Elektromos regenerálás fékezéskor és lassításkor
Tartalom
A néhány éve a hagyományos dízelmozdonyokon bevezetett regeneratív fékezés egyre fontosabbá válik, ahogy a hibrid és elektromos járművek demokratikusabbá válnak.
Tehát vessünk egy pillantást ennek a technikának az alapvető aspektusaira, amely tehát a mozgásból származó elektromosság (vagy inkább kinetikus energia / tehetetlenségi erő) szerzéséről szól.
Az alapelv
Legyen szó hőkameráról, hibridről vagy elektromos járműről, az energiavisszanyerés ma már mindenhol elérhető.
A hőkamerás gépeknél a generátor minél gyakrabban történő lekapcsolásával a motor tehermentesítése a cél, melynek szerepe az ólom-savas akkumulátor újratöltése. Így a motor felszabadítása a generátor korlátozás alól azt jelenti, hogy üzemanyag-megtakarítást és energiatermelést a lehető legnagyobb mértékben generál, amikor a jármű motorfékben van, amikor a motor teljesítménye helyett a mozgási energiát lehet felhasználni (ha lassítunk vagy hosszú ideig lassítunk lejtő gyorsulás nélkül).
A hibrid és az elektromos járművek esetében is így lesz, de ezúttal a jóval nagyobb méretre kalibrált lítium akkumulátor újratöltése lesz a cél.
Kinetikus energia felhasználása áram generálásával?
Az elv széles körben ismert és demokratizálódott, de gyorsan vissza kell térnem hozzá. Amikor keresztezek egy vezető anyagú tekercset (a legjobb a réz) egy mágnessel, az áramot generál ebben a híres tekercsben. Mi itt ezt fogjuk tenni, egy futó autó kerekeinek mozgását használva animálják a mágnest, és ezáltal áramot termelnek, amely az akkumulátorokban (azaz az akkumulátorban) kerül vissza. De ha eleminek hangzik, látni fogja, hogy van még néhány finomság, amivel tisztában kell lenni.
Regenerálás hibrid és elektromos járművek fékezése/lassítása közben
Ezeket az autókat villanymotorokkal látják el, ezért célszerű kihasználni az utóbbi megfordíthatóságát, vagyis azt, hogy a motor vontat, ha levet kap, és energiát ad, ha mechanikusan hajtja külső erő (itt egy autó indult forgó kerekekkel).
Tehát most nézzük meg egy kicsit konkrétabban (de maradjunk sematikusan), hogy ez mit ad, néhány helyzettel.
1) Motor üzemmód
Kezdjük az elektromos motor klasszikus használatával, tehát a mágnes mellett elhelyezett tekercsben keringetjük az áramot. Az áram keringése az elektromos vezetékben elektromágneses mezőt indukál a tekercs körül, amely azután a mágnesre hat (és ezért mozgásra készteti). Ügyesen megtervezve ezt a dolgot (tekercsbe csavarva, benne forgó mágnessel) lehet olyan villanymotort kapni, ami addig forgatja a tengelyt, amíg áram van rá.
Ez a "teljesítményvezérlő" / "teljesítmény-elektronika" felelős az elektromos áram irányításáért és vezérléséért (megválasztja az átvitelt az akkumulátorhoz, a motorhoz egy bizonyos feszültségnél stb.), ezért kritikus. szerepet, mivel ez teszi lehetővé, hogy a motor "motor" vagy "generátor" üzemmódban legyen.
Itt kidolgoztam ennek a készüléknek egy szintetikus és egyszerűsített áramkörét egyfázisú motorral, hogy könnyebb legyen megérteni (a háromfázisú ugyanazon az elven működik, de három tekercs hiába bonyolítja a dolgokat, ezért vizuálisan könnyebb egyfázisban).
Az akkumulátor egyenárammal működik, de a villanymotor nem, ezért inverterre és egyenirányítóra van szükség. A Power Electric egy olyan eszköz, amely az áramot osztja és adagolja.
2) Generátor / energia-visszanyerési mód
Ezért generátor üzemmódban az ellenkező folyamatot fogjuk végrehajtani, vagyis a tekercsből érkező áramot az akkumulátorhoz küldjük.
De visszatérve a konkrét esetre, az autóm 100 km/h-ra gyorsult fel egy hőmotornak (olajfogyasztás) vagy egy elektromos motornak (akkumulátorfogyasztás) köszönhetően. Tehát kinetikus energiát szereztem ehhez a 100 km / h sebességhez, és ezt az energiát elektromos árammá akarom alakítani ...
Tehát ezért abbahagyom az áram küldését az akkumulátorról a villanymotorra, a logikát le akarom lassítani (tehát az ellenkezője felgyorsít). Ehelyett a teljesítményelektronika megfordítja az energiaáramlás irányát, azaz a motor által termelt összes villamos energiát az akkumulátorokhoz irányítja.
