A regeneratív fékezés: hogyan fékezi a motor, és (enyhén) feltölti az akkumulátort
Egy elektromos robogón a motor nemcsak a gyorsuláshoz szolgál: a fékezéshez is használható, mivel egy része az energiát visszavezeti az akkumulátorba. Ezt nevezzük regeneratív fékezésnek. Ez a megoldás praktikus és csökkenti a fékbetétek elhasználódását, de vannak korlátai, amelyeket ismerni kell, különösen egy erőteljes készüléknél.
A lényeg
- A regeneratív fékezés során a motor generátorként működik: ezáltal lassítja a kereket és elektromos áramot termel.
- Ez az áram egy kicsit feltölti az akkumulátort, de a tényleges hatótávolság növekedése a normál használat során viszonylag alacsony.
- Akkumulátor teljesen feltöltve: az akkumulátor nem képes több áramot fogadni, ezért a motorfékezés csökkenhet vagy teljesen megszűnhet.
- A rendszer soha nem helyettesíti a hagyományos, mechanikus féket, amelyek egyedül képesek a járművet minden körülmények között megállítani.
A motor generátorként működik
Egy forgó mágneses motor feszültséget generál a kapcsain, hasonlóan egy kerékpáron használt dinamóhoz. Amikor elektromosan fékezünk, a vezérlő abba hagyja, hogy áramot juttasson a motorba, és megfordítja a motor szerepét: a motor lehetővé teszi, hogy áram áramoljon át rajta a másik irányba. Ez az áram egy nyomatékot hoz létre, amely ellenáll a forgásnak, így a kerék lassul.
A vektoros vezérlésnél ez nagyon egyszerű: a nyomatékszint negatívvá válik. A vezérlő finoman szabályozza a fékezéshez használt áramot, pontosan úgy, mint a gyorsuláshoz használt áramot, ami egy fokozatos és szabályozható fékezést eredményez.
Hová kerül az energia?
A robogó mozgási energiája elektromos energiává alakul. Egy része hő formájában a motorban és a vezérlőben veszik el; a fennmaradó rész a vezérlőn keresztül visszatér az akkumulátorba. A vezérlő teljesítményköre ekkor fordított működésre kapcsol: a motor feszültségét úgy emeli, hogy az meghaladja az akkumulátor feszültségét, így lehetővé téve annak feltöltését.
Alacsony sebességnél a motor kevés feszültséget generál, ezért a elektromos fékezés hatástalanná válik. Nem képes megállítani a robogót, ha az már áll, és nem képes megakadályozni, hogy egy lejtőn elinduljon.
Mennyi energiát tudunk valójában visszanyerni?
A gyakorlatban, normál használat során, a fékrendszer által használt energia ennél jóval kevesebb. Sík úton a legtöbb energia a légellenállás és a súrlódás formájában disszipálódik, nem a fékezés során. A fék hatékonysága városi környezetben, ahol gyakori a fékezés, és különösen hosszú lejtőkön érezhető leginkább. A villamos fékezés fő előnye azonban máshol rejlik: egy finom és egyenletes fékezési élmény, valamint a féktárcsák és fékbetétek hosszabb élettartama.
A megismerendő korlátok
Akkumulátor teljesen feltöltve
A teljesen feltöltött akkumulátor nem fogad több töltést. A fékezés során fellépő áram a cellák feszültségét meghaladhatja a megengedett határral. A BMS (Battery Management System) vagy a vezérlő ezután csökkenti vagy akár teljesen kikapcsolja az elektromos fékezést. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy egy teljesen feltöltött akkumulátorral, egy lejtő tetején az elektromos fék erőssége sokkal gyengébb lehet, mint általában.
Akkumulátor töltési áramának maximális értéke
Az akkumulátor töltés közben általában kevesebb áramot fogad, mint amennyit lemerítés közben lead. A fékezés során a motorból visszatérő áramnak alacsonyabbnak kell maradnia, mint ez a határ, különben a BMS (Battery Management System – akkumulátor kezelő rendszer) leállhat, és ezáltal az egész készülék. Egy beállítható vezérlőnél a motor fékezésekor használt áram és az akkumulátorba visszatérő áram külön-külön állítható.
A vezérlő feszültsége
A fékezés során a feszültség meghaladhatja az akkumulátor feszültségét. Egy olyan vezérlő, amelynek nincs feszültségi tartaléka, károsodhat egy erős elektromos fékezés során, különösen, ha az akkumulátor teljesen feltöltött. Ez az egyik oka annak, hogy a vezérlőt megfelelő feszültségi tartalékkal kell kiválasztani, ahogy azt a mi vezérlőkról szóló útmutatónk is elmagyarázza.
Az adhémetés
Egyetlen motorral szerelt robogónál a regeneratív fékezés csak egy kerékre hat. Nedves úton ez a kerék elcsúszhat. A fékerő szabályozása hasonló a mechanikus fékhez.
Műhelytipp.
Soha ne számítson kizárólag az elektromos fékezésre a megállás érdekében. Az elektromos fék meghibásodhat váratlanul, akár teljesen feltöltött akkumulátor esetén is. A mechanikus fékeknek mindig képeseknek kell lenni önállóan megállítani a járművet; egy erőteljes robogónál érdemes olyan minőségi fékeket használni.
Gyakori kérdések
Miért gyengébb a fékerő elektromos kerékpáromon, amikor az akkumulátor teljesen feltöltött?
Mivel az akkumulátor nem képes többé azt a nagy áramerősséget feldolgozni, amely a fékezés során keletkezik. A vezérlő vagy az akkumulátor kezelőrendszer (BMS) csökkenti a regeneratív fékezés intenzitását, hogy megvédje az akkumulátor celláit. A probléma általában megszűnik, amint az akkumulátor feszültsége valamelyest csökken.
A regeneratív fékezés jelentősen növeli-e az akkumulátor élettartamát?
A mindennapi használat során a hatáság továbbra is mérsékelt. Inkább városi környezetben, ahol gyakori a megállás, és hosszú lejtőkön érezhető. A valódi előnye a finomabb fékezés és a mechanikus fékek kisebb kopása.
Akkor is károsíthatja-e az elektromos fék a telepet?
Ha az érték meghaladja az akkumulátor által elfogadott töltőáramot, az túlmelegíti és gyorsabban tönkreteszi az akkumulátort, és akár a BMS (Battery Management System) lekapcsolódását is okozhatja. A megfelelő beállítás mellett biztonságos.