Frenata rigenerativa: come il motore frena e ricarica (un po') la batteria

Su un monopattino elettrico, il motore non serve solo ad accelerare: può anche frenare, rimandando una parte dell'energia verso la batteria. È la frenata rigenerativa. Pratica e risparmiosa per le pastiglie, ha anche dei limiti che bisogna conoscere, soprattutto su una macchina potente.

Il motore diventa un generatore

Un motore a magneti che gira produce una tensione ai suoi terminali, come una dinamo da bicicletta. Quando si frena elettricamente, il controller smette di spingere la corrente nel motore e inverte il suo ruolo: lascia che il motore faccia circolare la corrente nell'altro senso. Questa corrente crea una coppia che si oppone alla rotazione: la ruota rallenta.

In controllo vettoriale, è molto semplice: il setpoint di coppia diventa negativo. Il controller regola la corrente di frenata con la stessa precisione della corrente di accelerazione, il che conferisce una frenata progressiva e dosabile.

Dove va l'energia

L'energia di movimento del monopattino si trasforma in elettricità. Una parte viene persa in calore nel motore e nel controller; il resto attraversa il controller e ritorna nella batteria. Il ponte di potenza del controller funziona allora al contrario: eleva la tensione del motore affinché superi quella della batteria e possa ricaricarla.

A bassa velocità, il motore produce poca tensione e la frenata elettrica diventa debole. Non può immobilizzare il monopattino da fermo, né tenerlo in pendenza.

Quanta energia si recupera davvero?

Meno di quanto si immagini nell'uso normale. In piano, la maggior parte dell'energia se ne va in resistenza dell'aria e attriti, non in frenata. Il guadagno è più netto in città, con molte fermate, e soprattutto in discesa lunga. Il principale interesse della frenata elettrica è altrove: una frenata dolce e regolare, e pastiglie e dischi che si usurano meno.

I limiti da conoscere

Batteria carica

Una batteria carica non può più accettare carica. La corrente di frenata farebbe salire la sua tensione oltre il limite delle celle. Il BMS o il controller riducono allora la frenata elettrica, o addirittura la interrompono. Conseguenza pratica: alla partenza, a batteria carica, in cima a una discesa, il freno elettrico può essere molto più debole del solito.

La corrente di carica massima della batteria

Una batteria accetta meno corrente in carica che in scarica. La corrente di frenata rimandata alla batteria deve rimanere sotto questo limite, altrimenti il BMS può staccare, e con esso l'intera macchina. Su un controller regolabile, si regolano separatamente la corrente di frenata del motore e la corrente rimandata alla batteria.

La tensione del controller

In frenata, la tensione sale al di sopra di quella della batteria. Un controller senza margine di tensione, su una batteria carica, può essere danneggiato da una frenata elettrica forte. È uno dei motivi per cui un controller deve essere scelto con margine, come spiega la nostra guida al controller.

L'aderenza

Su un monopattino a motore singolo, la frenata elettrica agisce solo su una ruota. Forte, su fondo bagnato, può farla slittare. Si dosa come un freno meccanico.