Λειτουργία ηλεκτρικής αναγέννησης κατά την πέδηση και την επιβράδυνση

Η αναγεννητική πέδηση, που παρουσιάστηκε πριν από λίγα χρόνια στις συμβατικές ντιζελομηχανές, γίνεται πλέον όλο και πιο σημαντική, καθώς τα υβριδικά και ηλεκτρικά οχήματα γίνονται πιο προσιτά.

Ας δούμε, λοιπόν, τις θεμελιώδεις πτυχές αυτής της τεχνικής, η οποία επομένως αφορά τη λήψη ηλεκτρισμού από την κίνηση (ή μάλλον κινητική ενέργεια/αδρανειακή δύναμη).

Η βασική αρχή

Είτε πρόκειται για θερμική απεικόνιση, υβριδικό ή ηλεκτρικό αυτοκίνητο, η ανάκτηση ενέργειας είναι πλέον παντού.

Στην περίπτωση των μηχανημάτων θερμικής απεικόνισης, ο στόχος είναι να ανακουφιστεί ο κινητήρας κλείνοντας τον εναλλάκτη όσο πιο συχνά γίνεται, ο ρόλος του οποίου είναι να επαναφορτίζει τη μπαταρία μολύβδου-οξέος. Έτσι, η απελευθέρωση του κινητήρα από τον περιορισμό του εναλλάκτη σημαίνει εξοικονόμηση καυσίμου και η παραγωγή ενέργειας θα παραχθεί στο μέγιστο δυνατό βαθμό όταν το όχημα είναι στο φρένο του κινητήρα, όταν μπορεί να χρησιμοποιηθεί κινητική ενέργεια αντί για ισχύ κινητήρα (όταν επιβραδύνεται ή πέφτει πολύ λόφος χωρίς επιτάχυνση).

Για υβριδικά και ηλεκτρικά οχήματα, θα είναι το ίδιο, αλλά αυτή τη φορά ο στόχος θα είναι η επαναφόρτιση της μπαταρίας λιθίου, η οποία είναι βαθμονομημένη σε πολύ μεγαλύτερο μέγεθος.

Χρήση κινητικής ενέργειας δημιουργώντας ρεύμα;

Η αρχή είναι ευρέως γνωστή και εκδημοκρατισμένη, αλλά πρέπει να επιστρέψω γρήγορα σε αυτήν. Όταν διασχίζω ένα πηνίο αγώγιμου υλικού (κατά προτίμηση χαλκού) με μαγνήτη, αυτό δημιουργεί ρεύμα σε αυτό το διάσημο πηνίο. Αυτό θα κάνουμε εδώ, χρησιμοποιούμε την κίνηση των τροχών ενός αυτοκινήτου που τρέχει για να ζωντανέψουμε τον μαγνήτη και επομένως να παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια που θα ανακτηθεί στις μπαταρίες (δηλαδή στην μπαταρία). Αλλά αν αυτό ακούγεται στοιχειώδες, θα δείτε ότι υπάρχουν μερικές ακόμη λεπτότητες που πρέπει να γνωρίζετε.

Αναγέννηση κατά το φρενάρισμα/επιβράδυνση υβριδικών και ηλεκτρικών οχημάτων

Αυτά τα αυτοκίνητα είναι εξοπλισμένα με ηλεκτρικούς κινητήρες για την ώθησή τους, επομένως είναι λογικό να χρησιμοποιείται η αναστρεψιμότητα του τελευταίου, δηλαδή ότι ο κινητήρας ρυμουλκείται εάν λαμβάνει χυμό και ότι εκπέμπει ενέργεια εάν κινείται μηχανικά από εξωτερική δύναμη (εδώ ένα αυτοκίνητο ξεκίνησε με περιστρεφόμενους τροχούς).

Ας δούμε λοιπόν τώρα λίγο πιο συγκεκριμένα (αλλά παραμένοντας πρόχειρα) τι κάνει αυτό, με μερικές καταστάσεις.

1) Λειτουργία κινητήρα

Ας ξεκινήσουμε με την κλασική χρήση ενός ηλεκτροκινητήρα, οπότε κυκλοφορούμε ρεύμα σε ένα πηνίο τοποθετημένο δίπλα σε έναν μαγνήτη. Αυτή η κυκλοφορία του ρεύματος στο ηλεκτρικό καλώδιο θα προκαλέσει ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο γύρω από το πηνίο, το οποίο στη συνέχεια δρα στον μαγνήτη (και επομένως τον αναγκάζει να κινηθεί). Σχεδιάζοντας έξυπνα αυτό το πράγμα (κουλουριασμένο με περιστρεφόμενο μαγνήτη μέσα), μπορείτε να αποκτήσετε έναν ηλεκτρικό κινητήρα που περιστρέφει έναν άξονα όσο εφαρμόζεται ρεύμα σε αυτόν.

