Paano gumagana ang regenerative braking sa mga de-koryenteng sasakyan

Ang pagpepreno ay isang mahalagang aspeto ng isang sasakyan. Ang sistemang pagpepreno ng mekanikal na ginagamit namin sa aming mga sasakyan ay may malaking sagabal sa pag-aaksaya ng lakas na kuryente ng sasakyan bilang init. Ibinaba nito ang pangkalahatang kahusayan ng sasakyan sa pamamagitan ng pag-apekto sa ekonomiya ng gasolina. Sa siklo ng pagmaneho ng lunsod, madalas naming masimulan at ihinto ang sasakyan nang mas madalas kung ihahambing sa siklo ng drive ng highway. Habang inilalapat namin ang preno nang madalas sa isang cycle ng drive ng lunsod, higit pa ang pagkawala ng enerhiya. Ang mga inhinyero ay nagmula sa regenerative braking systemupang mabawi ang lakas na gumagalaw na nawala bilang init sa panahon ng pagpepreno sa tradisyunal na pamamaraan ng pagpepreno. Pagpunta sa mga batas ng pisika, hindi namin mababawi ang lahat ng lakas na gumagalaw na nawala ngunit ang makabuluhang halaga ng lakas na gumagalaw ay maaaring mai-convert at maiimbak sa baterya o Supercapacitor. Ang nakuhang enerhiya ay nakakatulong sa pagpapabuti ng ekonomiya ng gasolina sa maginoo na mga sasakyan at tumutulong sa pagpapalawak ng saklaw sa mga de-koryenteng sasakyan. Tandaan na ang proseso ng regenerative braking ay may pagkalugi habang binabawi ang lakas na gumagalaw. Bago pumunta sa anumang karagdagang maaari mo ring suriin ang iba pang mga kagiliw-giliw na artikulo sa EVs:

• Panimula ng Isang Engineer sa Mga Elektrikong Sasakyan (EV)
• Mga uri ng Motors na ginamit sa Mga Sasakyang Elektriko

Ang konsepto ng nagbabagong-buhay na pagpepreno ay maaaring ipatupad sa maginoo na mga sasakyan na gumagamit ng mga gulong Lumipad. Ang mga flywheel ay mga disk na may mataas na pagkawalang-kilos na paikutin sa isang napakataas na bilis. Kumikilos sila bilang isang aparato na aparato sa pag-iimbak ng enerhiya sa pamamagitan ng pagkuha ng (pag-iimbak) ng lakas na kinetiko ng sasakyan sa panahon ng pagpepreno. Ang nakuhang enerhiya sa panahon ng proseso ng pagpepreno ay maaaring magamit upang tulungan ang sasakyan sa panahon ng pagsisimula o paggalaw ng burol.

Sa mga de-koryenteng sasakyan, maaari nating isama ang regenerative braking sa isang mas mahusay na paraan nang elektronikong paraan. Bawasan nito ang pangangailangan para sa mabibigat na mga flywheel, na nagdaragdag ng labis na timbang sa kabuuang bigat ng sasakyan. Ang mga de-koryenteng sasakyan ay may likas na problema ng saklaw na pagkabalisa sa mga gumagamit. Bagaman ang average na bilis ng sasakyan sa ikot ng biyahe sa lunsod ay nasa paligid ng 25-40 kmph, ang madalas na pagbilis at pagpepreno ay maubos agad ang baterya. Alam namin na ang mga motor ay maaaring kumilos bilang isang generator sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Sa pamamagitan ng paggamit ng tampok na ito, mapipigilan ng isa ang lakas na gumagalaw ng sasakyan mula sa masayang. Kapag inilapat namin ang preno sa mga de-koryenteng sasakyan, ang motor Controller (batay sa output ng pedal sensor ng preno) ay binabawasan ang pagganap o ihihinto ang motor. Sa panahon ng operasyon na ito, ang motor controller ay idinisenyo upangmabawi ang lakas na gumagalaw at itago ito sa baterya o mga capacitor bank. Ang regenerative braking ay tumutulong sa pagpapalawak ng saklaw ng de-kuryenteng sasakyan ng 8-25%. Bukod sa pag-save ng enerhiya at pagpapahusay ng saklaw, nakakatulong din ito sa mabisang kontrol ng operasyon ng pagpepreno.

