Како регенеративно кочење делује у електричним возилима

Кочење је један од важних аспеката возила. Систем механичког кочења који користимо у нашим возилима има велики недостатак трошења кинетичке енергије возила као топлоте. Ово смањује укупну ефикасност возила утичући на економичност потрошње горива. У градском возном циклусу чешће покрећемо и заустављамо возило у поређењу са возним циклусом на аутопуту. Како често активирамо кочницу у градском возном циклусу, губитак енергије је већи. Инжењери су смислили систем регенеративног кочењада поврати кинетичку енергију која се расипа као топлота током кочења традиционалним методом кочења. Држећи се закона физике, не можемо повратити сву изгубљену кинетичку енергију, али ипак значајну количину кинетичке енергије можемо претворити и сачувати у батерији или суперкондензатору. Опорабљена енергија помаже у побољшању потрошње горива у конвенционалним возилима и помаже у проширењу домета у електричним возилима. Треба напоменути да процес регенеративног кочења има губитке током поврата кинетичке енергије. Пре него што наставите даље, можете погледати и други занимљив чланак о ЕВ-има:

• Увод инжењера о електричним возилима
• Врсте мотора који се користе у електричним возилима

Концепт регенеративног кочења може да се спроведе у конвенционалним возилима користе Фли точкова. Замајац су дискови са великом инерцијом који се окрећу врло великом брзином. Они делују као механички уређај за складиштење енергије заузимајући (чувајући) кинетичку енергију возила током кочења. Енергија обновљена током кочења може се користити за помоћ возилу током покретања или кретања узбрдо.

У електрична возила можемо на много ефикаснији начин електронским путем да уградимо регенеративно кочење. Ово ће смањити потребу за тешким замашњацима, што додаје додатну тежину укупној тежини возила. Електрична возила имају својствен проблем анксиозности међу корисницима. Иако је просечна брзина возила у градском возном циклусу око 25-40 км / х, често убрзање и кочење испразниће батерију ускоро. Знамо да мотори могу деловати као генератор под одређеним условима. Коришћењем ове функције можете спречити губљење кинетичке енергије возила. Када активирамо кочницу у електричним возилима, управљач мотора (заснован на излазу сензора папучице кочнице) смањује перформансе или зауставља мотор. Током ове операције, регулатор мотора је дизајниран даопорави кинетичку енергију и ускладишти је у батерији или кондензаторским батеријама. Регенеративно кочење помаже у проширењу домета електричног возила за 8-25%. Осим што штеди енергију и повећава домет, он такође помаже у ефикасној контроли рада кочења.

У систему механичког кочења, обрнути обртни моменат делује на точак када притиснемо папучицу кочнице. Слично томе, у режиму регенеративног кочења, брзина возила се смањује покретањем негативног обртног момента (супротно кретању) у мотору уз помоћ управљача мотора. Понекад се људи збуне када визуализују концепт да мотор делује као генератор када се окреће у обрнутом смеру у режиму регенеративног кочења. У овом чланку се може разумети како повратити кинетичку енергију методом регенеративног кочења у електричним возилима.

Како мотор делује као генератор

Прво ћемо се фокусирати на разумевање како мотор може да делује као генератор. Сви смо користили трајни магнет са једносмерном струјом у апликацијама роботике попут следбеника линија. Када се точак робота повезаног на мотор слободно окреће (споља ручно), понекад се оштети ИЦ управљачког програма мотора. То се дешава зато што мотор делује као генератор, а задњи генерисани ЕМФ (обрнути напон веће величине) примењује се преко управљачког склопа, што га оштећује. Када ротирамо арматуру у овим моторима, она пресеца ток из трајних магнета. Као резултат тога, ЕМФ се наводи да се супротстави промени флукса. Због тога можемо мерити напон на стезаљкама мотора. То је зато што је задњи ЕМФ функција брзине ротора (о / мин). Када је број обртаја у минути већи и ако је генерисани задњи ЕМФ већи од напона напајања, тада мотор делује као генератор. Да видимо садакако овај принцип функционише у електричним возилима како би се избегао губитак енергије услед кочења.

