Tradicionalne kočnice i tzv. Izgubljena energija
Tehnologija kočenja nije se promijenila u posljednjih stotinu godina, ali regenerativno kočenje predstavlja promjenu mora na način na koji razmišljamo o kočenju. Napredovi su uglavnom iterativni, a ne inovativni, poput prijelaza s kočnica bubnja do disk kočnica. Također je došlo do značajnih napretka u fizičkim materijalima koji su napravljeni od kočionih pločica, što je rezultiralo materijalima trenja koji traju dulje, stvaraju manje prašine i manje su vjerojatni da uzrokuju buku. Tehnologije kao što su protublokirajuće kočnice također su omogućile sigurnu kočionu tehnologiju, no načelo pretvaranja kinetičke energije na toplinu ostalo je nepromijenjeno.
Tradicionalne kočnice rade sasvim u redu, ali su strahovito prosipale. Svaki put kada pritisnete papučicu kočnice, učinkovito se stisnete na svoje kotače snagom od tisuću funti hidrauličkog tlaka. Precizni mehanizam uključuje metalne rotore u obliku diska, koji su umetnuti između svakog središta kotača i kotača, koji se stiskuju između organskih, metalnih ili keramičkih kočionih pločica. Umjesto toga, u starijim se vozilima koriste manje učinkoviti bubnjevi i kočnice. U oba slučaja, vozilo se usporava zbog ogromnog trenja koji se stvara između jastučića i diskova, cipela i bubnjeva. Ta trenja u osnovi pretvara kinetičku energiju u toplinsku energiju (a ponekad i veliku količinu buke), a vaš automobil se usporava.
Problem s tradicionalnim kočnicama je taj da vaš motor mora potrošiti puno goriva kako bi izgradio tu kinetičku energiju, a bitno je izgubiti kad vam kočnice pretvore u toplinu. Osnovna ideja za regeneracijsko kočenje je da razne tehnologije omogućuju da ponovno preuzmu dio te kinetičke energije, pretvore u električnu energiju, a zatim ga ponovno upotrijebite.
Kako funkcioniraju regenerativni kočnice?
Najčešći oblik regenerativne kočionih tehnologija ponovno stvara električni motor kao generator, zbog čega se regenerativne kočnice često nalaze u hibridnim i električnim vozilima. Tijekom normalnog rada električni motor izvlači napajanje iz akumulatora i koristi ga za pomicanje vozila. Kada je papučica kočnice pritisnuta, električni motor može preokrenuti taj proces i ponovno napuniti elektricitet u bateriju. To može pomoći u održavanju napunjene baterije bez priključivanja električnog vozila ili korištenja alternatora u hibridu, što dovodi do povećane učinkovitosti.
Budući da regenerativne kočnice učinkovito pretvaraju kinetičku energiju u električnu energiju, uspijevaju spustiti vozilo. Međutim, postoje ograničenja učinkovitosti regenerativnog sustava kočenja. Jedno od glavnih problema je to što regenerativne kočnice ne rade i na malim brzinama kao i kod velikih brzina. Zbog toga inherentna ograničenja u regenerativnom kočenju, većina vozila također je opremljena dodatnim tradicionalnim sustavom kočenja.
Ograničenja regenerativnih kočnica
Osim prirodnog pada učinkovitosti regeneracijskog kočenja pri malim brzinama, tehnologija također pati od brojnih drugih ograničenja. Neki od najznačajnijih uključuju:
- Regenerativno kočenje radi samo na "pogonskim kotačima".
- Regenerativne kočnice obično ne daju dovoljno sile kočenja u uvjetima zaustavljanja panike.
- Učinkovitost regenerativnog sustava ograničena je faktorima poput kapaciteta sustava skladišta energije i izlaza električnog motora.
- Tradicionalni regenerativni sustavi nespojivi su s neelektričnim, nehibridnim vozilima.
- Neki regenerativni sustavi su prisiljeni koristiti dodatno "dinamičko kočenje" koje ne pohranjuje regenerativnu kinetičku energiju.
Kapacitivni kočnice i tradicionalni motori sagorijevanja
Budući da se regenerativni sustavi kočenja obično oslanjaju na svoje električne motore za generiranje električne energije, oni su inherentno nespojivi s vozilima koja koriste motore s unutarnjim izgaranjem. Međutim, postoje neke alternativne regenerativne tehnologije koje se mogu primijeniti na tradicionalne motore s unutarnjim izgaranjem. Jedan takav sustav koristi velike kapacitete za brzo pohranjivanje i oslobađanje električne energije, koji se zatim propušta kroz transformator koji se spušta. 12-voltni izlaz se zatim ulazi u električni sustav vozila, koji uzima malo opterećenja od motora. Ova tehnologija trenutno može povećati potrošnju goriva do 10 posto, iako je i dalje u početku.
Što automobili koriste Regenerativne kočnice?
Većina hibridnih i električnih vozila koristi neku vrstu regenerativnog kočnog sustava. OEM-i kao što su Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota i Tesla bili su svi na početku s tehnologijom regenerativne kočenja u hibridnim i električnim vozilima. Ne-hibridna vozila koja koriste neku vrstu regenerativnog kočenja su značajno manje uobičajena, ali BMW i Mazda bili su rani korisnici tehnologije u određenim modelima.