Sa sistemang mekanikal na pagpepreno, isang reverse torque ang ipinapataw sa gulong kapag pinindot namin ang pedal ng preno. Katulad nito, sa regenerative braking mode, ang bilis ng sasakyan ay nabawasan sa pamamagitan ng pagpapasimula ng isang negatibong metalikang kuwintas (taliwas sa paggalaw) sa motor sa tulong ng motor controller. Minsan ang mga tao ay nalilito kapag naiisip nila ang konsepto na ang motor ay gumaganap bilang isang generator kapag umiikot ito sa pabalik na direksyon sa ilalim ng regenerative braking mode. Sa artikulong ito, maiintindihan ng isang tao kung paano mabawi ang lakas na gumagalaw sa pamamagitan ng makabagong paraan ng pagpepreno sa mga de-koryenteng sasakyan.

Paano kumikilos ang isang Motor bilang Generator

Una, magtutuon kami sa pag-unawa kung paano maaaring kumilos ang isang motor bilang isang generator. Ginamit nating lahat ang motor na Permanenteng Magnet DC sa mga application ng robot tulad ng tagasunod sa linya. Kapag ang gulong ng robot na konektado sa motor ay malayang naiikot (panlabas sa pamamagitan ng kamay), minsan ang driver ng motor na IC ay nasisira. Nangyayari ito sapagkat ang motor ay kumikilos bilang isang generator, at ang likurang EMF na nabuo (reverse boltahe na mas malaki ang lakas) ay inilapat sa driver ng IC, na pinipinsala ito. Kapag pinaikot namin ang armature sa mga motor na ito, pinuputol nito ang pagkilos ng bagay mula sa mga permanenteng magnet. Bilang isang resulta nito, ang EMF ay sapilitan upang salungatin ang pagbabago sa pagkilos ng bagay. Samakatuwid, maaari naming sukatin ang isang boltahe sa mga terminal ng motor. Ito ay dahil ang likod na EMF ay isang pagpapaandar ng bilis ng rotor (rpm). Kapag ang rpm ay higit pa at kung ang likas na emf na nabuo ay higit pa sa supply boltahe, kung gayon ang motor ay kumikilos bilang isang generator. Tingnan natin ngayonkung paano gumagana ang prinsipyong ito sa mga sasakyang de-kuryente upang maiwasan ang pagkawala ng enerhiya dahil sa pagpepreno.

Kapag pinabilis ng motor ang sasakyan, ang lakas na gumagalaw na nauugnay dito ay tataas bilang isang parisukat ng tulin. Sa panahon ng coasting, ang sasakyan ay magpapahinga kapag ang lakas na gumagalaw ay naging zero. Kapag inilalagay namin ang mga preno sa isang de-koryenteng sasakyan, nagpapatakbo ang motor controller sa isang paraan upang maipahinga ang motor o mabawasan ang bilis nito. Nagsasangkot ito sa pag-reverse ng direksyon ng motor torque sa direksyon ng pag-ikot. Sa panahon ng prosesong ito, ang rotor ng motor na konektado sa drive axle ay bumubuo ng isang EMF sa motor (kahalintulad sa isang pangunahing mover / turbine na nagmamaneho ng rotor ng generator). Kapag ang nabuong EMF ay higit sa boltahe ng capacitor bank, ang kuryente ay dumadaloy mula sa motor patungo sa bangko. Sa gayon ang nakuhang enerhiya ay nakaimbak sa baterya o sa capacitor bank.