Είναι ο «ελεγκτής ισχύος»/«ηλεκτρονικά ισχύος» που είναι υπεύθυνος για τη δρομολόγηση και τη διαχείριση της ροής του ηλεκτρισμού (επιλέγει τη μεταφορά σε μπαταρία, κινητήρα σε μια συγκεκριμένη τάση κ.λπ.), επομένως είναι κρίσιμο. ρόλο, αφού αυτός ο ρόλος είναι που επιτρέπει στον κινητήρα να βρίσκεται σε λειτουργία "κινητήρα" ή "γεννήτρια".

Έχω αναπτύξει εδώ ένα συνθετικό και απλοποιημένο κύκλωμα αυτής της συσκευής με έναν μονοφασικό κινητήρα για να γίνει πιο κατανοητό (η τριφασική λειτουργία λειτουργεί με την ίδια αρχή, αλλά τρία πηνία μπορούν να περιπλέξουν τα πράγματα άσκοπα, και επομένως οπτικά είναι πιο απλό σε ένα -φάση).

Η μπαταρία λειτουργεί με συνεχές ρεύμα, αλλά ο ηλεκτροκινητήρας όχι, επομένως χρειάζονται ένας μετατροπέας και ένας ανορθωτής. Το Power electric είναι μια συσκευή διανομής και δοσομέτρησης ρεύματος.

2) Γεννήτρια / λειτουργία ανάκτησης ενέργειας

Επομένως, στη λειτουργία γεννήτριας, θα κάνουμε την αντίστροφη διαδικασία, δηλαδή θα στείλουμε το ρεύμα που προέρχεται από το πηνίο στην μπαταρία.

Αλλά πίσω στη συγκεκριμένη περίπτωση, το αυτοκίνητό μου επιτάχυνε στα 100 km/h χάρη σε έναν θερμικό κινητήρα (κατανάλωση λαδιού) ή έναν ηλεκτρικό (κατανάλωση μπαταρίας). Έτσι, έχω αποκτήσει την κινητική ενέργεια που σχετίζεται με αυτά τα 100 km/h, και αυτή την ενέργεια θέλω να τη μετατρέψω σε ηλεκτρική ενέργεια…

Οπότε για αυτό θα σταματήσω να στέλνω ρεύμα από την μπαταρία στον ηλεκτροκινητήρα, τη λογική που θέλω να επιβραδύνω (άρα το αντίθετο θα με κάνει να επιταχύνω). Αντίθετα, τα ηλεκτρονικά ισχύος θα αντιστρέψουν τις ροές ενέργειας, δηλαδή θα κατευθύνουν όλη την ηλεκτρική ισχύ που παράγεται από τον κινητήρα στις μπαταρίες.

Πράγματι, το απλό γεγονός ότι οι τροχοί προκαλούν την περιστροφή του μαγνήτη προκαλεί την παραγωγή ηλεκτρισμού στο πηνίο. Και αυτός ο ηλεκτρισμός που προκαλείται στο πηνίο θα δημιουργήσει ξανά ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο στη συνέχεια θα επιβραδύνει τον μαγνήτη και δεν θα τον επιταχύνει πλέον, όπως όταν αυτό γίνεται με την εφαρμογή ηλεκτρικής ενέργειας στο πηνίο (άρα χάρη στην μπαταρία) ...

Αυτό το φρενάρισμα είναι που συνδέεται με την ανάκτηση ενέργειας και επομένως επιτρέπει στο όχημα να επιβραδύνει την ανάκτηση ενέργειας. Υπάρχουν όμως κάποια προβλήματα.

Εάν θέλω να ανακτήσω ενέργεια ενώ συνεχίζω να κινούμαι με σταθεροποιημένη ταχύτητα (δηλαδή υβριδική), θα χρησιμοποιήσω μια θερμική μηχανή για να προωθήσω το αυτοκίνητο και έναν ηλεκτροκινητήρα ως γεννήτρια (λόγω των κινήσεων του κινητήρα).

