Rekuperacija kinetične energije je poznan izraz pri novih energetskih vozilih. Trenutno imajo skoraj vsa električna vozila in priključna hibridna vozila na trgu sisteme za rekuperacijo kinetične energije. Rekuperacija kinetične energije je postala standardna lastnost električnih vozil.
Kaj je rekuperacija kinetične energije?
Regeneracija kinetične energije se nanaša predvsem na proces regenerativnega zaviranja (Regenerative Brakes) pri električnih vozilih, kjer se električni motorji uporabljajo za rekuperacijo kinetične energije za upočasnjevanje in ustavljanje.
Tradicionalni hidravlični zavorni sistemi (običajno disk zavore ali bobnaste zavore) tratijo energijo s pretvarjanjem kinetične energije avtomobila v toplotno energijo zaradi trenja med zaviranjem. Čeprav učinkovito zmanjšuje hitrost vozila, se proizvedena toplota razprši kot odpadek.
Nasprotno pa regenerativno zaviranje omogoča zavornemu sistemu, da zajame kinetično energijo in jo prenese nazaj v akumulator avtomobila. Ocenjuje se, da lahko večina hibridnih vozil obnovi do 90 % energije med regenerativnim zaviranjem, pri čemer učinkovito polni baterijo vzvratno prek motorja. Ta zmogljivost pomaga razširiti obseg električnih vozil in priključnih hibridnih vozil.
Kako deluje sistem za rekuperacijo kinetične energije?
Načelo regenerativnega zaviranja vključuje izkoriščanje kinetične energije iz iztekanja vozila za vzvratno vožnjo motorja. Podobno kot generator pretvarja kinetično energijo v električno energijo, ki se nato prenese v baterijo in tako poveča doseg vozila.
Nekatera hibridna in električna vozila imajo ročice na volanu, ki aktivirajo regenerativno zaviranje. Vendar se pri večini vozil, opremljenih z regenerativnimi zavornimi sistemi, ta postopek začne samodejno.
Način z enim pedalom
Nekateri avtomobilski sistemi lahko vključijo regenerativno zaviranje med vožnjo po nizki hitrosti, znano kot način z enim pedalom. Načelo je, da ko vozilo spusti pedal za plin, se aktivira regenerativni zavorni sistem, ki povrne kinetično energijo in postopno zmanjša hitrost. V tej fazi pogonski motor predvsem dokonča rekuperacijo energije. Njegovo vrtenje naprej poganja vozilo, njegovo vrtenje nazaj pa deluje kot generator za shranjevanje energije. Ta pristop omogoča vozilu, da maksimizira obnovitev energije med vožnjo, s čimer poveča doseg, zmanjša potrebo po pogostem in intenzivnem zaviranju, zmanjša obremenitev hidravličnega zaviranja in delovno obremenitev voznika ter potencialno podaljša življenjsko dobo zavornih ploščic.
Prednosti regenerativnega zaviranja
Izboljšanje porabe goriva in dosega električnih vozil: hidravlične zavore razpršijo kinetično energijo kot toploto, kar povzroči izgubo energije. Regenerativno zaviranje to energijo usmeri v baterijo avtomobila in s tem poveča število prevoženih kilometrov. Pri hibridnih modelih lahko usmerjanje več moči v baterijski sklop podaljša čas vožnje na čisto električni pogon in zmanjša odvisnost od motorja z notranjim zgorevanjem.
Zmanjšanje obrabe zavor: s pogostejšo uporabo regenerativnega zaviranja je manj potrebe po tradicionalnih tornih zavorah. To zmanjša pogostost obiskov servisnega centra za zamenjavo zavornih ploščic.
Omogočanje vožnje z enim pedalom in zmanjšanje napora voznika: regenerativni zavorni sistemi omogočajo vožnjo z enim pedalom, kar je še posebej koristno v mestnih okoljih. Voznikom ni treba več nenehno menjavati stopalke za plin in zavoro, kar poenostavlja izkušnjo vožnje.
Slabosti regenerativnega zaviranja
Vozniške navade se morajo prilagoditi: Regenerativno zaviranje potrebuje čas, da se vozniki prilagodijo, in lahko povzroči tveganja v cestnem prometu. Povezane novice so bile že večkrat objavljene.
Oslabi voznikovo pazljivost in občutek odgovornosti: Regenerativno zaviranje je samodejni sistem za pomoč pri vožnji. Eden od njegovih vztrajnih negativnih učinkov je, da ko se vozniki začnejo vedno bolj zanašati na tehnologijo, da zavira namesto njih, izgubijo občutek odgovornosti, kar lahko sčasoma privede do nevarnih situacij.
Manj zanesljivo pri visokih hitrostih: Torno zaviranje lahko hitro in zanesljivo ustavi vozilo. V izrednih razmerah, ko se mora avto hitro in popolnoma ustaviti, regenerativno zaviranje ni tako dobro kot torno zaviranje. Zato hibridna in električna vozila pogosto uporabljajo oba zavorna sistema.
Pri nizkih hitrostih ni veliko koristi: pri uporabi regenerativnega zaviranja pri nizkih hitrostih v mestu ustvarjena energija ni dovolj, da bi pomembno vplivala na doseg avtomobila.
Na splošno lahko rečemo, da so prednosti regenerativnega zaviranja večje od teh slabosti. Morali bi jo sprejeti, ta tehnologija bo postajala vedno bolj zrela in bo še naprej prinašala udobje v potovalno življenje ljudi!