Paano gumagana ang Regenerative Braking sa Electric Vehicle

Isaalang-alang natin na ang isang kotse ay may tatlong phase AC Induction motor bilang motor para sa propulsyon nito. Mula sa mga katangian ng motor, alam natin na kapag ang isang tatlong-yugto na induction motor na tumatakbo sa itaas ng kasabay na bilis nito, ang slip ay naging negatibo at ang motor ay kumikilos bilang isang generator (alternator). Sa ilalim ng praktikal na mga pangyayari, ang bilis ng isang induction motor ay palaging mas mababa kaysa sa magkasabay na bilis. Ang magkasabay na bilisay ang bilis ng umiikot na magnetic field ng stator na ginawa dahil sa pakikipag-ugnayan ng tatlong phase supply. Sa oras ng pagsisimula ng motor, ang EMF na sapilitan sa rotor ay maximum. Tulad ng motor na nagsimulang umiikot ang EMF sapilitan bumababa bilang isang pag-andar ng slip. Kapag naabot ng bilis ng rotor ang kasabay na bilis, ang sapilitang EMF ay zero. Sa puntong ito, kung susubukan naming paikutin ang rotor sa itaas ng bilis na ito, mahihimok ang EMF. Sa kasong ito, ang motor ay naghahatid ng aktibong lakas pabalik sa mains o supply. Naglalapat kami ng preno upang mabawasan ang bilis ng sasakyan. Sa kasong ito, hindi namin maaasahan ang bilis ng rotor na lumampas sa kasabay na bilis. Dito makikita ang larawan ng papel na ginagampanan ng motor controller. Para sa hangarin na hangarin, maaari nating mailarawan tulad ng halimbawang ibinigay sa ibaba.

Ipagpalagay natin na ang motor ay umiikot sa 5900 rpm at ang dalas ng supply ay 200 Hz kapag naglalagay kami ng preno kailangan nating bawasan ang rpm o ibaba ito sa zero. Ang controller ay kumikilos alinsunod sa pag-input mula sa sensor ng pedal ng preno at isinasagawa ang operasyon na iyon. Sa panahon ng prosesong ito, itatakda ng controller ang dalas ng supply nang mas mababa sa 200 Hz tulad ng 80 Hz. Samakatuwid ang magkasabay na bilis ng motor ay nagiging 2400 rpm. Mula sa pananaw ng motor controller, ang bilis ng motor ay higit sa kasabay na bilis nito. Habang binabawasan namin ang bilis sa panahon ng pagpapatakbo ng pagpepreno, ang motor ngayon ay kumikilos bilang isang generator hanggang sa bumaba ang rpm sa 2400. Sa panahong ito, maaari naming makuha ang lakas mula sa motor at itago ito sa baterya o capacitor bank.Ito ay upang tandaan na ang baterya ay patuloy na nagbibigay ng lakas sa tatlong phase induction motors sa panahon ng regenerative braking process. Ito ay sapagkat ang mga induction motor ay walang magnetikong mapagkukunan ng pagkilos ng bagay kapag ang supply ay OFF. Samakatuwid ang motor kapag kumikilos bilang isang generator ay gumuhit ng reaktibong kapangyarihan mula sa suplay upang maitaguyod ang ugnayan ng pagkilos ng bagay at maghahatid ng aktibong lakas pabalik dito. Para sa iba't ibang mga motor, ang prinsipyo ng pagbawi ng lakas na gumagalaw sa panahon ng nagbabagong-buhay na pagpepreno ay iba. Ang mga permanenteng magnet na pang-magnet ay maaaring kumilos bilang isang generator nang walang anumang supply ng kuryente dahil mayroon itong mga magnet sa rotor upang makagawa ng magnetic flux. Gayundin ilang mga motor ang may natitirang magnetismo dito na tinatanggal ang panlabas na paggulo na kinakailangan upang lumikha ng magnetic flux.Ito ay sapagkat ang mga induction motor ay walang magnetikong mapagkukunan ng pagkilos ng bagay kapag ang supply ay OFF. Samakatuwid ang motor kapag kumikilos bilang isang generator ay gumuhit ng reaktibong kapangyarihan mula sa suplay upang maitaguyod ang ugnayan ng pagkilos ng bagay at maghahatid ng aktibong lakas pabalik dito. Para sa iba't ibang mga motor, ang prinsipyo ng pagbawi ng lakas na gumagalaw sa panahon ng nagbabagong-buhay na pagpepreno ay iba. Ang mga permanenteng magnet na pang-magnet ay maaaring kumilos bilang isang generator nang walang anumang supply ng kuryente dahil mayroon itong mga magnet sa rotor upang makagawa ng magnetic flux. Gayundin ilang mga motor ang may natitirang magnetismo dito na tinatanggal ang panlabas na paggulo na kinakailangan upang lumikha ng magnetic flux.Ito ay sapagkat ang mga induction motor ay walang magnetikong mapagkukunan ng pagkilos ng bagay kapag ang supply ay OFF. Samakatuwid ang motor kapag kumikilos bilang isang generator ay gumuhit ng reaktibong kapangyarihan mula sa suplay upang maitaguyod ang ugnayan ng pagkilos ng bagay at maghahatid ng aktibong lakas pabalik dito. Para sa iba't ibang mga motor, ang prinsipyo ng pagbawi ng lakas na gumagalaw sa panahon ng nagbabagong-buhay na pagpepreno ay iba. Ang mga permanenteng magnet na pang-magnet ay maaaring kumilos bilang isang generator nang walang anumang supply ng kuryente dahil mayroon itong mga magnet sa rotor upang makagawa ng magnetic flux. Gayundin ilang mga motor ang may natitirang magnetismo dito na tinatanggal ang panlabas na paggulo na kinakailangan upang lumikha ng magnetic flux.ang prinsipyo ng pagbawi ng lakas na gumagalaw sa panahon ng nagbabagong-buhay na pagpepreno ay iba. Ang mga permanenteng magnet na pang-magnet ay maaaring kumilos bilang isang generator nang walang anumang supply ng kuryente dahil mayroon itong mga magnet sa rotor upang makagawa ng magnetic flux. Gayundin ilang mga motor ang may natitirang magnetismo dito na tinatanggal ang panlabas na paggulo na kinakailangan upang lumikha ng magnetic flux.ang prinsipyo ng pagbawi ng lakas na gumagalaw sa panahon ng nagbabagong-buhay na pagpepreno ay iba. Ang mga permanenteng magnet na pang-magnet ay maaaring kumilos bilang isang generator nang walang anumang supply ng kuryente dahil mayroon itong mga magnet sa rotor upang makagawa ng magnetic flux. Gayundin ilang mga motor ang may natitirang magnetismo dito na tinatanggal ang panlabas na paggulo na kinakailangan upang lumikha ng magnetic flux.

