Большинство людей не осознаёт, какое количество энергии тратится впустую при торможении. Движущиеся транспортные средства генерируют значительное количество кинетической энергии. В традиционных тормозных системах трение используется для преобразования этой кинетической энергии в тепло, тем самым замедляя автомобиль. К сожалению, тепло рассеивается, а это означает, что большая часть произведённой энергии становится непригодной для дальнейшего использования. Именно здесь в игру вступает концепция рекуперативного торможения.
Концепция автомобиля с такой системой восходит к 1967 году, когда American Motor Car Company (AMC) разработала тормозную систему, способную регенерировать электроэнергию. Сегодня многие выпускаемые электромобили (EV) и гибриды (HEV) оснащены этой инновационной тормозной технологией. Система повышает эффективность транспортного средства, используя кинетическую энергию, вырабатываемую при торможении, для подзарядки аккумулятора электромобиля. Этот механизм рекуперации энергии не только увеличивает запас хода автомобиля, но и одновременно снижает механический износ тормозов.
КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА?
В обычной гидравлической тормозной системе основную работу по замедлению автомобиля выполняют фрикционные компоненты, такие как тормозные колодки и диски. Однако при использовании рекуперативных тормозов главным компонентом системы становится электродвигатель. Когда активируются тормоза электромобиля или водитель убирает ногу с педали акселератора, двигатель начинает работать в обратном направлении, что заставляет его вращаться в обратную сторону и создаёт сопротивление на колёсах. При этом он действует как электрический генератор, вырабатывая электроэнергию, которая затем сохраняется в аккумуляторах.
В большинстве электромобилей и гибридов этот механизм рекуперации энергии используется в сочетании со стандартной гидравлической тормозной системой. Это означает, что когда система рекуперативного торможения (RBS) не обеспечивает достаточный крутящий момент для остановки транспортного средства, подключается гидравлическое усилие. Этим процессом переключения между системами управляет контроллер рекуперативного торможения, который также помогает определить продолжительность и интенсивность торможения. Некоторые системы позволяют реализовать так называемое «вождение с одной педалью», что означает, что RBS способна полностью остановить автомобиль, когда водитель отпускает педаль акселератора, без использования педали тормоза.
ПРЕИМУЩЕСТВА И ОГРАНИЧЕНИЯ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ
- Самые передовые технологии RBS потенциально способны recuperate до 70% кинетической энергии, которая обычно теряется при торможении.
- При эффективном использовании это может привести к небольшому увеличению запаса хода электромобиля, хотя часто разница является незначительной. Чем дольше поддерживается заряд батареи, тем меньше энергии или топлива расходуется.
- Одним из ключевых преимуществ этой гибридной системы является то, что она снимает часть нагрузки с гидравлических компонентов тормозов, заставляя их служить дольше. Это, в свою очередь, снижает общие затраты на техническое обслуживание.
- Эффективность и количество энергии, которое можно recuperate, зависят от широкого спектра факторов, таких как погодные условия, температура, возраст автомобиля, рельеф местности и изменения крутящего момента двигателя. Например, при движении под уклон водитель с большей вероятностью будет использовать систему торможения в течение более длительных периодов, что позволит выработать больше энергии, чем обычно. Более крупные и тяжёлые транспортные средства обладают большим импульсом и, следовательно, производят больше энергии.
- Некоторые люди жалуются на ощущения от тормозов RBS по сравнению с обычными гидравлическими тормозами. Некоторые утверждают, что педаль кажется слишком мягкой или описывают её как «вялую». Производители автомобилей разработали решения этой проблемы, которые представлены в более новых моделях электромобилей. Например, Mercedes-Benz решил эту проблему, добавив симулятор усилия на педали, чтобы имитировать сопротивление при использовании обычных тормозов.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ (FAQ)
⚠ Как долго служат тормоза в системе рекуперативного торможения?
Прямого ответа на этот вопрос, кажется, нет. Это факт, что электродвигатель берёт на себя часть сопротивления и давления с гидравлических компонентов, поскольку они меньше используются в системе рекуперативного торможения, что приводит к их меньшему износу. Однако владельцам электромобилей и гибридов по-прежнему рекомендуется обращать внимание на индикаторы износа тормозных колодок и периодически проверять компоненты тормозной системы.
Илон Маск сделал смелое заявление в Twitter, заявив, что тормозные колодки Tesla прослужат весь срок службы автомобиля. Хотя в этом утверждении может быть доля правды, важно принимать во внимание такие факторы, как привычки вождения и условия эксплуатации. В недавнем опросе владельцев гибридов Toyota 60% респондентов заявили, что тормозные колодки и диски их гибридного автомобиля Toyota прослужили более 100 000 миль, а 20% сообщили, что компоненты прослужили более 200 000 миль. Результаты, вероятно, будут схожими для разных марок.
⚠ Можно ли отключить рекуперативные тормоза?
Короткий ответ на этот вопрос — нет. Tesla разработала технологию, позволяющую водителю настраивать стандартные параметры на более низкий уровень рекуперативного торможения, но полностью отключить его невозможно. Другие производители электромобилей, такие как Jaguar, предлагают различные режимы регенерации.