회생 제동이란 무엇이며 왜 사용하지 않습니까?

나는 많은 전기 자동차가 재생 제동을 사용하여 열 에너지가 손실되는 것을 더 유용하고 재사용 가능한 형태의 에너지로 변환함으로써 자동차가 더 효율적이 될 수 있도록합니다.

물론, 일반적인 내연 기관으로 구동되는보다 전통적인 자동차에이 기술을 사용할 수있는 새로운 브레이크 설계를 설계하는 방법이 있어야합니다.

내가 이해하지 못하는 것은 :

• 회생 제동이란 정확히 무엇입니까?
• 전기 자동차와 하이브리드 자동차에만 회생 제동 만 사용할 수있는 이유는 무엇입니까?
• 크랭크 샤프트의 동력을 증가 시키거나 연료 소비를 줄이기 위해이 영리한 제동 기술을 사용할 수없는 이유가 있습니까?

이미지 출처 : http://sjam4uphysics.pbworks.com/w/page/38936885/Regenerative%20Braking

tl; dr : 우리는. 그냥 비싸요.

전기 및 화학 에너지 모터의 차이점 중 하나는 전기 시스템이 에너지 (예 : 배터리)를 포착하고 유지하는 것이 훨씬 편리하다는 것입니다. 제동하는 동안 휠에 전류를 생성하기 위해 유도를 사용하기 만하면됩니다. 해당 배터리의 전류를 가리키면 낭비되는 에너지를 유지하게됩니다.

화학 에너지 모터를 사용하면 과도한 에너지를 저장하기가 훨씬 어렵습니다. 예를 들어 브레이크를 사용하여 더 많은 휘발유를 생성 할 수 없습니다. 그러나 KERS 와 같은 운동 에너지 를 유지할 수 있습니다 . 이것은 제동시 에너지를 사용하여 플라이휠을 회전시킵니다. 이 플라이휠은 필요할 때 추가 동력으로 사용될 수 있습니다.

불행히도, KERS 장치는 비싸고 추가 엔지니어링이 많이 필요합니다 (정확히 말하면 실제로 회전하는 플라이휠을 실제로 차를 앞으로 밀기 위해 어떻게 가져올 것입니까?). 그들은 또한 일반적이지 않기 때문에 규모의 경제로부터 이익을 얻지 못합니다.

말한대로, 그들은 일합니다. 포뮬러 원은 그것들을 통과 부스트 시스템으로 큰 효과를 발휘했습니다. 나는 도로에서 그런 종류의 능력을 사용하지 않을 것이지만, 나는 갤런의 가스에서 더 많은 움푹 들어간 곳을 얻는 데 도움이되는 모든 것을 실험하게되어 기쁩니다.

"회생 제동이 무엇이며 왜 사용하지 않습니까?"라는 질문에 대한 답변으로 우리는 그렇게합니다. 정상적인 제동의 경우, 차의 전진 운동량은 브레이크 디스크에서 열로 전환되어 차후에 소실되고 손실되어 브레이크에 의해 제거됩니다. 재생 제동을 사용하면 자동차의 움직임이 열로 대기 중으로 손실되는 대신 전기 에너지로 변환되어 차량 배터리에 저장됩니다.

폭스 바겐 블루 모션 차량의 범위는 (그리고 다른 제조사들이 그렇게 확신하지만 폭스 바겐은 그렇게 확신합니다) 매우 정교한 교류 발전기를 가지고 있습니다. 자동차가 브레이크에 가해지는 압력으로 인해 속도가 느려지고 자동차가 기어에 있고 클러치가 작동 중임을 감지하면 발전기는 드라이브에서 훨씬 더 많은 전력을 끌어들이는 모드로 들어갑니다. 이 드라이브는 일반적으로 엔진에서 나오지만 제동 상황에서는 변속기를 통해서만 제공되며 드라이브 트레인에 효과적으로 작용합니다.

