Kan regenerativ bremse genvinde tabt energi?

Traditionelle bremser og såkaldt tabt energi

Bremseteknologien har ikke ændret sig meget i de sidste hundrede år, men regenerativ bremsning repræsenterer en havforandring i den måde, vi tænker på bremsning. Fremskridt har været stort set iterative snarere end innovative, ligesom overgangen fra tromlebremser til skivebremser. Der har også været betydelige fremskridt i de fysiske materialer, som bremseklodser er fremstillet af, hvilket har resulteret i friktionsmaterialer, der holder længere, skaber mindre støv og er mindre tilbøjelige til at lave støj. Teknologier som låsebremser har også gjort sikret bremseteknologi, men det underliggende princip om at omdanne kinetisk energi til varme er forblevet uændret.

Traditionelle bremser fungerer fint, men de er utroligt spildende. Hver gang du trykker ned på din bremsepedal, klamper du effektivt på dine hjul med kraften af ​​tusindvis af pund hydraulisk tryk. Den præcise mekanisme involverer skiveformede metalrotorer, som er anbragt mellem hvert dæk og hjulnav, som presses mellem organiske, metalliske eller keramiske bremseklodser. I ældre køretøjer anvendes der i stedet mindre effektive trommer og bremsesko. I begge tilfælde sænkes køretøjet på grund af den enorme friktion, der genereres mellem puderne og skiverne eller skoene og tromlerne. Denne friktion forvandler i det væsentlige kinetisk energi til varmeenergi (og undertiden meget støj), og din bil sænkes som følge heraf.

Problemet med traditionelle bremser er, at din motor måtte bruge meget brændstof til at opbygge den kinetiske energi, og det er i det væsentlige spildt, når dine bremser konverterer det til varme. Grundidéen bag regenerativ bremsning er, at en række teknologier gør det muligt at genoptage en del af den kinetiske energi, omdanne den til elektricitet og derefter genbruge den.

Hvordan arbejder regenerative bremser?

Den mest almindelige form for regenerativ bremseteknologi genopretter en elektrisk motor som generator, og det er derfor, at regenerative bremser ofte findes i hybrid- og elbiler. Under normal drift trækker elmotoren strøm fra batteriet og bruger den til at bevæge køretøjet. Når bremsepedalen er trykket ned, kan elmotoren vende om denne proces og tilfør strømmen tilbage i batteriet. Det kan hjælpe med at holde et opladet batteri uden at tilslutte et elbil eller bruge vekselstrømsgeneratoren i en hybrid, hvilket fører til øget effektivitet.

Da regenerative bremser effektivt gør kinetisk energi til elektricitet, er de i stand til at sænke et køretøj ned. Der er dog begrænsninger for effektiviteten af ​​et regenerativt bremsesystem. Et af hovedproblemerne er, at regenerative bremser ikke fungerer lige så godt ved lave hastigheder, som de gør ved høje hastigheder. På grund af den iboende begrænsning i regenerativ bremsning er de fleste køretøjer også udstyret med et supplerende traditionelt bremsesystem.

Begrænsninger af regenerative bremser

Ud over den naturlige nedslidning af regenerativ bremseeffektivitet ved lave hastigheder lider teknologien også af en række andre begrænsninger. Nogle af de mest bemærkelsesværdige er:

Kapacitive bremser og traditionelle forbrændingsmotorer

Da regenerative bremsesystemer typisk er afhængige af deres elmotorer for at generere elektricitet, er de iboende uforenelige med køretøjer, der anvender forbrændingsmotorer. Der er dog nogle alternative regenerative teknologier, som kan anvendes på traditionelle forbrændingsmotorer. Et sådant system bruger store kondensatorer til hurtigt at gemme og frigive elektricitet, som derefter passeres gennem en trin-down transformer. 12 volt-udgangen føres derefter ind i køretøjets elektriske system, hvilket kræver en smule belastning af motoren. Denne teknologi er i øjeblikket i stand til at øge brændstofeffektiviteten med op til 10 procent, selv om det stadig er i sin barndom.

Hvilke biler bruger regenerative bremser?

De fleste hybrid- og elbiler bruger en slags regenerativ bremsesystem. OEM'er som Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota og Tesla var alle om bord tidligt med regenerativ bremseteknologi i deres hybrid- og elbiler. Ikke-hybridbiler, der bruger en eller anden type regenererende bremsning, er betydeligt mindre almindelige, men BMW og Mazda var begge tidlige adoptorer af teknologien i visse modeller.