Frânarea regenerativă: modul în care motorul frânează și încarcă (ușor) bateria
Într-o trotinetă electrică, motorul nu servește doar pentru a accelera: el poate și să frâneze, returnând o parte din energie către baterie. Acesta este frenarea regenerativă. Practică și economică, deoarece reduce uzura plăcuțelor de frână, dar are și limite pe care trebuie să le cunoașteți, mai ales pe un model puternic.
Esentialul
- În timpul frânării regenerative, motorul funcționează ca un generator: acesta încetinește roata și produce curent electric.
- Curentul respectiv încarcă parțial bateria, dar îmbunătățirea autonomiei rămâne modestă în utilizare normală.
- Bateria este încărcată complet și nu mai poate absorbi curentul: frânarea electrică este redusă sau oprită.
- Acesta nu înlocuiește niciodată sistemul de frânare mecanic, singurul capabil să oprească vehiculul în orice situație.
Motorul se transformă într-un generator
Un motor cu magneți, atunci când se rotește, produce o tensiune la bornele sale, similar cu o dinamă de bicicletă. Când se frânează electric, controlerul încetează să mai injecteze curent în motor și își inversează rolul: permite motorului să circule curent în sens invers. Acest curent creează un cuplu care se opune rotației, astfel încât roata încetinește.
În cazul controlului vectorial (FOC), este foarte simplu: valoarea de referință a cuplului devine negativă. Controlerul reglează curentul de frânare cu aceeași finețe cu care reglează curentul de accelerație, ceea ce oferă o frânare progresivă și controlabilă.
Unde se duce energia?
Energia cinetică a trotinetei este transformată în electricitate. O parte din această energie se pierde sub formă de căldură în motor și în controler; restul trece prin controler și revine în baterie. În acest caz, circuitul de putere al controlerului funcționează invers: crește tensiunea motorului pentru a depăși tensiunea bateriei, permițând astfel încărcarea acesteia.
La tensiune generată de motor la viteze mici este redusă, ceea ce face ca frânarea electrică să fie ineficientă. Nu poate opri trotinetta când aceasta este staționată și nici nu poate menține vehiculul pe o pantă.
Câtă energie se recuperează, de fapt?
În utilizare normală, eficiența este mai mică decât s-ar putea crede. Pe o suprafață plană, cea mai mare parte a energiei este consumată pentru a depăși rezistența aerului și frecările, nu pentru frânare. Beneficiile sunt mai evidente în oraș, unde se efectuează multe opriri, și, mai ales, în coborâri lungi. Principalul avantaj al frânării electrice constă în altceva: o frânare fină și constantă, și o uzură mai mică a plăcuțelor și a discurilor.
Limitele de care trebuie să știți
Bateria este încărcată
O baterie complet încărcată nu mai poate accepta curent de încărcare. Curentul de frânare ar putea duce tensiunea bateriei peste limita admisă de celule. În acest caz, sistemul de management al bateriei (BMS) sau controlerul reduc puterea de frânare electrică, sau o pot opri complet. Consecința practică este următoarea: la început, bateria este complet încărcată, iar vehiculul se află în vârful unei coborâri; în această situație, frâna electrică poate fi mult mai slabă decât în mod normal.
Curentul maxim de încărcare al bateriei
O baterie acceptă un curent mai mic în timpul încărcării decât în timpul descărcării. Curentul de frânare returnat către baterie trebuie să rămână sub această limită, altfel sistemul de management al bateriei (BMS) poate opri alimentarea, iar împreună cu aceasta, întreaga mașină. Într-un controler reglabil, se setează separat curentul de frânare al motorului și curentul returnat către baterie.
Tensiunea controlerului
La frânare poate duce la o creștere a tensiunii care depășește tensiunea bateriei. Un controler care nu are o marjă de tensiune poate fi deteriorat de o frânare electrică puternică, atunci când bateria este încărcată. Acesta este unul dintre motivele pentru care un controler trebuie ales cu o anumită marjă, așa cum explicăm în ghidul nostru despre controlere.
Aderența
Pe un scuter electric cu un singur motor, frânarea electrică acționează doar asupra unei roți. În condiții de carosabil umed, poate provoca derapaje. Funcționarea sa este similară cu cea a unei frâne mecanice, fiind dozabilă.
Sfaturi utile pentru atelier.
Nu vă bazați niciodată doar pe sistemul de frânare electric pentru a vă opri. Acesta se poate slăbi fără avertisment, indiferent dacă bateria este încărcată sau în cazul unei defecțiuni. Frânele mecanice trebuie să fie întotdeauna capabile să oprească vehiculul singure; la o trotinetă puternică, acestea merită sisteme de frânare adecvate.
Întrebări frecvente
De ce frâna electrică funcționează mai slab când bateria este încărcată?
Motivul este că bateria nu mai poate absorbi curentul generat în timpul frânării. Controlerul sau sistemul de management al bateriei (BMS) reduce intensitatea frânării electrice pentru a proteja celulele bateriei. Situația revine la normal când bateria se răcește puțin.
Frânarea regenerativă crește semnificativ autonomia?
În utilizare normală, câștigul este modest. Acesta este mai evident în oraș, unde sunt multe opriri, și în coborâri lungi. Principalul avantaj este frânarea mai lină și reducerea uzurii frânelor mecanice.
Frânarea electrică poate deteriora bateria?
Dacă este setat la un curent de încărcare mai mare decât cel pe care bateria îl poate suporta, aceasta se va încălzi și se va degrada mai repede, putând provoca o întrerupere a funcționării sistemului de management al bateriei (BMS). Dacă este setat corect, este sigur.