Tehnologija kočenja nije se puno promijenila u posljednjih stotinu godina, ali regenerativno kočenje predstavlja veliku promjenu u načinu na koji razmišljamo o kočenju. Umjesto upotrebe grube sile za zaustavljanje vozila fizičkim stezanjem ili guranjem kao komponenta poput kočionog diska ili bubnja, ova tehnologija pametno iskorištava način na koji hibridni i potpuno električni automobili rade kako bi zapravo povratili malo energije svaki put kada vozilo uspori..
Kako rade kočnice u automobilima i kamionima?
Napredak u tehnologiji kočnica bio je uglavnom iterativan, a ne inovativan tokom godina, kao što je prelazak sa bubanj kočnica na disk kočnice. Također je došlo do značajnog napretka u fizičkim materijalima od kojih su napravljene kočione pločice, što je rezultiralo frikcionim materijalima koji duže traju, stvaraju manje prašine i manje je vjerovatno da će stvarati buku. Tehnologije poput kočnica protiv blokiranja takođe su učinile tehnologiju kočnica bezbednijom, ali osnovni princip pretvaranja kinetičke energije u toplotu ostao je nepromenjen.
Tradicionalne kočnice rade sasvim dobro, ali su po svojoj prirodi izuzetno rasipne. Svaki put kada pritisnete papučicu kočnice, vi efektivno stežete svoje točkove snagom hidrauličkog pritiska od hiljada funti. Precizan mehanizam uključuje metalne rotore u obliku diska, koji su u sendviču između svake gume i glavčine točka, stisnuti između organskih, metalnih ili keramičkih kočionih pločica.
U starijim vozilima i stražnjim kočnicama nekih lakih kamiona, umjesto toga se koriste manje efikasni bubnjevi i kočione papuče. U oba slučaja, vozilo usporava zbog ogromnog trenja koje se stvara između jastučića i diskova ili cipela i bubnjeva. To trenje u suštini pretvara kinetičku energiju u toplotnu energiju (a ponekad i veliku buku), a vaš automobil usporava kao rezultat.
Problem sa tradicionalnim kočnicama je taj što je vaš motor morao da potroši mnogo goriva da bi izgradio tu kinetičku energiju, a ona se u suštini gubi kada je vaše kočnice pretvaraju u toplotu.
Osnovna ideja iza regenerativnog kočenja je da razne tehnologije omogućavaju da se povrati dio te kinetičke energije, pretvori u električnu energiju, a zatim ponovo koristi.
Kako rade regenerativne kočnice?
Najčešći oblik tehnologije regenerativne kočnice prenamjenjuje električni motor kao generator, zbog čega se regenerativne kočnice često nalaze u hibridnim i električnim vozilima.
Tokom normalnog rada, električni motor crpi energiju iz baterije i koristi je za kretanje vozila. Kada je papučica kočnice pritisnuta, elektromotor može obrnuti ovaj proces, postati generator kojeg pokreću rotirajući kotači i vraća struju nazad u bateriju.
Budući da regenerativne kočnice efikasno pune bateriju bez priključenja na punjač, u slučaju električnog vozila ili korišćenja alternatora u hibridu, ukupna efikasnost vozila je povećana. To se prevodi u više milja između punjenja ili punjenja goriva.
Budući da regenerativne kočnice efikasno pretvaraju kinetičku energiju u električnu energiju, one su u stanju da uspore vozilo pored punjenja baterije. Međutim, postoje ograničenja u efikasnosti regenerativnog kočionog sistema. Jedan od glavnih problema je to što regenerativne kočnice ne rade tako dobro pri malim brzinama kao pri velikim brzinama. Zbog tog inherentnog ograničenja u regenerativnom kočenju, većina vozila je također opremljena dodatnim tradicionalnim kočionim sistemom.
Na isti način na koji su tradicionalne kontrole upravljanja, kočenja i ubrzanja često uključene kao rezerva za drive-by-wire sisteme, tradicionalne kočnice mogu poslužiti kao rezerva za regenerativno kočenje. Tradicionalni sistemi mogu da se aktiviraju samo kada dođe do kvara na opremi, ili se mogu koristiti zajedno sa regenerativnim kočenjem sve vreme.
Ograničenja regenerativnih kočnica
Pored prirodnog pada efikasnosti regenerativnog kočenja pri malim brzinama, tehnologija takođe pati od brojnih drugih ograničenja. Neki od najznačajnijih uključuju:
- Regenerativno kočenje radi samo na pogonskim točkovima: Ako električno vozilo nije pogon na sve točkove, sa motorom za svaki točak, onda točkovi kojima nedostaju rotori nisu mogu imati koristi od regenerativnog kočenja.
- Problemi sa paničnim zaustavljanjem: Regenerativne kočnice obično ne pružaju dovoljnu silu kočenja u uslovima paničnog zaustavljanja. To je jedno područje u kojem tradicionalne kočnice i dalje rade mnogo bolje.
- Ograničenja baterije i motora: Efikasnost regenerativnog sistema je ograničena faktorima kao što su kapacitet sistema za skladištenje energije i izlaz elektromotora..
- Radite samo sa električnim i hibridnim vozilima: Tradicionalni regenerativni sistemi su nekompatibilni sa neelektričnim, nehibridnim vozilima. Pošto ovim vozilima nedostaju električni motori, implementacija regenerativnog kočenja je skupa i komplikovana.
- Ograničenja dinamičkog kočenja: Neki regenerativni sistemi su primorani da koriste dodatno "dinamičko kočenje" koje ne skladišti obnovljenu kinetičku energiju.
Kapacitivne kočnice i tradicionalni motori sa sagorevanjem
Budući da se regenerativni kočioni sistemi obično oslanjaju na svoje električne motore za proizvodnju električne energije, oni su inherentno nekompatibilni sa vozilima koja koriste motore sa unutrašnjim sagorevanjem. Međutim, postoje neke alternativne regenerativne tehnologije koje se mogu primijeniti na tradicionalne motore s unutrašnjim sagorijevanjem.
Jedan takav sistem koristi velike kondenzatore za brzo skladištenje i oslobađanje električne energije, koja se zatim propušta kroz opadajući transformator. Izlaz od 12 volti se zatim dovodi u električni sistem vozila, što skida opterećenje sa motora. Ova tehnologija trenutno može povećati efikasnost goriva do 10 posto, iako je još uvijek u povojima.
Koji automobili koriste regenerativne kočnice?
Većina hibridnih i električnih vozila koristi neku vrstu regenerativnog kočionog sistema. Proizvođači originalne opreme kao što su Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota i Tesla su rano počeli sa tehnologijom regenerativnog kočenja u svojim hibridnim i električnim vozilima. Nehibridna vozila koja koriste neku vrstu regenerativnog kočenja su znatno rjeđa, ali BMW i Mazda su bili prvi koji su usvojili tehnologiju u određenim modelima.
