Hur fungerar regenerativ bromsning i hybridbilar

Hybrider och elektriska fordon skapar sin egen kraft för batteriladdning genom en process som kallas regenerativ bromsning (regenläge). Vi har förklarat vad regenerativ bromsning är och hur processen fungerar i allmänna termer, men många människor är intresserade av de djupare muttrar och bultar i elproduktionen. De förstår att ordet "regenererande" i en hybrid eller helelektriskt fordon i termer av regenerativ bromsning, betyder att fånga fordonets momentum (kinetisk energi) och förvandla det till elektricitet som laddar (regenererar) ombordets batteri när fordonet bromsar ner och / eller stannar. Det är detta laddade batteri som i sin tur driver bilens elektriska dragmotor. I ett helelektriskt fordon är denna motor den enda rörelsekällan. I en hybrid fungerar motorn i samarbete med en förbränningsmotor. Men den motorn är inte bara en framdrivningskälla, den är också en generator.

Varje permanentmagnetmotor kan fungera som antingen en motor eller generator. I allelektrik och hybrider kallas de mer exakt en motor / generator (M / G). Men de tekniskt nyfikna vill veta mer, och de kommer ofta fråga "Hur, och med vilken mekanism eller process, är det el skapad? "Det är en bra fråga, så innan vi börjar förklara hur M / G och regenerativ bromsning fungerar i

Oavsett fordonets konstruktion måste det finnas en mekanisk anslutning mellan M / G och drivlinan. I ett helelektriskt fordon kan det finnas en individuell M / G vid varje hjul eller en central M / G ansluten till drivenheten genom en växellåda. I en hybrid kan motorn / generatorn vara en enskild komponent som drivs av ett tillbehörsrem från motorn (ungefär som en generator på ett konventionellt fordon - så fungerar GM BAS-systemet), det kan vara en pannkaka M / G som är bultad mellan motorn och transmission (detta är den vanligaste installationen - till exempel Prius), eller det kan vara flera M / G-enheter monterade inuti transmissionen (detta är hur två-lägen fungerar). I vilket fall som helst måste M / G kunna driva fordonet samt drivas av fordonet i regenläge.

De flesta, om inte alla, hybrider och elektronik använder ett elektroniskt gasreglage. När gaspedalen trycks in skickas en signal till omborddatorn, som ytterligare aktiverar ett relä in styrenheten som skickar batteriström via en växelriktare / omvandlare till M / G som får fordonet att flytta. Ju hårdare pedalen trycks, desto mer ström flyter i riktning för en regulator för variabelt motstånd och desto snabbare går fordonet. I en hybrid, beroende på last, batteriets laddningstillstånd och utformningen av hybriddrivmotorn, kommer en tung gaspedal också att aktivera förbränningsmotorn (ICE) för mer kraft. Omvänt, om du lyfter något på gasspjället kommer det att minska strömflödet till motorn och fordonet kommer att sakta ner. Om du lyfter längre eller helt från gasreglaget får strömmen att växla riktning - flytta M / G från motorläge till generatorläge - och börja den regenerativa bromsprocessen.

Detta är verkligen vad regenläget handlar om. Med den elektroniska gasreglaget stängd och fordonet fortfarande rör sig kan all sin kinetisk energi fångas in för att både bromsa fordonet och ladda batteriet. När datorn ombord signalerar batteriet att sluta skicka el (via regulatorreläet) och börja ta emot det (via en laddning) styrenhet), M / G slutar samtidigt ta emot el för att driva fordonet och börjar skicka ström tillbaka till batteriet för laddning.

Kom ihåg från vår diskussion om elektromagnetism och motor / generatoråtgärder: när en M / G levereras med el producerar den mekanisk kraft, när den levereras med mekanisk kraft producerar den el. Men hur bromsar elproduktionen fordonet? Friktion. Det är rörelsens fiende. Ankaret på M / G bromsas av kraften som inducerar ström i lindningarna när det passerar över motstående poler av magneterna i statorn (den kämpar ständigt mot motståndarnas tryck / dragning polariteter). Det är denna magnetiska friktion som sakta tappar fordonets kinetiska energi och hjälper till att skrubba hastigheten.