Elektryczne | 20.01.23

Rekuperacja sposobem na zwiększenie zasięgu aut elektrycznych nawet o 30 procent

Gdy tylko kierowca naciśnie pedał hamulca, silniki elektryczne przełączają się w tryb generatora. Kiedy już to zrobią, to już nie silniki napędzają koła, a na odwrót.


Rekuperacja sposobem na zwiększenie zasięgu aut elektrycznych nawet o 30 procent

Konstruktorzy podwozi stoją przed elektryfikacją na dwóch frontach: akumulatory powodują, że pojazdy są cięższe, ale z drugiej strony pojazdy często wykazują lepszą dynamikę jazdy. Oba te czynniki zwykle wymagają mocniejszego hydraulicznego hamulca koła. Zmniejsza to jednak wydajność i zmniejsza zasięg, ponieważ zwiększa się masa i wzrasta zużycie.

Porsche Taycan radzi sobie bez większego układu hamulcowego – dzięki rekuperacji: gdy tylko kierowca naciśnie pedał hamulca, silniki elektryczne przełączają się w tryb generatora. Kiedy już to zrobią, to już nie silniki napędzają koła, ale na odwrót. Spowoduje to wyhamowanie pojazdu i jednocześnie wytworzenie energii elektrycznej, którą można wykorzystać do naładowania akumulatora. Dla konstruktorów podwozi kluczowe jest to, że rekuperacja nie wymaga powiększenia hamulca pomimo wzrostu dynamiki jazdy. Hamulec nie ma zatem negatywnego wpływu na zasięg.

 

W Taycanie 90 procent wszystkich przypadków, w których kierowca hamuje w codziennych sytuacjach, może to zrobić wyłącznie za pomocą energii elektrycznej, czyli bez udziału układu hydraulicznego. Ten ostatni jest używany tylko przy prędkościach poniżej 5 km/h, kiedy silniki elektryczne prawie nie wytwarzają siły hamowania. Ponadto hamulec cierny włącza się, gdy silniki elektryczne nie mają wystarczającej mocy hamowania, na przykład podczas pełnego hamowania z dużej prędkości. Taycan Turbo S może generować do 290 kW energii elektrycznej podczas hamowania. Przy tym poziomie mocy dwie sekundy hamowania wystarczą, aby wytworzyć energię elektryczną potrzebną do przejechania około 700 metrów. Ogólnie rzecz biorąc, rekuperacja zwiększa zasięg nawet o 30 procent.

 

Jednym z głównych wyzwań technicznych w opracowywaniu podwozi pojazdów elektrycznych na baterie (BEV) jest mieszanie, czyli połączenie hamowania odzyskowego i hydraulicznego. „Kierowca nie może odczuwać przejścia między systemami” — podkreśla Martin Reichenecker, starszy menedżer ds. testów podwozia w Porsche Engineering.

 

Zagwarantowanie płynnego przejścia stawia wysokie wymagania technologii, ponieważ układy hamulcowe działają inaczej: Podczas gdy silnik elektryczny zawsze zapewnia ten sam moment hamowania, moment obrotowy jego hydraulicznego odpowiednika może się zmieniać za każdym razem ze względu na wpływy środowiska, takie jak temperatura i wilgotność. Dlatego może się zdarzyć, że siła hamowania hydraulicznego różni się od mocy hamowania elektrycznego w punkcie przejściowym. Kierowca odczuwa to jako wstrząs.

 

Porsche opracowało algorytmy dla Taycana, które temu zapobiegają. Monitorują układ hydrauliczny w sposób ciągły: Podczas każdego procesu ładowania hamulec jest kalibrowany w celu określenia aktualnego stosunku skoku pedału hamulca do siły nacisku na pedał hamulca. Pozwala to algorytmowi oszacować, ile mocy dostarczy układ hydrauliczny przy następnym hamowaniu pojazdu, i precyzyjnie go zastosować, aby przejście do trybu rekuperacji pozostało płynne.