Sa karamihan ng mga de-koryenteng sasakyan, ang motor na de koryente ay nakakonekta lamang sa solong drive axle (karamihan sa likod ng gulong drive axle). Sa kasong ito, kailangan naming gumamit ng isang mekanikal na sistema ng pagpepreno (haydroliko na pagpepreno) para sa mga gulong sa harap. Nangangahulugan ito na ang tagapagkontrol ay kailangang mapanatili ang koordinasyon sa pagitan ng parehong mekanikal at elektronikong sistema ng pagpepreno habang inilalapat ang mga preno.

Ang Regenerative Braking ba ay nagkakahalaga na ipatupad sa lahat ng Mga Sasakyan ng Elektriko?

Walang pag-aalinlangan sa pagkuha ng potensyal na enerhiya sa konsepto ng makabagong paraan ng pagpepreno, ngunit mayroon din itong ilang mga limitasyon. Tulad ng itinuro dati, ang rate kung saan maaaring singilin ang mga baterya ay mabagal kung ihahambing sa rate kung saan ito makaka-debit. Nililimitahan nito ang dami ng nakuhang enerhiya na maiimbak ng mga baterya sa biglaang pagpepreno (mabilis na pagbawas). Hindi maipapayo na gumamit ng regenerative braking sa ilalim ng ganap na sisingilin na mga kundisyon. Ito ay dahil ang labis na pag-charge ay maaaring makapinsala sa mga baterya, ngunit pinipigilan ng elektronikong circuit mula sa labis na pagsingil nito. Sa kasong ito, maaaring iimbak ng capacitor bank ang enerhiya at makakatulong sa pagpapalawak ng saklaw. Kung wala ito, pagkatapos ay inilalagay ang mga mekanikal na preno upang ihinto ang sasakyan.

