Funksionimi i rigjenerimit elektrik gjatë frenimit dhe ngadalësimit

I prezantuar disa vite më parë në lokomotivat konvencionale me naftë, frenimi rigjenerues tani po bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm pasi automjetet hibride dhe elektrike bëhen më demokratike.

Pra, le të hedhim një vështrim në aspektet themelore të kësaj teknike, e cila, për rrjedhojë, ka të bëjë me marrjen e energjisë elektrike nga lëvizja (ose më mirë energjia kinetike / forca inerciale).

Parimi themelor

Pavarësisht nëse është një imazher termik, një hibrid apo një automjet elektrike, rikuperimi i energjisë tani është kudo.

Në rastin e makinerive të imazhit termik, qëllimi është shkarkimi i motorit duke fikur sa më shpesh alternatorin, roli i të cilit është të rikarikojë baterinë e acidit plumb. Kështu, lirimi i motorit nga kufizimi i alternatorit do të thotë që kursimet e karburantit dhe gjenerimi i energjisë do të gjenerohen sa më shumë që të jetë e mundur kur automjeti është në frenimin e motorit, kur energjia kinetike mund të përdoret në vend të fuqisë së motorit (kur ngadalësohet ose zbret për një kohë të gjatë pjerrësia pa nxitim).

Për automjetet hibride dhe ato elektrike do të jetë njësoj, por këtë herë synimi do të jetë rimbushja e baterisë së litiumit, e cila është e kalibruar në përmasa shumë më të mëdha.

Përdorimi i energjisë kinetike duke gjeneruar rrymë?

Parimi është gjerësisht i njohur dhe i demokratizuar, por duhet t'i rikthehem shpejt. Kur kaloj një spirale të materialit përçues (bakri është më i miri) me një magnet, ajo gjeneron një rrymë në këtë spirale të famshme. Kjo është ajo që ne do të bëjmë këtu, duke përdorur lëvizjen e rrotave të një makine që lëviz për të animuar magnetin dhe për rrjedhojë të gjenerojmë energji elektrike që do të rikuperohet në bateritë (d.m.th. bateria). Por nëse tingëllon elementare, do të shihni se ka disa hollësi të tjera për t'u ditur.

Rigjenerimi gjatë frenimit/ngadalësimit të automjeteve hibride dhe elektrike

Këto makina janë të pajisura me motorë elektrikë për t'i shtyrë ato, kështu që është e mençur të përdoret kthimi i këtij të fundit, domethënë që motori tërhiqet nëse merr lëng dhe që jep energji nëse drejtohet mekanikisht nga një forcë e jashtme (këtu një makinë niset me rrota tjerrëse).

Pra, tani le të shohim pak më konkretisht (por të mbetemi skematik) se çfarë jep kjo, me disa situata.

1) Modaliteti i motorit

Le të fillojmë me përdorimin klasik të një motori elektrik, kështu që ne qarkullojmë rrymën në një spirale të vendosur pranë magnetit. Ky qarkullim i rrymës në telin elektrik do të nxisë një fushë elektromagnetike rreth spirales, e cila më pas vepron në magnet (dhe për këtë arsye e bën atë të lëvizë). Duke e projektuar me zgjuarsi këtë gjë (të mbështjellë me një spirale me një magnet rrotullues brenda), mund të merrni një motor elektrik që rrotullon boshtin për aq kohë sa rryma aplikohet në të.

Është "kontrolluesi i energjisë" / "elektronika e fuqisë" që është përgjegjëse për drejtimin dhe kontrollin e rrjedhës së energjisë elektrike (ai zgjedh transmetimin në bateri, motor në një tension të caktuar, etj.), prandaj është kritik. roli, pasi është ai që lejon motorin të jetë në modalitetin "motor" ose "gjenerator".

Këtu kam zhvilluar një qark sintetik dhe të thjeshtuar të kësaj pajisjeje me një motor njëfazor për ta bërë më të lehtë për t'u kuptuar (një trefazor funksionon në të njëjtin parim, por tre mbështjellje mund t'i ndërlikojnë gjërat më kot, dhe vizualisht është për këtë arsye më e lehtë në një fazë).

Bateria punon me rrymë të drejtpërdrejtë, por motori elektrik jo, kështu që nevojitet një inverter dhe një ndreqës. Power elektrike është një pajisje për shpërndarjen dhe dozimin e rrymës.

2) Gjeneratori / mënyra e rikuperimit të energjisë

Prandaj, në modalitetin e gjeneratorit, ne do të bëjmë procesin e kundërt, domethënë dërgojmë rrymën që vjen nga spiralja në bateri.

Por përsëri në rastin konkret, makina ime përshpejtoi në 100 km / orë falë një motori me nxehtësi (konsumi i vajit) ose një motori elektrik (konsumi i baterisë). Pra, unë kam fituar energji kinetike të lidhur me këtë 100 km / orë dhe dua ta shndërroj këtë energji në energji elektrike ...

Pra, për këtë unë do të ndaloj dërgimin e rrymës nga bateria në motorin elektrik, logjikën që dua ta ngadalësoj (prandaj e kundërta do të më bëjë të shpejtoj). Në vend të kësaj, elektronika e fuqisë do të ndryshojë drejtimin e rrjedhave të energjisë, d.m.th., do të drejtojë të gjithë energjinë elektrike të prodhuar nga motori te bateritë.

Në të vërtetë, fakti i thjeshtë që rrotat bëjnë që magneti të rrotullohet, shkakton gjenerimin e energjisë elektrike në spirale. Dhe kjo energji elektrike e induktuar në spirale do të gjenerojë përsëri një fushë magnetike, e cila më pas do të ngadalësojë magnetin dhe nuk do ta përshpejtojë më atë si kur bëhet duke aplikuar energji elektrike në spirale (prandaj falë baterisë) ...

Është ky frenim që lidhet me rikuperimin e energjisë dhe për këtë arsye lejon automjetin të ngadalësojë shpejtësinë gjatë rikuperimit të energjisë elektrike. Por ka disa probleme.

Nëse dua të rikuperoj energji ndërsa vazhdoj të lëviz me një shpejtësi të stabilizuar (d.m.th. hibrid), do të përdor një motor ngrohjeje për të shtyrë makinën dhe një motor elektrik si gjenerator (në sajë të lëvizjeve të motorit).

Dhe nëse nuk dua që motori të ketë shumë frena (për shkak të gjeneratorit), e dërgoj rrymën në gjenerator / motor).

Kur frenoni, kompjuteri shpërndan forcën midis frenave rigjeneruese dhe frenave konvencionale të diskut, kjo quhet "frenim i kombinuar". Vështirësi dhe për rrjedhojë eliminimi i dukurive të papritura dhe të tjera që mund të ndërhyjnë në drejtimin e automjetit (kur bëhet keq, ndjesia e frenimit mund të përmirësohet).

Një problem me baterinë dhe kapacitetin e saj.

Problemi i parë është se bateria nuk mund të thithë të gjithë energjinë e transferuar në të, ajo ka një kufi karikimi që parandalon injektimin e shumë lëngjeve në të njëjtën kohë. Dhe me bateri plot, problemi eshte i njejti, nuk ha gje!

Fatkeqësisht, kur bateria thith energjinë elektrike, shfaqet rezistenca elektrike, dhe kjo është kur frenimi është më i ashpër. Kështu, sa më shumë të "pompojmë" energjinë elektrike të prodhuar (dhe, për rrjedhojë, duke rritur rezistencën elektrike), aq më i fortë do të jetë frenimi i motorit. Anasjelltas, sa më shumë ta ndjeni motorin duke frenuar, aq më shumë do të thotë që bateritë tuaja po ngarkohen (ose më mirë, motori po gjeneron shumë rrymë).

Por, siç sapo thashë, bateritë kanë një kufi përthithjeje, dhe për këtë arsye është e padëshirueshme të bëhet frenimi i papritur dhe i zgjatur për të rimbushur baterinë. Ky i fundit nuk do të mund ta përvetësojë atë, dhe teprica do të hidhet në koshin e plehrave ...

Problemi lidhet me progresivitetin e frenimit rigjenerues

Disa do të donin të përdornin frenimin rigjenerues si primare dhe për këtë arsye të mos përdornin frenat me disk, të cilat janë energjikisht të dobëta. Por, për fat të keq, vetë parimi i funksionimit të motorit elektrik pengon hyrjen në këtë funksion.

Në të vërtetë, frenimi është më i fortë kur ka një ndryshim në shpejtësi midis rotorit dhe statorit. Kështu, sa më shumë të ngadalësoni, aq më pak i fuqishëm do të jetë frenimi. Në thelb, ju nuk mund ta imobilizoni makinën gjatë këtij procesi, duhet të keni frena normale shtesë për të ndihmuar në ndalimin e makinës.

Me dy akse të bashkuara (këtu hibridizimi E-Tense / HYbrid4 PSA), secili me një motor elektrik, rikuperimi i energjisë gjatë frenimit mund të dyfishohet. Sigurisht, kjo do të varet edhe nga boshti në anën e baterisë... Nëse kjo e fundit nuk ka shumë oreks, nuk ka shumë kuptim të keni dy gjeneratorë. Mund të përmendim edhe Q7 e-Tron, katër rrotat e të cilit janë të lidhura me një motor elektrik falë Quattro-s, por në këtë rast në të katër rrotat është instaluar vetëm një motor elektrik, jo dy si në diagram (kështu që kemi vetëm një gjenerator)

3) Bateria është e ngopur ose qarku është mbinxehur

Siç thamë, kur bateria është plotësisht e ngarkuar, ose kur merr shumë energji në një kohë shumë të shkurtër (bateria nuk mund të ngarkohet me një shpejtësi shumë të lartë), kemi dy zgjidhje për të shmangur dëmtimin e pajisjes:

• Zgjidhja e parë është e thjeshtë, kam prerë gjithçka ... Duke përdorur një çelës (të kontrolluar nga elektronika e energjisë), kam prerë qarkun elektrik, duke e bërë kështu të hapur (përsëris termin e saktë). Në këtë mënyrë rryma nuk rrjedh më dhe nuk kam më energji elektrike në mbështjellje dhe për këtë arsye nuk kam më fusha magnetike. Si rezultat, frenimi rigjenerues nuk funksionon më dhe automjeti del në brigje. Sikur të mos kam më gjenerator dhe për rrjedhojë nuk kam më fërkim elektromagnetik që ngadalëson masat e mia lëvizëse.
• Zgjidhja e dytë është të drejtojmë rrymën me të cilën nuk dimë më çfarë të bëjmë me rezistorët. Këto rezistorë janë krijuar për këtë, dhe për të qenë i sinqertë, ato janë mjaft të thjeshta... Roli i tyre është me të vërtetë të thithin rrymën dhe ta shpërndajnë këtë energji si nxehtësi, falë efektit Joule. Kjo pajisje përdoret në kamionë si frena ndihmëse përveç disqeve/kalipave konvencionale. Prandaj, në vend që të karikojmë baterinë, ne dërgojmë rrymë në një lloj "koshat elektrik plehrash" që i shpërndajnë këto të fundit në formën e nxehtësisë. Vini re se kjo është më e mirë se frenimi i diskut, sepse me të njëjtën shpejtësi frenimi, frena e reostatit nxehet më pak (një emër i dhënë për frenimin elektromagnetik, i cili shpërndan energjinë e tij në rezistorë).

Këtu e presim qarkun dhe çdo gjë humbet vetitë e saj elektromagnetike (është sikur po përdredhja një copë druri në një spirale plastike, efekti nuk është më)

Këtu përdorim një fren reostat i cili

4) modulimi i forcës rigjeneruese të frenimit

Në mënyrë të përshtatshme, automjetet elektrike tani kanë vozita për të rregulluar forcën e kthimit. Por si ta bëni frenimin rigjenerues pak a shumë të fuqishëm? Dhe si ta bëjmë atë në mënyrë që të mos jetë shumë i fuqishëm, në mënyrë që ngasja të jetë e durueshme?

Epo, nëse në modalitetin rigjenerues 0 (pa frenim rigjenerues) thjesht duhet të fik qarkun për të moduluar frenimin rigjenerues, do të duhet të gjendet një zgjidhje tjetër.

Dhe midis tyre, ne pastaj mund të kthejmë një pjesë të rrymës në spirale. Sepse nëse prodhimi i lëngut duke rrotulluar magnetin në spirale shkakton rezistencë, do të kisha shumë më pak (rezistencë) nëse, nga ana tjetër, do ta injektoja vetë lëngun në spirale. Sa më shumë të injektoj, aq më pak frena do të kem, dhe aq më keq, nëse injektoj shumë, përfundoj duke përshpejtuar (dhe aty motori bëhet motor, jo gjenerator).

Prandaj, është pjesa e rrymës së riinjektuar në spirale që do ta bëjë frenimin rigjenerues pak a shumë të fuqishëm.

Për t'u kthyer në modalitetin e rrotave të lira, mund të gjejmë edhe një zgjidhje tjetër përveç shkëputjes së qarkut, domethënë të dërgojmë rrymë (pikërisht atë që nevojitet) në mënyrë që të kemi ndjenjën se jemi në modalitetin e rrotës së lirë ... Pak si kur qëndrojmë në mesi i pedalit në termik për parkim me një ritëm të qëndrueshëm.

Këtu po dërgojmë pak energji elektrike në dredha-dredha për të zvogëluar "frenimin e motorit" të motorit elektrik (në fakt nuk është një frenim motori, nëse duam të jemi të saktë). Ne madje mund të marrim një efekt të rrotës së lirë nëse dërgojmë energji elektrike të mjaftueshme për të stabilizuar shpejtësinë.

Të gjitha komentet dhe reagimet

dernier komenti i postuar:

Reggan (Data: 2021, 07:15:01)

Përshëndetje,

Disa ditë më parë, pata një takim në një përfaqësi Kia për mirëmbajtjen e planifikuar të 48000 Soul EV 2020 km. Ã ?? surpriza ime e madhe, më këshilluan të ndërroja të gjitha frenat e përparme (disqet dhe jastëkët) sepse ishin të mbaruara !!

I thashë menaxherit të shërbimit që kjo nuk ishte e mundur sepse kam shfrytëzuar maksimalisht frenat rikuperuese që në fillim. Përgjigja e tij: frenat e një makine elektrike konsumohen edhe më shpejt se një makinë e zakonshme !!

Kjo është vërtet qesharake. Duke lexuar shpjegimin tuaj se si funksionojnë frenat rigjeneruese, mora konfirmimin se makina po ngadalësohet duke përdorur një proces të ndryshëm nga frenat standarde.

Il I. 1 reagimi (et) ndaj këtij komenti:

• administrator ADMINISTRATORI I SITIT (2021-07-15 08:09:43): Të jesh tregtar dhe të thuash që një makinë elektrike frenon më shpejt është ende kufiri.

  Sepse nëse ashpërsia e tepruar e këtij lloji të automjetit logjikisht duhet të çojë në konsumim më të shpejtë, rigjenerimi e kthen trendin.

  Tani, ndoshta niveli i rikuperimit 3 përdor frenat paralelisht për të rritur artificialisht frenimin e motorit (duke përdorur kështu forcën magnetike të motorit dhe frenave). Në këtë rast, ju mund të kuptoni pse frenat konsumohen më shpejt. Dhe me përdorimin e shpeshtë të rigjenerimit, kjo do të shkaktojë shtypje të gjatë të jastëkut në disqe me nxehtësi të pakëndshme nga konsumimi (kur mësojmë të ngasim makinën, na thuhet se presioni në frena duhet të jetë i fortë, por i shkurtër për të kufizuar ngrohjen).

  Do të ishte mirë nëse do të shihnit konsumimin e këtyre elementeve me sytë tuaj për të parë nëse shitësi është tunduar të bëjë numra të paligjshëm (nuk ka gjasa, por është e vërtetë që "këtu mund të dyshojmë").

(Postimi juaj do të jetë i dukshëm nën komentin pas verifikimit)

Shkruaj një koment

Për mirëmbajtje dhe rregullime, unë do të: