Сам по собі термін «рекуперація» відомий досить давно і має на увазі можливість часткового повернення використаної енергії (тепла, води, газів) з метою її повторного застосування. У цьому сенсі рекуперативного гальмування також має на увазі процес повернення частини витраченої енергії.
Що це таке рекуперативного гальмування
При виборі електромобіля одним з найважливіших його параметрів є дальність пробігу на одній зарядці. Виробники електрокарів проводять активні дослідження і впроваджують все нові розробки, які дозволяють збільшити дальність пробігу електрокара на одній зарядці. Рекуперативне гальмування, як одна з можливостей часткового відновлення заряду батареї, є важливим нюансом при виборі електрокара.
У кількох словах рекуперативного гальмування електромобілях можна описати як процес отримання енергії в ході гальмування авто, тобто фактично це підзарядка акумулятора електрокара прямо по ходу руху.
Принцип роботи
Що б зрозуміти, як працює система рекуперативного гальмування, необхідно згадати, що кожне рухоме тіло має кінетичної енергією. При гальмуванні машини з ДВС ця енергія витрачається в ході контакту гальмівних колодок і гальмівних дисків, стираючи їх, тобто просто «в нікуди». В електромобілях застосовується більш уважний підхід до використання енергії. Рекупераційних процес тут представлений таким чином:
- При гальмування електричний мотор змінює режим роботи: замість харчування від акумулятора він починає працювати як генератор, виробляючи енергію. У цей момент в обмотці ротора і статора виникають струми протилежної спрямованості.
- Зниження швидкості транспортного засобу відбувається за рахунок того, що на валу електромотора з'являється гальмівний момент.
- Що були до початку гальмування кінетична енергія трансформується в електричну і теплову.
- З'являється додаткова електроенергія надходить в акумулятор, тим самим підвищуючи його заряд.
Ефективність рекуперації
Рекуперація електродвигуна з точки зору фізичного процесу є досить ефективною, оскільки його ККД становить близько 70%. Тобто близько 70% витрачається на гальмування енергії перетворюється в електроенергію. Однак ефективність рекуперативного гальмування з точки зору збільшення дальності пробігу машини не така велика, оскільки збільшення пробігу складає всього в межах 10-20% в залежності від умов: тип авто і асинхронного двигуна, розмір транспортного засобу, швидкість руху, характеристики батареї, дорожні умови і т.п.
Умови, при яких рекуперативного гальмування двигуна постійного струму найбільш ефективно:
- заміські траси, що дозволяють розвивати хорошу швидкість;
- горбиста місцевість і круті спуски;
- в міських умовах при пересуванні в режимі «старт-стоп»;
- великі розміри і вага авто;
В даному випадку вірно правило: чим частіше гальмує електрокар, тим його батарея більше заряджається.
Коли неефективне
Ситуації, коли рекуперативного гальмування електродвигуна неефективне:
- рух по рівній поверхні з однією швидкістю (в такому режимі руху гальмо машини задіюється рідко);
- низька температура АКБ (при низькій температурі акумулятора рекуперативна електроенергія буде вироблятися в обмеженому обсязі);
- 100% заряд батареї (неможливо зарядити батарею, якщо вона вже заряджена на 100%).
Перспективи
У ситуації, коли пробіг електрокара обмежується зарядом батареї, важливий будь-яке джерело, крім зарядної станції, який може виробляти додаткову енергію. Тому рекуперативного гальмування дпт - хороший і перспективний спосіб збільшення пробігу. А 70% збереженої енергії - хороший показник з урахуванням того, що ще буквально 10-15 років тому на такі втрати взагалі не звертали увагу.
Додаткова інформація! Більш того, процес модернізації та оптимізації рекуперації не зупиняється. Зараз ведуться розробки щодо вдосконалення рекуперативних систем для того, щоб підвищити їх ефективність, а також забезпечити можливість рекуперації не тільки в режимі гальмування. Зокрема, активно розробляється особлива підвіска, пристрій якої дозволяє використовувати рекуперацію і при звичайному русі. В цьому випадку ефективність рекуперації зросте майже в два рази, а збільшення пробігу електрокара за рахунок такої додаткової підзарядки складе до 40-50%. Однак поки незрозуміло, коли така схема буде реалізована на серійних машинах.
Підсумок
Окремі виробники зробили крок трохи далі інших і вже досить давно випускають авто з опцією рекуперації: Nissan Leaf, BMWi3, Hyndai Loniq, Chevrolet Bolt. Інші тільки планують це зробити. Проте можна з упевненістю стверджувати, що сьогодні рекуперация як вид поповнення заряду батареї вже є одним з конкурентних переваг електромобіля.
Звичайно, такий рекуператор не зрівняється з зарядної станцією, проте, можливо, саме цей невеликий додатковий заряд дозволить автомобілю доїхати до місця зарядки і не зупинитися де-небудь на дорозі з нульовим рівнем енергії.