 

W pojazdach siła hamowania rozkłada się zwykle nierównomiernie: dwie trzecie przypada na oś przednią, a jedna trzecia na oś tylną. To samo dotyczy układu elektrycznego w Taycanie: przedni silnik elektryczny zapewnia dwie trzecie siły hamowania, a tylny jedną trzecią – chociaż tylny silnik jest większy i teoretycznie mógłby wnieść (i odzyskać) więcej. Potencjał ten można wykorzystać, zmieniając rozkład siły hamowania między osiami. W tym kontekście należy zauważyć, że ze względu na stabilność jazdy maksymalny nacisk tylnej osi musi być ograniczony w zależności od sytuacji, aby zapewnić wystarczającą rezerwę stabilności.

 

Jeśli chodzi o jazdę, niektórzy producenci pojazdów elektrycznych koncentrują się na tak zwanej jeździe jednym pedałem. Zasada jest taka, że gdy kierowca zdejmie nogę z pedału, pojazd od razu zaczyna odzyskiwać energię – aw skrajnych przypadkach hamuje tak mocno, że zapalają się światła stopu. Oznacza to, że w większości sytuacji samochód można prowadzić jednym pedałem.

 

Z drugiej strony Porsche wykorzystuje wybieg, który jest bardziej naturalnym procesem pozwalającym pojazdowi kontynuować toczenie bez zasilania. Rekuperacja rozpoczyna się dopiero po naciśnięciu pedału hamulca. „Jest to bardziej efektywny sposób jazdy, ponieważ utrzymuje energię kinetyczną w pojeździe”, mówi Reichenecker. Z drugiej strony jazda jednym pedałem najpierw rekuperuje, a dopiero potem przekształca odzyskaną energię z powrotem w napęd. „To skutkuje dwukrotnie większymi stratami”.

 

Kolejnym pozytywnym efektem rekuperacji jest mniejsze zużycie hamulców hydraulicznych. „Spodziewamy się, że klocki hamulcowe będą wymagały wymiany w przyszłości ze względu na starzenie się, a nie zużycie”, jak przypuszcza Traut. Dla Taycana opracowano funkcję utrzymywania tarcz hamulcowych w czystości, ponieważ są one rzadziej używane: pojazd hamuje w regularnych odstępach czasu wyłącznie za pomocą układu hydraulicznego, bez silników elektrycznych, w celu usunięcia brudu z tarcz. Może to być znaczną zaletą w przyszłości, ponieważ UE planuje, aby hamulce emitowały w przyszłości mniej cząstek stałych. Nowa norma emisji spalin Euro 7, która ma wejść w życie w 2025 r., po raz pierwszy określi limity zużycia hamulców. Dzięki temu pojazdy elektryczne, takie jak Taycan, który zużywa energię elektryczną tylko w dziewięciu przypadkach na każde dziesięć hamowań, będą w dobrej pozycji startowej.



Właśnie rozpoczął się Bangkok International Motor Show 2020 który ma ambicje zrewolucjonizować pokazy samochodowe
Wiadomości | 15.07.20

Właśnie rozpoczął się Bangkok International Motor Show 2020 który ma ambicje zrewolucjonizować pokazy samochodowe

Bangkok International Motor Show 2020 pierwsze takie wydarzenie po lockdownie. Zobacz ceremonie otwarcia.

Nowy elektryczny Chevrolet Silverado z czterema skrętnymi kołami
Wiadomości | 11.08.21

Nowy elektryczny Chevrolet Silverado z czterema skrętnymi kołami

Dostępne cztery koła skrętne to funkcja podwozia, która pozwala pojazdowi kierować wszystkimi czterema kołami, zapewniając mniejszy promień skrętu. Wideo.

Lamborghini świętuje wyprodukowanie 10 tysięcy sztuk modelu Urus
Wiadomości | 22.07.20

Lamborghini świętuje wyprodukowanie 10 tysięcy sztuk modelu Urus

Po dwóch latach od wprowadzenia na rynek, Urus, Lamborghini Super SUV, osiągnął ważny kamień milowy w postaci dziesięciotysięcznego samochodu.