Када мотор убрзава возило, кинетичка енергија повезана са њим повећава се као квадрат брзине. Током вожње, возило се одмара када кинетичка енергија постане нула. Када притиснемо кочнице у електричном возилу, управљач мотора ради на такав начин да мотор заустави или да смањи његову брзину. То подразумева окретање смера обртног момента мотора у смер окретања. Током овог процеса, ротор мотора повезан са погонском осовином генерише ЕМФ у мотору (аналогно главном покретачу / турбини која покреће ротор генератора). Када је генерисани ЕМФ већи од напона кондензаторске банке, снага тече од мотора до банке. Тако се обновљена енергија складишти у батерији или кондензаторској кутији.

Како функционише регенеративно кочење у електричним возилима

Узмимо у обзир да аутомобил има трофазни индукциони мотор наизменичне струје као мотор за погон. Из карактеристика мотора знамо да када трофазни асинхрони мотор ради изнад своје синхроне брзине, клизање постаје негативно и мотор делује као генератор (алтернатор). У практичним околностима, брзина асинхроног мотора је увек мања од синхроне брзине. Синхрони брзинаје брзина обртног магнетног поља статора произведеног услед интеракције трофазног напајања. У време покретања мотора, ЕМФ индукован у ротору је максималан. Како мотор почиње да ротира, индуковани ЕМФ опада у функцији клизања. Када брзина ротора достигне синхрону брзину, индуковани ЕМФ је нула. У овом тренутку, ако покушамо да ротирамо ротор изнад ове брзине, индуковаће се ЕМФ. У овом случају, мотор даје активну снагу назад у мрежу или напајање. Притисните кочницу да смањимо брзину возила. У овом случају не можемо очекивати да брзина ротора премаши синхрону брзину. Ту долази до улоге контролер мотора. Ради разумевања, можемо визуализовати као пример дат у наставку.

Претпоставимо да се мотор окреће при 5900 о / мин и да фреквенција напајања износи 200 Хз када притиснемо кочницу морамо да смањимо број обртаја у минуту или да га спустимо на нулу. Контролер делује према улазу сензора папучице кочнице и спроводи ту операцију. Током овог процеса, регулатор ће подесити фреквенцију напајања мању од 200 Хз, попут 80 Хз. Због тога синхрона брзина мотора постаје 2400 о / мин. Из перспективе контролера мотора, брзина мотора је већа од његове синхроне брзине. Како смањујемо брзину током рада кочења, мотор сада делује као генератор све док се број обртаја у минути не смањи на 2400. Током овог периода можемо да издвајамо снагу из мотора и складиштимо је у батерију или кондензаторску батерију.Треба напоменути да батерија наставља да напаја трофазне индукционе моторе током процеса регенеративног кочења. То је зато што индукциони мотори немају извор магнетног флукса када је напајање ИСКЉУЧЕНО. Стога мотор када делује као генератор црпи реактивну снагу из напајања како би успоставио везу флукса и враћа му активну снагу. За различите моторе је принцип поврата кинетичке енергије током регенеративног кочења различит. Мотори са трајним магнетима могу деловати као генератор без икаквог напајања, јер у ротору има магнете за производњу магнетног флукса. Слично томе, мало мотора има заостали магнетизам у себи што елиминише спољно побуђивање потребно за стварање магнетног флукса.То је зато што индукциони мотори немају извор магнетног флукса када је напајање ИСКЉУЧЕНО. Стога мотор када делује као генератор црпи реактивну снагу из напајања како би успоставио везу флукса и враћа му активну снагу. За различите моторе је принцип поврата кинетичке енергије током регенеративног кочења различит. Мотори са трајним магнетима могу деловати као генератор без икаквог напајања, јер у ротору има магнете за производњу магнетног флукса. Слично томе, мало мотора има заостали магнетизам у себи што елиминише спољно побуђивање потребно за стварање магнетног флукса.То је зато што индукциони мотори немају извор магнетног флукса када је напајање ИСКЉУЧЕНО. Стога мотор када делује као генератор црпи реактивну снагу из напајања како би успоставио везу флукса и враћа му активну снагу. За различите моторе је принцип поврата кинетичке енергије током регенеративног кочења различит. Мотори са трајним магнетима могу деловати као генератор без икаквог напајања, јер у ротору има магнете за производњу магнетног флукса. Слично томе, мало мотора има заостали магнетизам у себи што елиминише спољно побуђивање потребно за стварање магнетног флукса.принцип поврата кинетичке енергије током регенеративног кочења је различит. Мотори са трајним магнетима могу деловати као генератор без икаквог напајања, јер у ротору има магнете за производњу магнетног флукса. Слично томе, мало мотора има заостали магнетизам у себи што елиминише спољно побуђивање потребно за стварање магнетног флукса.принцип поврата кинетичке енергије током регенеративног кочења је различит. Мотори са трајним магнетима могу деловати као генератор без икаквог напајања, јер у ротору има магнете за производњу магнетног флукса. Слично томе, мало мотора има заостали магнетизам у себи што елиминише спољно побуђивање потребно за стварање магнетног флукса.

