Wie funktioniert regeneratives Bremsen?

Hybride und Vollelektrofahrzeuge erzeugen ihre eigene Energie zum Wiederaufladen der Batterie durch einen Prozess, der als regeneratives Bremsen (Regenerationsmodus) bezeichnet wird. Wir haben erklärt, was regeneratives Bremsen ist und wie der Prozess allgemein funktioniert, aber viele Menschen sind an den Grundlagen der Stromerzeugung interessiert. Sie verstehen, dass in einem Hybrid- oder Vollelektrofahrzeug das Wort "regenerativ" in Bezug auf regeneratives Bremsen das Erfassen des Fahrzeugimpulses (kinetische Energie) und die Umwandlung in Elektrizität bedeutet, die die Bordbatterie auflädt (regeneriert), wenn das Fahrzeug langsamer wird runter und / oder anhalten. Es ist diese geladene Batterie, die wiederum den elektrischen Fahrmotor des Fahrzeugs antreibt. In einem vollelektrischen Fahrzeug ist dieser Motor die einzige Fortbewegungsquelle. In einem Hybrid arbeitet der Motor mit einem Verbrennungsmotor zusammen. Dieser Motor ist jedoch nicht nur eine Antriebsquelle, sondern auch ein Generator.

Jeder Permanentmagnetmotor kann entweder als Motor oder als Generator betrieben werden. In der Vollelektrik und den Hybriden werden sie genauer als Motor / Generator (M / G) bezeichnet. Aber die technologisch Neugierigen wollen mehr wissen und fragen sich oft: "Wie und durch welchen Mechanismus oder Prozess wird die Elektrizität erzeugt?" Das ist eine gute Frage. Bevor wir also erklären, wie M / Gs und regeneratives Bremsen in Hybriden und Elektrofahrzeugen funktionieren, ist es wichtig, grundlegende Kenntnisse darüber zu haben, wie Elektrizität erzeugt wird und wie ein Motor / Generator funktioniert. 

Wie funktioniert ein Motor / Generator in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug??

Unabhängig von der Fahrzeugkonstruktion muss eine mechanische Verbindung zwischen dem M / G und dem Antriebsstrang bestehen. In einem vollelektrischen Fahrzeug kann es an jedem Rad ein individuelles M / G oder ein zentrales M / G geben, das über ein Getriebe mit dem Antriebsstrang verbunden ist. In einem Hybrid könnte der Motor / Generator eine einzelne Komponente sein, die durch einen Zusatzriemen vom Motor angetrieben wird (ähnlich wie bei einer Lichtmaschine in einem herkömmlichen Fahrzeug - so funktioniert das GM BAS-System), es könnte sich um einen Pfannkuchen M handeln / G, das zwischen Motor und Getriebe geschraubt ist (dies ist die häufigste Einstellung - der Prius zum Beispiel), oder es können mehrere M / G im Getriebe montiert sein (so funktionieren die beiden Modi). In jedem Fall muss der M / G in der Lage sein, das Fahrzeug anzutreiben und im Regenerationsmodus vom Fahrzeug gefahren zu werden.

Antrieb des Fahrzeugs mit dem M / G

Die meisten, wenn nicht alle Hybride und Elektriker verwenden eine elektronische Drosselklappensteuerung. Wenn das Gaspedal gedrückt wird, wird ein Signal an den Bordcomputer gesendet, das ein Relais in der Steuerung weiter aktiviert, das Batteriestrom über einen Wechselrichter / Konverter zum M / G sendet, wodurch sich das Fahrzeug bewegt. Je stärker das Pedal gedrückt wird, desto mehr Strom fließt unter der Leitung eines variablen Widerstandsreglers und desto schneller fährt das Fahrzeug. In einem Hybrid wird abhängig von der Last, dem Batterieladezustand und dem Design des Hybridantriebs eine starke Drosselklappe auch den Verbrennungsmotor (ICE) für mehr Leistung aktivieren. Umgekehrt verringert ein leichtes Anheben der Drosselklappe den Stromfluss zum Motor und das Fahrzeug wird langsamer. Wenn Sie weiter oder ganz von der Drosselklappe abheben, wechselt der Strom die Richtung - der M / G wechselt vom Motormodus in den Generatormodus - und der regenerative Bremsvorgang wird gestartet.

Regeneratives Bremsen: Das Fahrzeug verlangsamen und Strom erzeugen

Genau darum geht es im Regenerationsmodus. Wenn die elektronische Drosselklappe geschlossen ist und sich das Fahrzeug noch in Bewegung befindet, kann die gesamte kinetische Energie erfasst werden, um das Fahrzeug zu verlangsamen und die Batterie aufzuladen. Während der Bordcomputer der Batterie signalisiert, keine Elektrizität mehr zu senden (über das Steuerungsrelais) und zu empfangen (über eine Ladesteuerung), stoppt der M / G gleichzeitig den Empfang von Elektrizität für die Stromversorgung des Fahrzeugs und sendet Strom zum Laden an die Batterie zurück.

Denken Sie aus unserer Diskussion über Elektromagnetismus und Motor- / Generatorwirkung daran: Wenn ein M / G mit Elektrizität versorgt wird, erzeugt er mechanische Energie, und wenn er mit mechanischer Energie versorgt wird, erzeugt er Elektrizität. Aber wie bremst die Stromerzeugung das Fahrzeug? Reibung. Es ist der Feind der Bewegung. Der Anker des M / G wird durch die Kraft der Induktion von Strom in den Wicklungen verlangsamt, wenn er über die entgegengesetzten Pole der Magnete im Stator fließt (er kämpft ständig gegen das Drücken / Ziehen der entgegengesetzten Polaritäten). Es ist diese magnetische Reibung, die die kinetische Energie des Fahrzeugs langsam aufzehrt und dabei hilft, die Geschwindigkeit zu verringern.