Και αν δεν θέλω το μοτέρ να έχει πάρα πολλά φρένα (λόγω εναλλάκτη), στέλνω ρεύμα στο δυναμό/μοτέρ).

Όταν φρενάρετε, ο υπολογιστής κατανέμει τη δύναμη μεταξύ του αναγεννητικού φρένου και των συμβατικών δισκόφρενων, αυτό ονομάζεται "συνδυασμένη πέδηση". Πολυπλοκότητα και επομένως η εξάλειψη ενός ξαφνικού και διαφορετικού φαινομένου που μπορεί να επηρεάσει την οδήγηση (όταν δεν γίνεται σωστά, η αίσθηση πέδησης μπορεί να βελτιωθεί).

Το πρόβλημα σχετίζεται με την μπαταρία και τη χωρητικότητά της.

Το πρώτο πρόβλημα είναι ότι η μπαταρία δεν μπορεί να απορροφήσει όλη την ενέργεια που μεταφέρεται σε αυτήν, έχει ένα όριο φόρτισης που εμποδίζει την ταυτόχρονη έγχυση υπερβολικού χυμού. Και με γεμάτη μπαταρία το πρόβλημα είναι το ίδιο, δεν τρώει τίποτα!

Δυστυχώς, όταν η μπαταρία απορροφά ηλεκτρισμό, υπάρχει ηλεκτρική αντίσταση και τότε το φρενάρισμα είναι πιο δυνατό. Έτσι, όσο περισσότερο «αντλούμε» την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια (και άρα αυξάνοντας την ηλεκτρική αντίσταση), τόσο πιο δυνατό θα είναι το φρενάρισμα του κινητήρα. Αντίθετα, όσο περισσότερο νιώθετε το φρενάρισμα του κινητήρα, τόσο περισσότερο θα υποδηλώνει ότι οι μπαταρίες σας φορτίζονται (ή μάλλον, ο κινητήρας παράγει πολύ ρεύμα).

Αλλά, όπως μόλις είπα, οι μπαταρίες έχουν ένα όριο απορρόφησης και επομένως δεν είναι επιθυμητό να κάνετε απότομο και παρατεταμένο φρενάρισμα για να επαναφορτιστεί η μπαταρία. Ο τελευταίος δεν θα μπορέσει να το οικειοποιηθεί και το πλεόνασμα θα πεταχτεί στα σκουπίδια ...

Το πρόβλημα σχετίζεται με την προοδευτικότητα του αναγεννητικού φρεναρίσματος

Κάποιοι θα ήθελαν να χρησιμοποιούν το αναγεννητικό φρενάρισμα ως κύριο και επομένως σίγουρα το κάνουν χωρίς δισκόφρενα, τα οποία είναι ενεργειακά κακά. Αλλά, δυστυχώς, η ίδια η αρχή λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα εμποδίζει την πρόσβαση σε αυτή τη λειτουργία.

Πράγματι, το φρενάρισμα είναι ισχυρότερο όταν υπάρχει διαφορά στην ταχύτητα μεταξύ του ρότορα και του στάτορα. Έτσι, όσο περισσότερο επιβραδύνετε, τόσο λιγότερο δυνατό θα είναι το φρενάρισμα. Βασικά, δεν μπορείτε να ακινητοποιήσετε το αυτοκίνητο με αυτή τη διαδικασία, πρέπει να έχετε επιπλέον κανονικά φρένα για να σταματήσετε το αυτοκίνητο.

Με δύο άξονες συνδεδεμένους (εδώ υβριδισμός E-Tense/HYbrid4 PSA), ο καθένας με έναν ηλεκτροκινητήρα, η ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα μπορεί να διπλασιαστεί. Αυτό βέβαια θα εξαρτηθεί και από το bottleneck στο πλάι της μπαταρίας... Εκτός αν η τελευταία έχει μεγάλη όρεξη, δεν θα έχει και πολύ νόημα να έχουμε δύο γεννήτριες. Μπορούμε επίσης να αναφέρουμε το Q7 e-Tron, του οποίου οι τέσσερις τροχοί συνδέονται με έναν ηλεκτροκινητήρα χάρη στο Quattro, αλλά σε αυτήν την περίπτωση, μόνο ένας ηλεκτροκινητήρας είναι εγκατεστημένος σε τέσσερις τροχούς και όχι δύο, όπως στο διάγραμμα (άρα εμείς μόνο έχουν μία γεννήτρια)

