Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Рейтинг оборудования
    • Рейтинг оборудования

      • Лучший дровяной котел
      • Лучший европейский тепловой насос воздух-вода
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Электрический грузовик с функцией рекуперативного торможения, производства Smith Electric Vehicles. Источник: Wikimedia Commons. Toll Group / CC BY
Электрический грузовик с функцией рекуперативного торможения, производства Smith Electric Vehicles. Источник: Wikimedia Commons. Toll Group / CC BY

Рекуперативное торможение транспортных средств с электродвигателем

Исследования

Опубликовано: 17.08.2020

Обновлено: 17.08.2020

 454

Идея рекуперативного торможения состоит в том, чтобы улавливать часть кинетической энергии транспортного средства и хранить ее, а не сбрасывать в виде тепла

Для передвижения пассажиров и грузов с помощью транспорта, в частности автомобильного, тратится огромное количество энергии. Помимо возможности свободного перемещения из одной местности в другую, из-за которого может возникнуть чувство беспрецедентной свободы, способной изменить большую часть привычного образа жизни, этот процесс характеризуется большими тратами энергии «впустую».

Если водитель израсходует бак с бензином, путешествуя из одного города в другой, 100% запасенной энергии топлива будет преобразовано в тепло, значительная часть которого не произведет никакой работы. Часть энергии будет потрачена на трение в трансмиссии, и некоторое ее количество будет использовано по назначению на приведение автомобиля в движение.

Когда водитель осуществляет торможение транспортным средством до полной остановки, то вся его кинетическая энергия преобразуется в тепло, выделяемое тормозной системой. Идея рекуперативного торможения состоит в том, чтобы улавливать часть этой кинетической энергии и хранить ее, а не сбрасывать в виде тепла.

Рекуперативное торможение в электротранспорте

Идея сохранения кинетической энергии не нова, реализация электрического рекуперативного торможения существует по крайней мере с 1906 года. Электрическое рекуперативное торможение встречается в транспортных средствах, которые приводятся в движение электродвигателем от батареи. Также в этих системах, называемых гибридными, может присутствовать двигатель внутреннего сгорания.

Если колеса и оси автомобиля приводятся в движение от электродвигателя, а не наоборот, то он действует как генератор, а часть исходящей от него энергии используется для обратной зарядки аккумулятора.

Существуют и другие методы регенерации кинетической энергии. В течение нескольких лет, начиная с 2009 года, команды «Формулы-1» для сохранения кинетической энергии использовала маховики. Эта идея не так популярна, как электрическое рекуперативное торможение, исходя из соображений безопасности и сложности ее реализации.

КПД автомобильных двигателей

Обычный автомобильный двигатель внутреннего сгорания имеет КПД около 0,12-0,20. То есть только около 20% запасенной энергии бензина преобразуется в кинетическую энергию транспортного средства.

Напротив, электродвигатели имеют более высокую эффективность. Асинхронные электродвигатели имеют КПД от 0,65 до 0,94 (в городском режиме вождения и на шоссе), двигатели переменного тока с постоянными магнитами еще более эффективны и достигают КПД 0,83–0,95 при тех же условиях.

Таким образом, если говорить строго об эффективности, соотношении работы двигателя к потребляемой им энергии, электродвигатели, где естественным образом реализовано электрическое рекуперативное торможение, обладают очевидным преимуществом.

Хотя эффективность электродвигателей обычно высока, она изменяется в зависимости от скорости и крутящего момента. Эффективность электродвигателей падает, когда они работают с максимальным крутящим моментом на низких скоростях вращения ротора.

Ограничения и возможности

Чтобы оценить эффективность транспортного средства, включая рекуперативное торможение, необходимо учесть его ограничения в использовании. Во-первых, если двигатель используется в качестве генератора, он ограничен теми же пределами мощности, которые присутствуют при его работе в обычном режиме.

Это проблема, потому что автомобили тормозят гораздо сильнее (с гораздо большей мощностью), используя обычные тормоза на основе трения, чем они ускоряются. При использовании одного лишь только рекуперативного торможения создаваемое транспортным средством тормозное усилие будет меньшим, чем если бы оно использовало традиционные тормоза на основе трения.

Кажется маловероятным, что электромобили в ближайшее время откажутся от обычных тормозов. Мощность торможения ограничивается не только номинальной мощностью двигателя, но и пределом мощности зарядки аккумуляторной батареи. Этот предел зависит от типа батареи (химического состава) и изменяется в зависимости от температуры окружающей среды.

Это затрудняет анализ мощности торможения, поскольку автомобиль может создавать тормозное усилие на полной мощности в течение короткого периода времени (несколько секунд), но при повышении температуры аккумуляторной батареи и инвертора мощность торможения резко упадет.

Хотя реальная выгода от рекуперативного торможения может варьироваться в зависимости от сценария, некоторые симуляции показывают, что его использование снижает внешнее потребление энергии примерно на 20% при движении автомобиля в городских условиях.

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Сложный глаз моли имеет выраженную антиотражающую структуру, повышающую солнечное поглощение. Источник: Wikimedia Commons, CC BY 2.0

Биомиметические технологии для солнечных элементов

Обновлено: 30.05.2020
 1032
Завод по сжижению угля Erdos CTL, Внутренняя Монголия, Китай. Предоставлено: NrgEdge

Преобразование угля в жидкое топливо при помощи ядерной энергии

Обновлено: 13.12.2020
 578
Фото: Теплоэлектростанция. Jwvein, Pixabay

Улавливание и хранение углерода при производстве электроэнергии

Обновлено: 05.06.2020
 884

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Flames

    Недавние публикации

    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  91
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  99
    Теплый и холодный тепловые потоки направлены на человека. VELUX

    Тепловой комфорт в зданиях: что из себя представляет и как достичь

    Обновлено: 26.03.2022  117

    Популярные категории

    • Системы отопления и охлаждения55
    • Природные ресурсы, экология и строительство90
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Оборудование и материалы87
    • Новости, обзоры, события120

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2022 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.