Twintig jaar geleden waren remmen gewoon remmen:je trapt het pedaal in en de auto remt af tot hij volledig tot stilstand komt. In de afgelopen jaren, naarmate voertuigen met hybride, elektrische en batterijaangedreven motoren steeds populairder worden, is regeneratief remmen een onderwerp van discussie geworden. Veelgevraagde hybride en elektrische voertuigen zoals de Tesla en Prius maken gebruik van revolutionaire aerodynamica, batterij en technische technologie om een zeer efficiënte rijervaring te creëren. Regeneratief remmen is een van die energiebesparende technologieën die wordt gebruikt.
Als u overweegt een elektrisch of hybride voertuig aan te schaffen, heeft u de term 'regeneratief remmen' waarschijnlijk al een paar keer gehoord. Wat is regeneratief remmen precies en wat komt er allemaal kijken bij het besturen van een auto als deze?
Regeneratief remmen is een energieterugwinningsproces dat een bewegend voertuig vertraagt en uiteindelijk stopt door de kinetische energie die tijdens het vertragen wordt gecreëerd om te zetten in een vorm die onmiddellijk kan worden gebruikt of in de batterij kan worden opgeslagen om de elektromotor van stroom te voorzien. Regeneratief remmen is ontwikkeld als een methode om de actieradius van elektrische en hybride voertuigen te vergroten.
Een vorm van regeneratief remmen wordt vaak gebruikt op de meeste moderne voertuigen die tegenwoordig worden gebouwd. In diesel- en benzineauto's helpt regeneratief remmen de batterij op te laden die de hulpsystemen in het voertuig aandrijft, waardoor de motor minder goed werkt. Bij hybride en elektrische auto's speelt regeneratief remmen echter een actievere rol. Deze voertuigen vertrouwen op het regeneratieve remsysteem om de batterij die de auto aandrijft continu op te laden. Regeneratieve remsystemen vertrouwen op een hybride of elektrisch voertuig, elektrisch aangedreven motor om verloren kinetische energie om te zetten in opgeslagen energie in de batterij van het voertuig.
Wist je dat elke keer dat je op de rem trapt er heel veel energie wordt verspild? Volgens de regels van de natuurkunde kan energie niet worden vernietigd. Daarom, wanneer u de remmen activeert en de auto tot stilstand komt, verdwijnt al die energie als warmte, verbrandt en wordt onbruikbaar. In een normaal voertuig met een conventioneel remsysteem is energieverspilling een onvermijdelijk bijproduct van remmen.
Auto-ingenieurs creëerden een regeneratief remsysteem om een deel van deze verloren energie op te vangen. Regeneratief remmen herwint de kinetische energie, zet deze om in elektriciteit en gebruikt deze elektriciteit om de batterij van het voertuig op te laden. In hybride en elektrische auto's is het erg belangrijk om de batterij opgeladen te houden.
Tijdens het vertragen wordt kinetische energie opgevangen. Hybride voertuigen die gebruikmaken van een elektromotor en een benzinemotor, vertrouwen uitsluitend op regeneratief remmen om de motor continu op te laden. Daarom hoeft deze niet te worden aangesloten. Bij een regeneratief remsysteem drijft de motor de wielen aan tijdens het accelereren, maar tijdens het vertragen drijven de wielen de motor aan. Deze unieke uitwisseling van energiestroom helpt de motor als generator te dienen, waardoor de rotatie van de wielen wordt afgestoten en zo elektriciteit wordt opgewekt om de accu van de auto op te laden.
Regeneratie vindt plaats wanneer:
Meestal zie je bij elektrische en hybride voertuigen dit regeneratieve effect plaatsvinden op de laadmeter.
Aan de andere kant rijden elektrische voertuigen op een batterijlading die op een stroombron is aangesloten. Omdat accu's van volledig elektrische voertuigen aan een stopcontact worden opgeladen, wordt alleen regeneratief remmen gebruikt om de accu bij te vullen. Daarom moeten ze nog steeds worden aangesloten op een laad- of dockingstation en volledig worden opgeladen tot honderd procent.
Om volledig te begrijpen hoe regeneratieve remsystemen werken, moet u enig inzicht hebben in de werking van conventioneel remmen. Terwijl het primaire doel van conventionele remmen is om de auto te stoppen, zijn regeneratieve remsystemen gericht op het terugwinnen van een deel van de energie die verloren gaat tijdens het remmen en deze om te zetten in energie om de batterij op te laden.
