Поскольку компания недавно объявила о своем неожиданном переходе на рынок электромобилей, ясно, что бум электромобилей надвигается на нас. Однако технология, лежащая в основе этих транспортных средств, должна продолжать совершенствоваться, чтобы усовершенствовать ее использование в альтернативных приложениях, включая коммерческие транспортные средства. Здесь директор ведущего производителя динамических тормозных резисторов, объясняет, как энергия, улавливаемая с помощью рекуперативного торможения, может быть эффективно использована в коммерческих автомобилях.
Традиционные большегрузные коммерческие автомобили, такие как грузовики, составляют всего 7% транспортных средств на дорогах, но на них приходится более 25% расхода топлива в мире. Для решения этой проблемы существует законодательство, такое как стандарты выбросов в атмосферу при глобальном потеплении и топливной эффективности для транспортных средств средней и большой грузоподъемности (M/HDV). Однако выбросы никогда не будут полностью устранены из двигателя внутреннего сгорания. Один из вариантов-заменить коммерческие автомобили, работающие на двигателях внутреннего сгорания, электрическими аналогами. Коммерческие автомобили, такие как фургоны, грузовики и военные автомобили, рассчитаны на более длительный срок службы, чем бытовые автомобили. Таким образом, коммерческие электромобили с нулевым уровнем выбросов могут оказывать гораздо большее воздействие на окружающую среду на единицу продукции, чем средний электрический семейный автомобиль.
Недавнее исследование показало, что короткие дистанции вождения и технология аккумуляторных батарей являются двумя ключевыми факторами, останавливающими потребителей покупать электромобили. Отсутствие дальности действия из-за емкости накопителя энергии может привести к значительным простоям для предприятий, эксплуатирующих парк транспортных средств. Это оказывается дорогостоящим и должно быть устранено, если коммерческие электромобили должны быть приняты более широко. Усовершенствования аккумуляторных технологий могут быть медленными, чтобы попасть на коммерческий рынок, и часто стоят дорого. Еще одним вариантом увеличения дальности полета с использованием современной технологии литий-ионных аккумуляторов является сохранение энергии, потерянной при торможении. Традиционные фрикционные тормоза преобразуют кинетическую энергию движения автомобиля в тепло, где она теряется. Однако регенеративные тормоза обладают способностью преобразовывать кинетическую энергию в электрическую или химическую энергию, которая может храниться внутри батареи. Колеса электромобилей приводятся в движение электродвигателями, работающими от аккумулятора. Когда этот же двигатель работает в обратном направлении, чтобы замедлить автомобиль, когда педаль тормоза нажата, он становится генератором, производящим энергию, которая затем может быть сохранена в батарее.
Во время рекуперативного торможения двигатель поворачивается назад, чтобы замедлить движение автомобиля. Энергия от движения транспортного средства заставляет двигатель работать в обратном направлении, и поэтому энергия, которая обычно теряется при торможении, захватывается. Поскольку работоспособность литий-ионных аккумуляторов зависит от их частичного заряда, дополнительная энергия от рекуперативного торможения может не только помочь расширить диапазон текущего цикла работы батареи, но и улучшить общее состояние батареи. Это может помочь увеличить срок службы дорогостоящего аккумулятора, экономя как деньги, так и ресурсы. Когда батарея полна, или в случае электрического недостатка, резервную систему необходимо использовать для того чтобы разрядить сверхнормальную энергию, часто в форме тормозного резистора.
Этот сценарий экстренного торможения особенно важен для более тяжелых транспортных средств, включая автобусы, военные автомобили и грузовики, которые могут испытывать трудности с разрядкой энергии при внезапной остановке. По соображениям безопасности рекуперативные тормоза подкрепляются традиционными фрикционными тормозами, которые используются при резком торможении в аварийных ситуациях. В традиционных автомобилях с двигателями внутреннего сгорания тепло отводится от двигателя через радиатор и передается также через циркулирующий хладагент, используя избыточную энергию, удаляемую из двигателя, чтобы предотвратить перегрев. Однако, поскольку в полностью электрических транспортных средствах нет двигателя или эквивалентного компонента, избыточное тепло не улавливается. Поэтому электромобили вынуждены использовать при торможении резистивный нагрев, чтобы использовать энергию, взятую от аккумулятора, для обогрева салона. Это потребляет много тока и рискует очень быстро разрядить батарею.
Альтернативой является использование тормозного резистора с водяным охлаждением, как для нагрева, так и для торможения. Когда энергия, захваченная через рекуперативное торможение, проходит через тормозной резистор, тепло, переданное в охлаждающую воду, может быть передано в кабину во многом таким же образом, как и в автомобилях внутреннего сгорания. Это повышает энергоэффективность, так как тепло, теряемое при торможении, сохраняется и используется с пользой. Чтобы представить это в перспективе, энергоэффективность обычного автомобиля составляет около 20%, при этом 80% теряется из-за трения. И наоборот, рекуперативное торможение может быть способно захватить половину из 80% и вернуть ее к работе, нагревая кабину. Кроме того, поскольку рекуперативное торможение означает, что механические фрикционные тормоза используются только в аварийных, внезапных условиях остановки, существует гораздо меньше необходимости в техническом обслуживании. Вспомогательные компоненты, такие как тормозные резисторы, не требуют дополнительного обслуживания, в отличие от высокой стоимости замены тормозных колодок и дисков на всем автопарке. Как показывает сектор электромобилей, электромобили, в том числе коммерческие, становятся чрезвычайно доступными. Сохранение энергии с помощью тормозных резисторов с водяным охлаждением - это всего лишь один из способов повышения энергоэффективности, безопасности, дальности действия и работоспособности батарей этих транспортных средств, что, в свою очередь, снижает их углеродный след.