Однако, поскольку рекуперативное торможение выполняет большую часть работы по замедлению автомобиля, тормозные колодки и роторы используются гораздо реже.
В результате они обычно служат намного дольше между обслуживаниями, что может помочь водителям сэкономить на затратах на техническое обслуживание. При этом по-прежнему важно регулярно проверять тормоза, и регулярные проверки могут потребоваться в рамках графика технического обслуживания, рекомендованного производителем. Просто принесите свой гибридный или электрический автомобиль в Tyres Plus для быстрой и удобной проверки.
Возможности увеличенного запаса хода для электромобилей
Улавливание энергии торможения и отправка ее обратно в аккумуляторную батарею вашего электромобиля может увеличить запас хода. Оценки показывают, что рекуперативное торможение потенциально может увеличить запас хода на сотни миль в течение года. Это означает меньше времени, затрачиваемого на зарядку, и больше времени на то, чтобы добраться туда, куда вам нужно.
Когда зарядные станции все еще находятся далеко друг от друга во многих районах, каждая миля на счету. Кроме того, когда вы подключаетесь к электросети реже, вы помогаете сократить выбросы от поставщиков электроэнергии, работающих на угле и газе.
Лучшая топливная экономичность для гибридов
Хотя гибриды по-прежнему имеют двигатели внутреннего сгорания под капотом, они предназначены для максимально возможного использования электродвигателя. Регенеративное торможение помогает поддерживать заряд аккумуляторной батареи, поэтому водителям не приходится так часто полагаться на свои двигатели, что помогает им снизить расход топлива и сэкономить деньги.
Недостатки системы рекуперативного торможения
Хотя плюсы рекуперативного торможения определенно перевешивают минусы, совершенных технологий не существует. Вот несколько случаев, когда рекуперативное торможение не работает:
Может быть менее эффективным на более низких скоростях
Движение на более низких скоростях означает, что ваш автомобиль имеет меньшую кинетическую энергию и требует меньшего тормозного усилия. В результате система рекуперативного торможения потребляет меньше энергии и не снабжает аккумуляторную батарею большим зарядом. Некоторые производители транспортных средств также считают, что в некоторых ситуациях торможение накатом может перевешивать преимущества рекуперативного торможения.
Педаль тормоза может ощущаться по-разному
Во время вождения вы должны быть уверены, что ваша педаль тормоза работает. Хотя педали тормоза на гибридных и электрических транспортных средствах, безусловно, функционируют, они могут ощущаться иначе, чем вы привыкли.
Возможно, вы на мгновение перестанете реагировать или педаль нажимается не так плавно, как вы ожидаете. В некоторых случаях вам может понадобиться по-другому модулировать педаль.
Хорошей новостью является то, что это изменение ощущения педали тормоза стало меньшей проблемой, чем раньше. Новые гибридные модели и модели EV имеют более чувствительные педали тормоза, которые ощущаются так же, как и любой набор обычных тормозов.
Потенциально меньшая тормозная сила
Хотя рекуперативное торможение работает очень хорошо в большинстве ситуаций торможения, когда вы постепенно останавливаетесь, оно может не обеспечивать такой же уровень тормозной силы, как обычные тормоза. Это означает, что водителям гибридов и электромобилей, возможно, придется сильнее нажимать на тормоза, чтобы добиться такой же эффективности.
Однако эта проблема также решается с появлением новых систем рекуперативного торможения. В более поздних моделях автомобилей вы можете вообще не заметить разницы в тормозной способности.
Доверьте шинам Plus правильное обслуживание вашего гибрида или электромобиля
Рекуперативное торможение не только помогает экономить энергию, но и может сэкономить ваши деньги на ремонте тормозов в долгосрочной перспективе. Однако, как и любому стандартному газовому транспортному средству, электромобилям время от времени требуется небольшая осторожность. Если вам нужно общее техническое обслуживание или другие услуги для вашей поездки, доверьте Tyres Plus правильное выполнение работы — с первого раза.
Рекуперативные тормоза электроскутера » Руководство по электроскутеру
By Джастин
Джастин является соучредителем ESG и имеет инженерное образование. Он пишет о науке и технологии электрических скутеров.
Facebook54TweetLinkedInPin
Рекуперативные тормоза электрических скутеров сильно раздуты. Плохо спроектированные контроллеры приводят к сбоям, а физика препятствует сколько-нибудь значимому восстановлению энергии. Прочитайте приведенный ниже анализ, чтобы узнать, как мы пришли к этим выводам.
Рекуперативные тормоза электроскутера
Активация рекуперативных тормозов на вашем электрическом скутере включает двигатель постоянного тока в цепь зарядки — принудительно подавая электроны обратно в вашу батарею — создавая сопротивление двигателю. Предполагаемое значение обеспечивает как торможение, так и экономию энергии, что выражается в расширении диапазона.
Звучит здорово, правда?
К сожалению, реальность такова, что они регенерируют очень мало энергии, потому что:
- Не так много кинетической энергии для захвата
- Аккумуляторы нельзя заряжать очень быстро
Кроме того, они не очень хорошо тормозят, потому что они эффективны только тогда, когда вы едете быстро. Ознакомьтесь с нашим простым анализом ниже, чтобы узнать больше (примечание: наши расчеты предполагают скутер с двигателем 250 Вт и батареей 280 Втч = 1 миллион Дж, характеристики аналогичны Xiaomi Mi M365).
Рекуперативные тормоза слабы
Если вы когда-либо их использовали, то знаете, что они не останавливаются быстро и совершенно не подходят для экстренной ситуации, когда от торможения может зависеть ваша жизнь. Сила торможения исходит от противодействующей электродвижущей силы (CEMF), которая противодействует вращению двигателя. Хотя вначале торможение может быть сильным, оно быстро исчезает, потому что CEMF создается вращением двигателя вперед.
Анализ энергии рекуперативного торможения электрического скутера
Электрический скутер и водитель не обладают большой кинетической энергией
Кинетическая энергия равна половине произведения квадрата скорости и массы. Тщедушный наездник и самокат не много весят и не ездят очень быстро. Например, гонщик весом 100 кг, движущийся со скоростью 30 км/ч (~ 20 миль в час), имеет 3400 джоулей кинетической энергии (небольшая часть от 1 миллиона джоулей, хранящихся в типичной батарее). Это эквивалентно всего 15 секундам бега или 120 метрам (400 футов) дальности.
Аккумуляторы нельзя заряжать очень быстро
Все перезаряжаемые аккумуляторы имеют C-рейтинг, который описывает, насколько быстро вы можете заряжать (и разряжать) их. C-скорость 1 C означает, что вы можете полностью зарядить аккумулятор за 1 час. Высокопроизводительный литий-ионный аккумулятор в лучшем случае будет иметь 1 C и безопасно заряжаться со скоростью 277 Дж/сек.