Een conventioneel remsysteem bestaat uit schijf- en trommelremmen die wrijving gebruiken om het voertuig te vertragen en te stoppen. Een essentieel onderdeel van het remsysteem zijn de hydraulische remmen die het aandrijven. De hydraulische remmen bestaan uit de met vloeistof gevulde hoofdcilinder die op de hulpcilinder is aangesloten. Het rempedaal is verbonden met de hoofdcilinder, bij activering van de zuiger duwt de hoofdcilinder de vloeistof door de leidingen. Wanneer de vloeistof naar de hulpcilinders stroomt, dwingt het de zuiger om druk uit te oefenen op de remmen.
Het hydraulische systeem dat tijdens het remmen wordt geactiveerd, levert hydraulische vloeistof aan de remklauwzuigers om de remschijf te vertragen en te stoppen.
Regeneratief remmen
Terwijl conventionele remsystemen de schijf- en trommelremmen gebruiken om wrijving te produceren en de auto te vertragen en te stoppen, worden regeneratieve remmen bereikt door de motor achteruit te laten rijden. Wanneer de bestuurder de rem activeert, wordt de elektromotor in de achteruit gezet en begint de motor achteruit te lopen, waardoor de wielen worden afgeremd. Deze omgekeerde beweging wordt gestimuleerd door het momentum van het voertuig. Deze manoeuvre genereert ook elektriciteit die de batterij oplaadt.
Elektrische en hybride auto's zijn ook uitgerust met elektrische en hybride voertuigen die ingrijpen wanneer het remmen van het regeneratieve systeem niet voldoende vermogen levert om het voertuig tot stilstand te brengen. De boordcomputer van de auto bepaalt wanneer het traditionele wrijvingsremsysteem moet worden gebruikt en wanneer de auto in de achteruit moet worden gezet. Als de bestuurder het rempedaal moet intrappen om snel te stoppen, zal de auto de traditionele remmen inschakelen. Regeneratieve remmen zijn ideaal voor stop-and-go-situaties.
Conventioneel remmen versus regeneratief remmen
Regeneratief remmen heeft zijn beperkingen. Zelfs de beste regeneratieve remsystemen produceren lang niet genoeg remkracht als traditionele remmen. Daarom zijn noodstops bijna onmogelijk met alleen regeneratief remmen, ze zijn niet in staat om een voertuig stil te houden op een helling.
Regeneratieve remmen ontlasten de remblokken en remschijven. Minder lasten betekent minder warmte. Als gevolg hiervan verliezen ze materialen langzamer waardoor ze veel langer meegaan.
Het regeneratieve remsysteem vergroot het bereik van elektrische en hybride voertuigen, maar de efficiëntie van het terugwinnen van deze energie is ongeveer zeventig procent. Immers, volgens de wetten van de fysica kan geen enkele machine ooit 100% efficiënt zijn, elke overdracht van energie zal resulteren in enig verlies van warmte, licht en geluid. Het kan echter variëren afhankelijk van het voertuig, de motor. Het hangt allemaal af van de rijstijl en hoe vaak de bestuurder de neiging heeft te remmen.
Het is belangrijk op te merken dat het rendement van 70% niet betekent dat het rijbereik van een elektrisch of hybride voertuig met zeventig procent toeneemt. In plaats van 70% van de kinetische energie die verloren gaat tijdens het remmen, kan later worden omgezet in acceleratie.
Effectiviteit
Hoe zit het met de effectiviteit? De effectiviteit van regeneratief remmen meet hoe uw actieradius kan worden vergroot? De effectiviteit van regeneratief remmen is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder de rijomstandigheden, het terrein en natuurlijk de grootte van het voertuig.
De rijomstandigheden kunnen een belangrijke bepalende factor zijn voor de actieradius van een elektrisch of hybride voertuig. Als u in stop-and-go-verkeer rijdt, waarbij u vaker op de rem moet trappen en de verloren energie terugwint, neemt de batterijcapaciteit meer toe dan wanneer u op de snelweg rijdt. Terrein speelt ook een rol, want bergafwaarts rijden vereist langere remperioden om de snelheid te regelen terwijl de batterij herhaaldelijk wordt opgeladen. Als het gaat om de effectiviteit van een regeneratief remsysteem, zo groot als een voertuig. Ja, zwaardere voertuigen hebben meer vaart en kinetische energie.
Eén traptechniek
In sommige hybride en elektrische voertuigen kan de bestuurder bepalen hoeveel regeneratief remmen wordt gebruikt door de versnellingspook af te stellen terwijl de auto afremt. Agressief vangt meer energie op en slaat deze op, maar dit zal er ook toe leiden dat het voertuig sneller afremt en in sommige gevallen volledig tot stilstand komt. Deze rijtechniek wordt vaak "one pedaling" genoemd.