이 시스템은 가솔린 및 디젤 구동 Bluemotion 장착 폭스 바겐에 모두 장착됩니다. 자세한 내용은 여기 및 여기를 참조하십시오

나는 이것이 F1 자동차와 같은 규모가 아니지만 재생 제동의 한 형태이며 오늘날 공공 도로에서 사용되고 있습니다.

회생 제동은 브레이크에서 열로 손실되는 에너지를 저장하는 시스템입니다. 이러한 시스템은 훌륭하게 들리지만 자체적으로 많은 문제가 발생합니다.

1. 에너지 저장 및 발전에 들어가기 전에 실제 서비스 브레이크는 매우 복잡합니다. 회생 제동이 제대로 작동하기 위해서는 회생 브레이크가 작동하는 동안 브레이크가 작동하지 않습니다. 추가 회생 브레이크는 고속으로 만 작동하며 감속 할 때 효과가 느려집니다. 이것은 고속에서 회생 브레이크의 속도를 늦추고 일반 브레이크가 느려지지 않는 전환을 필요로하며, 회생 브레이크의 속도를 늦추면 감소하는 속도로 일반 브레이크가 결국 정지하게됩니다. 일반 브레이크는 아무 것도하지 않고 브레이크 페달이 정상으로 느껴지도록하는 시스템은 스위치가 발생했다는 사실을 알면서 매끄럽게 일반 브레이크로 전환합니다.
2. 에너지 저장은 큰 문제입니다. 하이브리드에서 모든 것이 훌륭하게 들립니다. 배터리를 충전하십시오. 실제로 정지 중에 자동차가 생성하는 에너지의 양은 배터리가 실제로 흡수 할 수있는 양보다 더 큽니다. 정지가 빠르면 문제가 더 증폭됩니다. @BobCross가 언급 한 시스템은 KERS입니다. 모터 / 발전기를 플라이휠에 결합하면 배터리로 직접 들어갈 수없는 추가 재생 에너지가 플라이휠을 회전시키는 데 사용됩니다. 그런 다음 시간이 지남에 따라 에너지가 전기로 변환되어 배터리를 충전합니다. 이 시스템은 매우 무겁고 비쌉니다. 다른 시스템은 슈퍼 커패시터를 사용하고 있습니다. 여분의 에너지는 슈퍼 캡에 버려집니다. 문제는 에너지가 커패시터에 저장 될 때 컨디셔닝 없이는 유용하지 않다는 것입니다. 커패시터의 전압이 매우 빠르게 떨어집니다. 고전압을 저장하는 경우 전압을 유용한 것으로 낮추기위한 시스템이 필요합니다. 배터리보다 많은 전압을 저장하지 않으면 전압을 유용한 것으로 단계적으로 올리는 시스템이 필요합니다. 슈퍼 커패시터도 다소 비쌉니다.

하이브리드 및 전기 자동차에는 회생 제동을 활용하기 위해 전기 시스템이 내장되어 있습니다. 이러한 모든 문제는 직선 가솔린 엔진으로 더욱 증폭됩니다. 새로운 시스템은 설치가 필요하고 기존의 것을 활용할 수 없으므로 재생 제동을 제공하여 비용을 추가합니다. 도시에서 연비는 좋아 지지만 고속도로에서는 고통받는 자동차 가격에 5k를 추가하는 시스템에서 누군가를 팔기가 어려워집니다.

Ford는 정 위치 변위 펌프가 정지시 유압 축 압기를 충전하는 시스템을 개발 중입니다. 다시 이륙하면 유체 압력이 펌프를 통해 역전되어 정지 상태에서 시동을 돕기 위해 모터로 전환합니다. 이 시스템은 시스템 크기가 너무 큰 부담이없는 대형 트럭을위한 것입니다. 또한 시스템이 시끄럽고 누출되기 쉽습니다.

디젤-전기 철도 기관차는 회생 제동을 사용하지만이를 "동적 제동"이라고합니다. 또한 에너지를 저장하지 않고 저항 그리드와 팬을 통해 지붕 수준에서 방출합니다.

완전한 전기 기관차 및 일부 전차는 일반적으로 재생 된 전력을 와이어 또는 제 3 레일로 다시 공급할 수있다. 이것은 DC 시스템에서 훨씬 간단합니다.