Valójában az az egyszerű tény, hogy a kerekek megpörgetik a mágnest, elektromos áramot termel a tekercsben. És ez a tekercsben indukált elektromosság ismét mágneses teret hoz létre, ami aztán lelassítja a mágnest és már nem gyorsítja, mint amikor a tekercsre áramot vezetnek (ezért az akkumulátornak köszönhetően) ...
Ez a fékezés kapcsolódik az energia visszanyeréséhez, és ezért lehetővé teszi a jármű lelassulását, miközben visszanyeri az elektromosságot. De van néhány probléma.
Ha szeretném visszanyerni az energiát, miközben állandó sebességgel haladok tovább (azaz hibrid), akkor hőmotort használok az autó meghajtására és egy villanymotort generátorként (hála a motor mozgásának).
És ha nem akarom, hogy túl sok fék legyen a motorban (a generátor miatt), akkor a generátornak/motornak küldöm az áramot).
Fékezéskor a számítógép elosztja az erőt a regeneratív fék és a hagyományos tárcsafék között, ezt "kombinált fékezésnek" nevezik. A hirtelen és egyéb, a vezetést zavaró jelenségek nehézsége és ezáltal kiküszöbölése (rosszul végzett fékhatás javítható).
Probléma az akkumulátorral és a kapacitásával.
Az első probléma az, hogy az akkumulátor nem tudja felvenni az összes rá átadott energiát, van egy töltési korlátja, amely megakadályozza, hogy egyidejűleg túl sok lé fecskendezzen be. Tele akkuval pedig ugyanaz a probléma, nem eszik semmit!
Sajnos, amikor az akkumulátor elnyeli az elektromosságot, elektromos ellenállás lép fel, és ekkor a legerősebb a fékezés. Így minél többet „szivattyúzzuk” a megtermelt áramot (és ezáltal az elektromos ellenállás növelésével), annál erősebb lesz a motorfék. Ezzel szemben minél jobban érzi a motor fékezését, annál inkább azt fogja jelenteni, hogy az akkumulátorok töltődnek (vagy inkább a motor nagy áramot termel).
De ahogy az imént mondtam, az akkumulátoroknak van abszorpciós határa, ezért nem kívánatos a hirtelen és hosszan tartó fékezés az akkumulátor újratöltése érdekében. Utóbbi nem tudja kisajátítani, a felesleget pedig a kukába dobják...
A probléma a regeneratív fékezés progreszivitásával kapcsolatos
Vannak, akik a regeneratív fékezést szeretnék elsődlegesen használni, és ezért határozottan mellőznék a tárcsafékeket, amelyek energiaszegények. De sajnos az elektromos motor működési elve megakadályozza a hozzáférést ehhez a funkcióhoz.
Valójában a fékezés még erősebb, ha a forgórész és az állórész között különbség van a fordulatszámban. Így minél jobban lassít, annál gyengébb lesz a fékezés. Alapvetően nem lehet mozdulatlanná tenni az autót ezzel a folyamattal, kiegészítő normál fékekkel kell megállítani az autót.
Két összekapcsolt tengellyel (itt E-Tense / HYbrid4 PSA hibridizáció), mindegyik villanymotorral, a fékezés közbeni energia-visszanyerés megduplázható. Persze ez attól is függ majd, hogy milyen szűk keresztmetszet van az akkumulátor oldalán... Ha az utóbbinak nincs nagy étvágya, akkor nincs sok értelme a két generátornak. Megemlíthetjük még a Q7 e-Tront, melynek négy kereke a Quattronak köszönhetően egy villanymotorhoz kapcsolódik, de ebben az esetben csak egy villanymotor van a négy kerékre szerelve, nem kettő, mint a diagramon (így csak egy generátor)
3) Az akkumulátor telített, vagy az áramkör túlmelegedett
Ahogy mondtuk, amikor az akkumulátor teljesen feltöltődött, vagy túl sok energiát vesz fel túl rövid idő alatt (az akkumulátor nem tud túl nagy sebességgel tölteni), két megoldásunk van a készülék károsodásának elkerülésére:
- Az első megoldás egyszerű, mindent kivágok... Egy kapcsolóval (teljesítmény-elektronika vezérli), átvágom az elektromos áramkört, ezáltal nyitottá teszem (a pontos kifejezést ismétlem). Így már nem folyik az áram, és nincs elektromosság a tekercsekben, ezért nincs mágneses mezőm. Ennek eredményeként a regeneratív fékezés már nem működik, és a jármű szabadon mozog. Mintha nem lenne már generátorom, és ezért nem lenne elektromágneses súrlódásom, ami lelassítja a mozgó tömegeimet.