Alam namin na ang lakas na gumagalaw ay ibinibigay ng 0.5 * m * v ². Ang dami ng enerhiya na maaari nating makuha ay nakasalalay sa dami ng sasakyan at pati na rin sa bilis ng paglalakbay nito. Ang kabuuang masa ay higit pa sa mabibigat na sasakyan tulad ng mga de-kuryenteng kotse, electric bus, at trak. Sa siklo ng pagmaneho ng lunsod, ang mga mabibigat na sasakyang ito ay makakakuha ng malaking momentum pagkatapos ng pagbilis sa kabila ng paglalakbay sa mababang bilis. Kaya't sa panahon ng pagpepreno, ang magagamit na enerhiya na gumagalaw ay higit pa kung ihahambing sa isang electric scooter na naglalakbay sa parehong bilis. Samakatuwid, ang pagiging epektibo ng nagbabagong-buhay na pagpepreno ay higit pa sa mga de-kuryenteng kotse, bus, at iba pang mabibigat na sasakyan. Bagaman ilang mga scooter ng kuryente ang may tampok na regenerative braking, ang epekto nito sa system (ang dami ng nakuha na enerhiya, o ang pinalawak na saklaw) ay hindi kasing epektibo sa mga electric car.

Ang Kailangan para sa Mga Bangko sa Capacitor o Mga Ultra Capacitor

Sa panahon ng pagpepreno, kailangan nating ihinto o bawasan ang bilis ng sasakyan agad. Samakatuwid ang pagpapatakbo ng pagpepreno sa instant na iyon ay naroroon para sa isang maikling panahon. Ang mga baterya ay may isang limitasyon sa oras ng pagsingil na hindi namin mai-dump ang mas maraming enerhiya sa bawat oras dahil masisira nito ang mga baterya. Maliban dito, ang madalas na pagsingil at pag-aalis ng baterya ay nagdudulot din ng buhay ng baterya. Upang maiwasan ang mga ito, nagdagdag kami ng isang capacitor bank o ultra-capacitor sa system. Ang mga ultra capacitor o Super Capacitor ay maaaring mag-debit at singilin para sa maraming mga cycle nang walang anumang pagkasira ng pagganap, na makakatulong sa pagtaas ng buhay ng baterya. Ang Ultra capacitor ay may mabilis na tugon, na makakatulong sa pagkuha ng mga taluktok ng enerhiya / paggulong ng mabisa sa panahon ng pagpapatakbo ng muling pagbabalik ng preno.Ang dahilan para sa pagpili ng isang ultra capacitor ay maaari itong mag-imbak ng 20 beses na mas maraming enerhiya kaysa sa electrolytic capacitors. Naglalagay ang system na ito ng isang DC to DC converter. Sa panahon ng pagpabilis, pinapayagan ng pagpapatakbo ng pagpapalakas ang capacitor na mag-debit ng hanggang sa isang halaga ng threshold. Sa panahon ng pagbagal (ibig sabihin sa pagpepreno) ang operasyon ng usang lalaki ay nagpapahintulot sa capacitor na singilin. Ang mga ultra capacitor ay may mahusay na pansamantalang tugon, na kapaki-pakinabang sa panahon ng pagsisimula ng sasakyan. Sa pamamagitan ng pag-iimbak ng nakuhang enerhiya na hiwalay sa baterya, makakatulong ito sa pagpapalawak ng saklaw ng sasakyan at maaari ring suportahan ang biglaang pagbilis sa tulong ng boost circuit.pagpepreno) ang operasyon ng usang lalaki ay nagbibigay-daan sa singil ng capacitor. Ang mga ultra capacitor ay may mahusay na pansamantalang tugon, na kapaki-pakinabang sa panahon ng pagsisimula ng sasakyan. Sa pamamagitan ng pag-iimbak ng nakuhang enerhiya na hiwalay sa baterya, makakatulong ito sa pagpapalawak ng saklaw ng sasakyan at maaari ring suportahan ang biglaang pagbilis sa tulong ng boost circuit.pagpepreno) ang operasyon ng usang lalaki ay nagbibigay-daan sa singil ng capacitor. Ang mga ultra capacitor ay may mahusay na pansamantalang tugon, na kapaki-pakinabang sa panahon ng pagsisimula ng sasakyan. Sa pamamagitan ng pag-iimbak ng nakuhang enerhiya na hiwalay sa baterya, makakatulong ito sa pagpapalawak ng saklaw ng sasakyan at maaari ring suportahan ang biglaang pagbilis sa tulong ng boost circuit.