Regenerativ bremsing in hybrid elektriske biler

Hybrider elektriske biler har mye å gå for dem. Selv de svakeste hybrider vil spare drivstoff i byen ved å tilby en lav hastighet, motor stop-start-funksjon, og den beste serien hybrider tilby idiot-proof drivstofføkonomi som gjør at sjåførene å "pre-set" uansett kjørelengde de ønsker og holde seg til den. Men hybrider har en annen, mindre hyllet triks opp ermene som starter når du slipper av på gassen.

Motorer og generatorer

Hvis du bruker den kinetiske energien til bevegelse for å passere et stykke metall gjennom et magnetisk felt, oppretter du en spenning. Det virker motsatt vei, også: Hvis du bruker en spenning til et stykke metall i et magnetfelt, oppretter du bevegelse. Dette er den grunnleggende operasjonelle prinsipp for både elektriske motorer og generatorer, og det er derfor nesten en hvilken som helst elektrisk motor kan bli en generator, og nesten alle generatoren kan være en elektrisk motor. For å gjøre enheten en "motor", du leverer strøm, noe som fører til at motorens armaturakselen å spinne. Hvis du vil at den skal spinne raskere, bruker du mer strøm. Hvis du ønsker å slå den samme motoren i en generator, du bare reversere prosedyren ved tvangs spinne motorens aksel, og dermed skape en strøm som du kan sende tilbake til batteriet.

Hybrider og Regeneration

Det tar makt til å spinne en generator er armaturakselen på 10 000 rpm, akkurat som det tar strøm til rev en elektrisk motor opp til det samme 10000 rpm. Hvis en gitt elektrisk motor gjør 100 hestekrefter ved 10.000 rpm, kommer det til å ta 100 hestekrefter er verdt av makt for å holde den på 10 000 rpm hvis du plutselig kutte elektrisk forsyning makt til å gjøre det til en generator. På denne måten, den elektriske motoren, når den blir en generator leverer det som anses for å være "reverse skyvekraft." Dette reverse thrust hestekrefter kan aldri overstige motorens frem hestekrefter ved samme hastighet. Av denne grunn, kan en meget kraftig elektrisk motor sende mer energi tilbake til batteriet under hard bremsing enn en mindre kraftig en. Counterintuitively, betyr dette at en elektrisk eller hybrid bil med en 400-hestekrefter drivmotoren kan gjenerobre fire ganger så mye bremseenergi i samme periode som en hybrid med en 100-hester motor.

Bremse Makt og Regen

Du tenker kanskje at 400 hestekrefter er verdt av reverse thrust er noe den gjennomsnittlige hybrid vil aldri trenge - men du vil bli overrasket over hvor mye strøm bremser bruke på en jevnlig basis. Tenk på dette: Hvis en gitt bilen bruker 150 hestekrefter å akselerere til 60 mph på 10 sekunder, kommer det til å ta ca 150 hester verdt av reverse thrust å stoppe fra 60 km / h på 10 sekunder. Hvis du ønsker å stoppe bilen i fem sekunder, trenger du ca 300 reverse hestekrefter. Hvis du kjører en hybrid med en 300-hester elektrisk motor, da de fleste som bremseenergien vil bli regenerert tilbake til batteriet. Men hvis bilen bare har en 100-hestekrefter motor, deretter din vanlige friksjonsbremser blir nødt til å gjøre opp for forskjellen og skrubbe av 200 hester verdt av energi. Hver bit av det er avfall. Dette betyr at hybrid med den kraftigere elektriske motoren vil begge gjenvinne mer bremseenergien i gjennomsnitt, og vil være i stand til å stoppe raskere uten å falle tilbake på sløsing friksjonsbremser.

Regen Effektivitet

På en god dag, vil bare rundt 80 til 85 prosent av kraften som er lagret i batteriet faktisk gjøre det gjennom motoren og gå mot å skyve bilen. Resten blir bortkastet i varme, mekanisk drag, og elektrisk motstand. At 80 til 85 prosent er ikke dårlig i seg selv - men husk at motoren er mer effektiv kjører bakover som en generator enn den kjører fremover. Så, selv innenfor sin makt begrensninger, den samme motoren bare gjenerobre 80 til 85 prosent av den energien som gikk ut. I det totale energisyklus, kan du miste om lag 30 til 35 prosent av kraften du putter inn i akselererende bil. Dette går helt tilbake til den termodynamiske lov av Entropy, som forbyr evig bevegelse og garanterer at du ikke kan ri rundt i byen på den samme energien for alltid.

Kjøring for Regen

Drivere av normale biler vanligvis unngå "riding bremsen" i lengre perioder av gangen; Men holder en lys fot på bremsen når bremse en hybrid ned er akseptabelt, så lenge du bor i regen sonen og ikke overmanne motorens reverse thrust. Hva er forskjellig fra bil til bil er hvor hardt du kan trykke på bremsen mens du bor i regen. Ta for eksempel Toyota Prius vs Chevrolet Volt. Prius er en parallell hybrid, som bruker en liten elektrisk motor gjør om 35 hestekrefter for å styrke sin primære 98-hest bensinmotor. Volt er en serie hybrid, som benytter en 149-hestekrefters elektrisk motor for å drive hjulene. Prius kan gjenerobre så mye som 30 prosent av sin energi under lett bremsing; Volt er kraftigere motor-generator kan regenerere opp til 60 prosent av bilens makt under mye tyngre bremsing. Og det er derfor serie hybrider vil etter hvert ta over markedet - du hørte det her først.