Bremseteknologien har ikke forandret seg mye de siste hundre årene, men regenerativ bremsing representerer en havforandring i den måten vi tenker på bremsing. Fremskritt har vært i stor grad iterativ snarere enn nyskapende, som overgangen fra trommelbremser til skivebremser. Det har også vært betydelige fremskritt i de fysiske materialene som bremseklossene er laget av, noe som har resultert i friksjonsmaterialer som varer lenger, skaper mindre støv, og er mindre sannsynlig å lage støy. Teknologier som anti-låsebremser har også gjort bremseteknologien sikrere, men det underliggende prinsippet om å konvertere kinetisk energi til varme har forblitt uendret.
Tradisjonelle bremser fungerer fint, men de er enormt sløsing. Hver gang du trykker på bremsepedalen, klemmer du effektivt på hjulene med kraften på tusenvis av pounds hydraulisk trykk. Den presise mekanismen innebærer skiveformede metallrotorer som er sandwichet mellom hvert dekk og hjulnav, som klemmes mellom organiske, metalliske eller keramiske bremseklosser. I eldre kjøretøy brukes mindre effektive trommer og bremsesko i stedet. I begge tilfeller reduseres kjøretøyet på grunn av den enorme friksjonen som oppstår mellom pads og skiver eller sko og trommer. At friksjonen i hovedsak gjør kinetisk energi til varmeenergi (og noen ganger mye støy), og bilen bremses som et resultat.
Problemet med tradisjonelle bremser er at motoren din måtte bruke mye drivstoff for å bygge opp den kinetiske energien, og det er i utgangspunktet bortkastet når bremsene konverterer det til varme. Den grunnleggende ideen bak regenerativ bremsing er at en rekke teknologier gjør det mulig å gjenoppta en del av den kinetiske energien, konvertere den til elektrisitet, og deretter gjenbruke den.
Hvordan fungerer regenerative bremser?
Den vanligste formen for regenerativ bremseteknologi omarbeider en elektrisk motor som generator, og det er derfor regenerative bremser ofte finnes i hybrid- og elbiler. Under normal drift trekker elmotoren strøm fra batteriet og bruker den til å flytte kjøretøyet. Når bremsepedalen er trykket ned, kan elmotoren reversere denne prosessen og gi strøm tilbake til batteriet. Det kan bidra til å holde batteriet ladet uten å plugge inn et elektrisk kjøretøy eller bruke alternatoren i en hybrid, noe som fører til økt effektivitet.
Siden regenerative bremser effektivt gjør kinetisk energi til strøm, er de i stand til å bremse et kjøretøy ned. Det er imidlertid begrensninger for effektiviteten til et regenerativt bremsesystem. En av hovedproblemene er at regenerative bremser ikke fungerer så godt med lave hastigheter som de gjør med høye hastigheter. På grunn av den inneboende begrensningen i regenerativ bremsing, er de fleste kjøretøyer også utstyrt med et ekstra tradisjonelt bremsesystem.
Begrensninger av regenerative bremser
I tillegg til det naturlige fallet av regenerativ bremseeffektivitet ved lave hastigheter, lider teknologien også av en rekke andre begrensninger. Noen av de mest bemerkelsesverdige inkluderer:
- Regenerativ bremsing fungerer bare på "drivhjul".
- Regenerative bremser gir vanligvis ikke nok bremsekraft under panikkstopp.
- Effektiviteten til et regenerativt system er begrenset av faktorer som kapasiteten til energilagringssystemet og utgangen fra den elektriske motoren.
- Tradisjonelle regenerative systemer er inkompatible med ikke-elektriske, ikke-hybridbiler.
- Noen regenerative systemer er tvunget til å bruke tilleggs "dynamisk bremsing" som ikke lagrer den regenererte kinetiske energien.
Kapasitive bremser og tradisjonelle forbrenningsmotorer
Siden regenerative bremsesystemer vanligvis stole på deres elektriske motorer for å generere elektrisitet, er de iboende uforenlige med kjøretøy som bruker forbrenningsmotorer. Imidlertid er det noen alternative regenerative teknologier som kan brukes på tradisjonelle forbrenningsmotorer. Et slikt system bruker store kondensatorer for raskt å lagre og frigjøre elektrisitet, som deretter sendes gjennom en trinnvis transformator. 12 volt-utgangen blir deretter matet inn i kjøretøyets elektriske system, noe som tar litt belastning av motoren. Denne teknologien kan for tiden øke drivstoffeffektiviteten med opptil 10 prosent, selv om den fortsatt er i sin barndom.
Hvilke biler bruker regenerative bremser?
De fleste hybrid- og elektriske kjøretøyer bruker noen type regenerativ bremsesystem. OEMer som Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota og Tesla var alle ombord tidlig med regenerativ bremsingsteknologi i deres hybrid- og elbiler. Ikke-hybride kjøretøyer som bruker noen form for regenerativ bremsing er betydelig mindre vanlige, men BMW og Mazda var begge tidlige vedleggere av teknologien i visse modeller.