У већини електричних возила, електромотор је повезан само на једну погонску осовину (углавном на погонску осовину са задњим точковима). У овом случају, морамо користити механички систем кочења (хидраулично кочење) за предње точкове. То значи да контролер мора да одржава координацију између механичког и електронског система кочења док притиска кочнице.

Да ли је вредно регенеративно кочење да се примени у свим електричним возилима?

У концепту методе регенеративног кочења нема сумње у могућност поврата енергије, али и она има одређена ограничења. Као што је већ речено, брзина којом се батерије могу пунити је спора у поређењу са брзином којом се могу испразнити. Ово ограничава количину обновљене енергије коју батерије могу да ускладиште током наглог кочења (брзо успоравање). Није препоручљиво користити регенеративно кочење у потпуно напуњеним условима. То је зато што прекомерно пуњење може оштетити батерије, али електронско коло спречава њихово прекомерно пуњење. У овом случају, кондензаторска банка може да складишти енергију и помаже у проширењу домета. Ако га нема, тада се механичке кочнице притисну да зауставе возило.

Знамо да је кинетичка енергија дата са 0,5 * м * в ². Количина енергије коју можемо добити зависи од масе возила, а такође и брзине којом путује. Укупна маса је већа у тешким возилима попут електричних аутомобила, електричних аутобуса и камиона. У градском возном циклусу, ова тешка возила добиће велики замах након убрзања упркос крстарењу малом брзином. Тако је током кочења доступна кинетичка енергија већа у поређењу са електричним скутером који вози истом брзином. Стога је ефикасност регенеративног кочења већа код електричних аутомобила, аутобуса и других тешких возила. Иако мало електричних скутера има особину регенеративног кочења, утицај истог на систем (количина преузете енергије или проширени домет) није толико ефикасан као код електричних аутомобила.

Потреба за кондензаторским банкама или ултра кондензаторима

Током кочења морамо тренутно зауставити или смањити брзину возила. Стога је кочење у том тренутку на кратко. Батерије имају ограничење времена пуњења. Не можемо истрошити више енергије истовремено, јер ће то разградити батерије. Поред овога, често пуњење и пражњење батерије такође смањује животни век батерије. Да бисмо их избегли, у систем додајемо батерију кондензатора или ултракондензаторе. Ултра кондензатори или супер кондензатори могу се празнити и пунити током многих циклуса без икаквог погоршања перформанси, што помаже у продужењу века трајања батерије. Ултра кондензатор има брз одзив, што помаже у ефикасном хватању врхова енергије / удара током процеса регенеративног кочења.Разлог за избор ултра кондензатора је тај што може да ускладишти 20 пута више енергије од електролитских кондензатора. Овај систем садржи претварач једносмерне у једносмерну струју. Током убрзавања, операција појачања омогућава кондензатору да се испразни до граничне вредности. Током успоравања (тј. Кочења) операција пуцања омогућава кондензатору да се напуни. Ултра кондензатори имају добар пролазни одзив, што је корисно током стартовања возила. Чувањем опорављене енергије одвојено од батерије, то може помоћи у проширењу домета возила, а такође може подржати нагло убрзање уз помоћ појачала.кочење) бацк операција омогућава кондензатору да се пуни. Ултра кондензатори имају добар пролазни одзив, што је корисно током стартовања возила. Чувањем опорављене енергије одвојено од батерије, то може помоћи у проширењу домета возила, а такође може подржати нагло убрзање уз помоћ појачала.кочење) бацк операција омогућава кондензатору да се пуни. Ултра кондензатори имају добар пролазни одзив, што је корисно током стартовања возила. Чувањем опорављене енергије одвојено од батерије, то може помоћи у проширењу домета возила, а такође може подржати нагло убрзање уз помоћ појачала.