그러나 트랙션 모터 (일반적으로 축당 하나)는 열차의 운동량에 의해 구동되므로 발전기로 작동합니다.

회생 제동은 저장된 에너지를 활용할 수있는 간단한 이유 때문에 전기 자동차 나 하이브리드 자동차에만 유용합니다. 또한 드라이브 트레인 회생 제동의 일부로 전기 모터를 설치하면 기존 모터를 발전기로 사용하고 나중에 배터리로 생성 된 전력을 전환하기 때문에 (하드웨어 측면에서) 거의 내장되어 있습니다. 용도.

본질적으로, 하이브리드 브레이크 이외의 다른 것에서 회생 제동을 사용하는 데있어서 아무런 의미가 없으며, 실제로 회생 제동을 갖는 것은 하이브리드 자동차의 좋은 정의이다.

회생 제동 시스템이 장착 된 컨벤션 IC 엔진 차량에 장착 할 수없는 이유는 없지만, 차량을 운전하기 위해 그 힘을 사용하지 않는 한 많은 추가 량을 추가 할 때 실제로 달성하지 못했습니다 사용할 수없는 전기 에너지를 저장하기위한 무게와 복잡성.

긴 고속도로 / 고속도로 여행에서는 보조 전기 시스템 (조명, 점화, 라디오, 시동을위한 배터리 충전 등)의 작은 요구 사항을 충족하기에 충분한 제동을 수행하지 않아서 교류 발전기가 필요 없다는 장점.

우리는 다음으로 최선을 다할 수 있습니다.

1/2 마일 (800m) 전방에서, 불이 노란색으로 변합니다. 60mph (100kph)에서 30 초입니다. 그리고 나는 빛이 약 35 초의주기와 멈춰진 차들이 움직일 때까지 10 초가 걸린다는 것을 알고 있습니다.

나는 속도를 유지하기 위해 지속적인 전력을 공급하고 있습니다. 다시 25 초간 계속 한 다음 5 초 동안 제동을 걸고 멈 춥니 다. 휴대 전화로 15 초를 재생 한 다음에

아니면 ... 나는 즉시 공전 상태에 간다. 내 차 해안. 엔진이 여전히 기어 상태 일 때, 제동력이 엔진을 밀고 (돌고) 약한 제동 효과를 내므로 연료 인젝터가 완전히 차단됩니다. 내 속도는 점차 ... 50 ... 55 ... 45 느려 ... 리틀 전원 ... 40 (65kph)의 비트 ... 플립 난 아직도 1/8 마일 (200m)이야하면서 빛 회전 녹색 뒤로. 멈 췄던 차는 포장을 풀고, 언제 전력을 공급해야하는지 정확하게 측정합니다. 그리고 나는 결코 제동 하지 않습니다 .

첫 번째 시나리오에는 두 가지 에너지 교환이 있습니다. 먼저 연료는 600m (3/8 마일)의 크루즈를 유지하기 위해 적용되었습니다. 둘째, 제동 에너지는 지난 1/8 마일에서 흘렀습니다. 이것들은 거의 같을뿐만 아니라 같은 에너지 입니다. 만약 우리가 적절한 재생을하고 있다면 전류계에서 그것들을 읽고 실제 줄을 끌어 올릴 수 있습니다.

두 번째 시나리오에는 없습니다. 연료가 소비되지 않고 브레이크 에너지가 방출되지 않습니다. 회생 제동의 효과는 달성되지만 변환 손실은 없습니다.

물론 이것은 기술적 인 접근 방식이 아닌 교육적인 접근 방식이지만 효과가 있습니다. 심지어 재생성 할 수있는 EV에, 그것은 여전히 작동하지 않습니다 더 리젠보다 - 작동거야 사실 도 당신은 더 나은 "해안"을 얻기 때문에 EV에 더 나은 - 브레이크 및 조향이 도움을 제공하기 위해 단지 엔진을 회전하기 위해 사용 드래그 할 필요 .