Een trapt. Wanneer de ééntrapstechniek wordt gebruikt, navigeert de bestuurder door het verkeer door alleen het gas te gebruiken, alleen gas te geven wanneer hij vooruit moet, het pedaal loslaat en de auto door regeneratief remmen laat stoppen. In plaats van je voet tussen het gaspedaal en het rempedaal te bewegen, moet de bestuurder de rem met zijn rechtervoet blijven moduleren bij het versnellen of vertragen. Integendeel, regeneratief remmen is altijd in staat om een voertuig te stoppen, vooral wanneer het met hoge snelheden rijdt.
Brandstofverbruik
Het hele concept van hybride en elektrische voertuigen is gebaseerd op hun vermogen om het brandstofverbruik te verminderen of te elimineren. Hybriden hebben de neiging om een lager brandstofverbruik te behalen bij het rijden in stadsverkeer. In deze voertuigen zijn regeneratieve remmen essentieel om de batterij volledig op te laden. Wanneer de remmen niet worden geactiveerd, raakt de batterij leeg en dit vergroot de gasmotor. Als de batterij te laag wordt, stopt deze met werken in combinatie met de gasmotor en hevelt in plaats daarvan een deel van zijn vermogen over om de batterij op te laden.
Als je met deze voertuigen rijdt, moet je je rijgedrag aanpassen. Chauffeurs moeten ruim van tevoren leren vertragen en uitrollen tot een stop die meer energie opwekt dan hard remmen.
Regeneratieve remsystemen hebben hun voor- en nadelen. Bekijk deze lijst met de belangrijkste voordelen van regeneratieve remsystemen:
Misschien is het belangrijkste voordeel van regeneratief remmen dat het het brandstofverbruik verbetert. Een rapport gepubliceerd door Ford onthulde dat regeneratief remmen de afgelopen 15 jaar meer dan 100 miljoen gallons gas heeft bespaard.
De energie die wordt opgevangen door regeneratieve remmen houdt de accu van de auto opgeladen. De kinetische energie die anders verloren zou gaan, kan het voertuig langdurig opladen tijdens het rijden.
Hybride en elektrische voertuigen zijn ook uitgerust met traditionele remsystemen. Regeneratief remmen ontlast een deel van de belasting van frictieremmen, waardoor slijtage wordt voorkomen.
Het belangrijkste nadeel van regeneratieve remsystemen zijn:
Het besturen van een auto met regeneratief remmen voelt anders dan een auto met alleen een traditioneel remsysteem. Velen beweren dat de rempedalen in deze voertuigen zacht zijn en papperig aanvoelen. Om ervoor te zorgen dat de batterij continu wordt opgeladen, moet je de juiste remtechnieken gebruiken, zodat energie wordt teruggewonnen.
De efficiëntie van een regeneratief remsysteem in een hybride of elektrisch voertuig is gebaseerd op steeds veranderende problemen. De effecten van regeneratief remmen nemen af bij het rijden met hoge snelheden. De frictieremmen moeten worden geactiveerd bij lage snelheden of wanneer u snel moet stoppen.
Ja, hybrides en elektrische voertuigen zijn geïntegreerde systemen die zijn ontworpen om de efficiëntie te optimaliseren, en regeneratief remmen is slechts een van die essentiële processen. Regeneratief remmen vermindert kinetisch energieverlies, helpt het elektrische bereik te vergroten en vermindert de slijtage van remmen en rotoren. Deze revolutionaire technologie wordt ook gebruikt in fietsen en scooters.
V:Wat wordt bedoeld met de term regeneratief remmen?
Regeneratief remmen is een methode voor het terugwinnen van energie die de snelheid verlaagt en een bewegend object stopt door de kinetische energie ervan op te vangen en op te slaan voor onmiddellijk of later gebruik.
V:Hoe effectief is regeneratief remmen?
Regeneratief remmen is ongeveer 60-70% efficiënt. De efficiëntie kan echter variëren, afhankelijk van verschillende factoren, zoals het voertuig, het type motor, de grootte van het voertuig, rijgewoonten en nog veel meer.
V:Gaan regeneratieve remmen lang mee?
Regeneratieve remmen zijn innovatief en zijn gemaakt om energie efficiënt terug te winnen. Daarom kunt u verwachten dat regeneratieve remmen langer meegaan dan traditionele remmen. Sommige eigenaren van hybride en elektrische voertuigen hebben gemeld dat hun remmen, remblokken en rotoren ongeveer 80.000 mijl meegaan.
V:Hebben Tesla's regeneratief remmen?
Ja, Tesla's zijn uitgerust met regeneratieve remmen. Op oudere Tesla-modellen hebben bestuurders de mogelijkheid om het niveau van regeneratief remmen te wijzigen van standaard naar laag.