- A második megoldás, hogy az áramot, amivel már nem tudunk mit kezdeni, az ellenállásokra irányítjuk. Ezeket az ellenállásokat erre tervezték, és őszintén szólva meglehetősen egyszerűek... Feladatuk valójában az áramfelvétel és az energia hőként történő elvezetése, ezért a Joule-effektusnak köszönhetően. Ezt az eszközt teherautókon kiegészítő fékként használják a hagyományos tárcsák/nyergek mellett. Ezért az akkumulátor töltése helyett egyfajta "elektromos kukákba" küldjük az áramot, amelyek ez utóbbiakat hő formájában elvezetik. Megjegyzendő, hogy ez jobb, mint a tárcsafékezés, mert azonos fékezési sebesség mellett a reosztátfék kevésbé melegszik fel (ez az elektromágneses fékezés elnevezése, amely ellenállásokban disszipálja energiáját).
Itt megvágjuk az áramkört, és minden elveszti elektromágneses tulajdonságait (olyan, mintha egy fadarabot csavarnék egy műanyag tekercsben, a hatás megszűnik)
Itt reosztátos féket használunk, amely
4) a regeneratív fékerő modulálása
Az elektromos járművek immáron megfelelő lapátokkal rendelkeznek a visszatérés erejének beállításához. De hogyan lehet a regeneratív fékezést erősebbé vagy kevésbé erőteljessé tenni? És hogyan lehet úgy csinálni, hogy ne legyen túl erős, hogy elviselhető legyen a vezetés?
Nos, ha 0-ás regeneratív üzemmódban (nincs regeneratív fékezés) csak le kell kapcsolnom az áramkört a regeneratív fékezés modulálásához, akkor más megoldást kell találni.
És ezek közül az áram egy részét visszavezethetjük a tekercsbe. Mert ha a tekercsben lévő mágnes forgatásával léképződés okoz ellenállást, akkor sokkal kevesebb (ellenállásom) lenne, ha viszont magam fecskendezném be a levet a tekercsbe. Minél többet fecskendezek be, annál kevesebb fék lesz, és ami még rosszabb, ha túl sokat fecskendezek be, akkor a végén gyorsulok (és ott a motorból lesz motor, nem generátor).
Ezért a tekercsbe visszavezetett áram töredéke teszi többé-kevésbé erőteljessé a regeneratív fékezést.
A szabadonfutó üzemmódba való visszatéréshez az áramkör leválasztásán kívül még egy másik megoldást is találhatunk, nevezetesen áramot küldünk (pontosan azt, ami kell), hogy olyan érzésünk legyen, mintha szabadonfutó üzemmódban lennénk... Kicsit olyan, mint amikor az áramkörben maradunk. a pedál közepén a termál az egyenletes tempóban való parkoláshoz.
Itt egy kis áramot küldünk a tekercsbe, hogy csökkentsük a villanymotor "motorfékjét" (ez valójában nem motorfék, ha pontosak akarunk lenni). Akár szabadonfutó effektust is kaphatunk, ha elegendő áramot küldünk a sebesség stabilizálásához.
Minden megjegyzés és reakció
utolsó hozzászólás közzétéve:
Reggan (Dátum: 2021 07:15:01)
Helló,
Néhány napja megbeszélést tartottam egy Kia márkakereskedésben a 48000-as Soul EV 2020 XNUMX km-es ütemezett karbantartásáról. Ã ?? nagy meglepetésem, azt tanácsolták, hogy cseréljem ki az összes első féket (tárcsa és betét), mert készen voltak !!
Mondtam a szervizvezetőnek, hogy ez nem lehetséges, mert kezdettől fogva a legtöbbet hoztam ki a rekuperatív fékekből. Válasza: egy elektromos autó fékje még gyorsabban kopik, mint egy normál autóé!!
Ez nagyon vicces. Elolvasva a regeneratív fékek működésére vonatkozó magyarázatát, megerősítést kaptam, hogy az autó a szokásos fékektől eltérő eljárással lassít.
Il J. 1 reakció (k) erre a megjegyzésre:
- adminisztrátor OLDALI ADMINISZTRÁTOR (2021-07-15 08:09:43): Kereskedőnek lenni és azt mondani, hogy egy elektromos autó gyorsabban elhasználja a fékeket, még mindig a határ.
Mert ha az ilyen típusú járművek túlzott súlyossága logikusan gyorsabb kopáshoz vezet, a regeneráció megfordítja a tendenciát.
Most talán a 3. helyreállítási szint párhuzamosan használja a fékeket, hogy mesterségesen növelje a motorféket (így a motor és a fékek mágneses erejét). Ebben az esetben megértheti, miért kopnak el gyorsabban a fékek. A regeneráció gyakori használata esetén ez hosszú párnákat okoz a tárcsákon, amelyek kopásból és elhasználódásból eredő kellemetlen hőt okoznak (amikor megtanulunk vezetni, azt mondják, hogy a féknyomásnak erősnek kell lennie, de rövidnek, hogy korlátozza a melegedést).
Jó lenne, ha saját szemével látná ezeknek az elemeknek a kopását, hátha a márkakereskedésnek van a kísértése illegális számok gyártására (nem valószínű, de igaz, hogy „itt kételkedhetünk”).
(Bejegyzésed az ellenőrzés után látható lesz a megjegyzés alatt)
Írj egy megjegyzést
Karbantartáshoz és javításokhoz:
