Brzdová technologie se za posledních sto let příliš nezměnila, ale regenerativní brzdění představuje změnu ve způsobu, jakým uvažujeme o brzdění. Namísto použití hrubé síly k zastavení vozidel fyzickým upínáním nebo vytlačováním jako součást, jako je brzdový kotouč nebo buben, tato technologie chytře využívá způsob, jakým hybridní a plně elektrická auta fungují, aby ve skutečnosti obnovila trochu energie pokaždé, když vozidlo zpomalí .
Jak fungují brzdy u osobních a nákladních automobilů?
Pokroky v brzdové technologii byly v průběhu let spíše iterativní než inovativní, jako například přechod od bubnových brzd k kotoučovým. Rovněž došlo k významnému pokroku ve fyzických materiálech, ze kterých jsou brzdové destičky vyrobeny, což má za následek třecí materiály, které vydrží déle, vytvářejí méně prachu a je méně pravděpodobné, že budou vydávat hluk. Technologie, jako jsou protiblokovací brzdy, také učinily brzdovou technologii bezpečnější, ale základní princip přeměny kinetické energie na teplo zůstal nezměněn. Tradiční brzdy fungují dobře, ale jsou svou povahou nesmírně nehospodárné. Pokaždé, když sešlápnete brzdový pedál, efektivně upnete na kola silou tisíce liber hydraulického tlaku. Přesný mechanismus zahrnuje kovové kotouče ve tvaru disku, které jsou vloženy mezi každou pneumatiku a náboj kola a jsou stlačeny mezi organické, kovové nebo keramické brzdové destičky.
Jak fungují regenerační brzdy?
Nejběžnější forma technologie regenerativních brzd přeměňuje elektrický motor na generátor, a proto se regenerační brzdy často nacházejí v hybridních a elektrických vozidlech. Během normálního provozu odebírá elektromotor energii z baterie a používá ji k pohybu vozidla. Když je sešlápnutý brzdový pedál, je elektromotor schopen tento proces zvrátit, stát se generátorem poháněným otáčejícími se koly a dodávat elektřinu zpět do baterie. Vzhledem k tomu, že regenerativní brzdy účinně nabíjejí baterii bez připojení k nabíječce, v případě elektrického vozidla nebo použití alternátoru v hybridním režimu se celková účinnost vozidla zvyšuje. To znamená více mil mezi dobíjením nebo tankováním. Protože regenerativní brzdy účinně přeměňují kinetickou energii na elektřinu, jsou schopny kromě nabíjení baterie zpomalit i vozidlo. Účinnost regenerativního brzdového systému však má svá omezení. Jedním z hlavních problémů je, že regenerativní brzdy nefungují tak dobře při nízkých rychlostech, jako při vysokých rychlostech. Kvůli tomuto inherentnímu omezení regenerativního brzdění je většina vozidel také vybavena doplňkovým tradičním brzdovým systémem. Stejným způsobem, jakým jsou tradiční ovladače řízení, brzdění a akcelerace často zahrnuty jako záloha pro systémy drive-by-wire, mohou tradiční brzdy sloužit jako záloha pro regenerativní brzdění. Tradiční systémy se mohou spustit pouze v případě poruchy zařízení nebo mohou být použity ve shodě s regenerativním brzděním po celou dobu.
Omezení regenerativních brzd
Kromě přirozeného poklesu účinnosti rekuperačního brzdění při nízkých rychlostech trpí tato technologie také řadou dalších omezení. Mezi některé z nejpozoruhodnějších patří:
- Rekuperační brzdění funguje pouze na hnacích kolech: Pokud elektromobil není pohon všech kol, s motorem pro každé kolo, pak kola, kterým chybí rotory, nemohou těžit z regenerativního brzdění.
- Problémy se zastavením paniky: Regenerativní brzdy obvykle neposkytují dostatečnou brzdnou sílu v podmínkách panického zastavení. To je oblast, kde tradiční brzdy stále fungují mnohem lépe.
- Omezení baterie a motoru: Účinnost regeneračního systému je omezena faktory, jako je kapacita systému skladování energie a výkon elektromotoru.
- Pracujte pouze s elektrickými a hybridními vozidly: Tradiční regenerační systémy nejsou kompatibilní s neelektrickými, nehybridními vozidly. Protože tato vozidla postrádají elektromotory, je zavedení regenerativního brzdění nákladné a komplikované.
- Omezení dynamického brzdění: Některé regenerační systémy jsou nuceny používat doplňkové „dynamické brzdění“, které neukládá rekultivovanou kinetickou energii.
Kapacitní brzdy a tradiční spalovací motory
Vzhledem k tomu, že regenerativní brzdové systémy obvykle spoléhají na výrobu elektrické energie z svých elektromotorů, jsou ze své podstaty nekompatibilní s vozidly, která používají spalovací motory. Existují však některé alternativní regenerační technologie, které lze použít na tradiční spalovací motory. Jeden takový systém využívá velké kondenzátory k rychlému ukládání a uvolňování elektřiny, která je poté vedena stupňovitým transformátorem. 12voltový výstup je pak přiváděn do elektrického systému vozidla, který odnáší z motoru určité zatížení. Tato technologie je v současné době schopna zvýšit účinnost paliva až o 10 procent, i když je stále v plenkách.
Jaká auta používají regenerační brzdy?
Většina hybridních a elektrických vozidel používá nějaký typ regenerativního brzdového systému. OEM výrobci jako Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota a Tesla byli na palubě brzy s technologií regenerativního brzdění v jejich hybridních a elektrických vozidlech. Mezi nehybridní vozidla, která využívají nějaký typ regenerativního brzdění, patří podstatně méně obvyklá vozidla, ale BMW a Mazda byly u některých modelů prvními technologiemi.