3) Η μπαταρία είναι κορεσμένη ή το κύκλωμα έχει υπερθερμανθεί

Όπως είπαμε, όταν η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη ή λαμβάνει υπερβολική ισχύ σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα (η μπαταρία δεν μπορεί να φορτίσει με πολύ υψηλό ρυθμό), έχουμε δύο λύσεις για την αποφυγή ζημιάς στη συσκευή:

• Η πρώτη λύση είναι απλή, τα έκοψα όλα... Με διακόπτη (ελεγχόμενο από ηλεκτρονικά ισχύος), έκοψα το ηλεκτρικό κύκλωμα, ανοίγοντάς το έτσι (επαναλαμβάνω τον ακριβή όρο). Άρα το ρεύμα δεν ρέει πλέον και δεν έχω πια ηλεκτρισμό στα πηνία και επομένως δεν έχω πλέον μαγνητικά πεδία. Ως αποτέλεσμα, η αναγεννητική πέδηση δεν λειτουργεί πλέον και το όχημα ακινητοποιείται. Είναι σαν να μην έχω πια γεννήτρια και επομένως δεν έχω πλέον την ηλεκτρομαγνητική τριβή που επιβραδύνει τις κινούμενες μάζες μου.
• Η δεύτερη λύση είναι να δρομολογήσουμε το ρεύμα, το οποίο δεν ξέρουμε πλέον τι να κάνουμε, στις αντιστάσεις. Αυτές οι αντιστάσεις έχουν σχεδιαστεί για αυτό και για να είμαι ειλικρινής είναι αρκετά απλές... Ο ρόλος τους είναι πραγματικά να απορροφούν ρεύμα και να αφαιρούν αυτήν την ενέργεια ως θερμότητα, επομένως χάρη στο φαινόμενο Joule. Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται σε φορτηγά ως βοηθητικά φρένα εκτός από κανονικούς δίσκους/δαγκάνες. Έτσι, αντί να φορτίσουμε την μπαταρία, στέλνουμε ρεύμα σε ένα είδος «ηλεκτρικών δοχείων απορριμμάτων» που διαχέουν τους τελευταίους με τη μορφή θερμότητας. Σημειώστε ότι αυτό είναι καλύτερο από το δισκόφρενο γιατί με την ίδια ποσότητα πέδησης, το ρεοστατικό φρένο θερμαίνεται λιγότερο (το όνομα που δίνεται στο ηλεκτρομαγνητικό φρενάρισμα, το οποίο διαχέει την ενέργειά του σε αντιστάσεις).

Εδώ κόβουμε το κύκλωμα και όλα χάνουν τις ηλεκτρομαγνητικές τους ιδιότητες (είναι σαν να έστριψα ένα κομμάτι ξύλο σε ένα πλαστικό πηνίο, το αποτέλεσμα δεν είναι πια)

Εδώ χρησιμοποιούμε ρεοστατικό φρένο, το οποίο

4) αναγεννητική διαμόρφωση δύναμης πέδησης

Κατάλληλα, τα ηλεκτρικά οχήματα διαθέτουν πλέον κουπιά που επιτρέπουν τη ρύθμιση της δύναμης επιστροφής. Αλλά πώς να κάνετε το αναγεννητικό φρενάρισμα περισσότερο ή λιγότερο ισχυρό; Και πώς να βεβαιωθείτε ότι δεν είναι πολύ ισχυρό, ώστε η οδήγηση να είναι ανεκτή;

Λοιπόν, εάν στη λειτουργία αναγέννησης 0 (χωρίς αναγεννητικό φρενάρισμα) πρέπει απλώς να απενεργοποιήσω το κύκλωμα για να ρυθμίσω την πέδηση με ανάκτηση, θα πρέπει να βρεθεί άλλη λύση.

Και μεταξύ αυτών, μπορούμε στη συνέχεια να επιστρέψουμε μέρος του ρεύματος στο πηνίο. Γιατί αν η παραγωγή χυμού από την περιστροφή του μαγνήτη στο πηνίο προκαλεί αντίσταση, θα είχα πολύ λιγότερη (αντίσταση) αν από την άλλη έγχυα μόνος μου τον χυμό στο πηνίο. Όσο περισσότερο ψεκάζω, τόσο λιγότερο φρένο θα έχω, και ακόμα χειρότερα, αν κάνω πολύ ψεκασμό, θα καταλήξω να επιταχύνω (και εκεί ο κινητήρας γίνεται κινητήρας, όχι γεννήτρια).

Επομένως, είναι το κλάσμα του ρεύματος που εισάγεται ξανά στο πηνίο που θα κάνει το αναγεννητικό φρενάρισμα περισσότερο ή λιγότερο ισχυρό.

Για να επιστρέψουμε στον ελεύθερο τροχό, μπορούμε ακόμη και να βρούμε μια άλλη λύση από την αποσύνδεση του κυκλώματος, δηλαδή, να στείλουμε ρεύμα (ακριβώς αυτό που χρειάζεται) για να έχουμε την αίσθηση ότι βρισκόμαστε σε ελεύθερο τροχό... Λίγο όπως όταν μένουμε στα μισά του πεντάλ στο θερμικό για στάθμευση με σταθερό ρυθμό.

Εδώ στέλνουμε λίγο ηλεκτρισμό στην περιέλιξη για να μειώσουμε το «φρένο κινητήρα» του ηλεκτροκινητήρα (όχι πραγματικά φρένο κινητήρα, αν θέλουμε να είμαστε ακριβείς). Μπορούμε ακόμη και να έχουμε ένα εφέ ελεύθερου τροχού αν στείλουμε αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για να σταθεροποιήσουμε την ταχύτητα.

Όλα τα σχόλια και οι αντιδράσεις

Dernier Το σχόλιο δημοσιεύτηκε:

Rejan (Ημερομηνία: 2021, 07:15:01)

Γεια σου,

Πριν από λίγες μέρες είχα ένα ραντεβού στην αντιπροσωπεία της Kia για μια προγραμματισμένη συντήρηση 48000 km στο Soul EV μου 2020. ΕΝΑ?? η μεγάλη μου έκπληξη με συμβούλεψαν να αντικαταστήσω όλα τα μπροστινά φρένα (δίσκοι και τακάκια) γιατί είχαν τελειώσει!!

Είπα στον υπεύθυνο σέρβις ότι αυτό δεν ήταν δυνατό γιατί αξιοποίησα στο έπακρο τα αναγεννητικά φρένα από την αρχή. Η απάντησή του: ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο φθείρει τα φρένα ακόμα πιο γρήγορα από ένα συμβατικό αυτοκίνητο!!

Είναι πραγματικά αστείο. Διαβάζοντας την εξήγησή σας για το πώς λειτουργούν τα αναγεννητικά φρένα, έλαβα επιβεβαίωση ότι το αυτοκίνητο επιβραδύνεται με διαφορετική διαδικασία από τα τυπικά φρένα.

Il J. 1 αντίδραση σε αυτό το σχόλιο:

• Διαχειριστής ΔΙΟΙΚΗΤΗΣ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΑΣ (2021-07-15 08:09:43): Το να είσαι έμπορος και να λες ότι ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο φθείρει τα φρένα γρηγορότερα εξακολουθεί να είναι το όριο.

  Γιατί αν η υπερβολική βαρύτητα αυτού του τύπου αυτοκινήτου οδηγεί λογικά σε ταχύτερη φθορά, η αναγέννηση αντιστρέφει την τάση.

  Τώρα ίσως το επίπεδο ανάκτησης 3 χρησιμοποιεί τα φρένα παράλληλα για να αυξήσει τεχνητά το φρένο του κινητήρα (χρησιμοποιώντας έτσι τη μαγνητική δύναμη του κινητήρα και των φρένων). Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να καταλάβετε γιατί τα φρένα φθείρονται πιο γρήγορα. Και με τη συχνή χρήση αναγέννησης, αυτό θα προκαλέσει παρατεταμένο πάτημα των τακακιών στους δίσκους με δυσάρεστη θερμότητα φθοράς (όταν μαθαίνουμε να οδηγούμε, μας λένε ότι η πίεση στα φρένα πρέπει να είναι ισχυρή, αλλά σύντομη, για να περιοριστεί η θέρμανση ).

  Θα ήταν ωραίο αν μπορούσατε να δείτε τη φθορά σε αυτά τα είδη με τα μάτια σας για να δείτε εάν η αντιπροσωπεία σκοπεύει να κάνει παράνομους αριθμούς (απίθανο, αλλά είναι αλήθεια ότι "εδώ μπορούμε να αμφιβάλλουμε").

(Η ανάρτησή σας θα είναι ορατή κάτω από το σχόλιο μετά την επαλήθευση)

Γράψτε ένα σχόλιο

Για συντήρηση και επιδιορθώσεις, θα: