سیستم بازیابی انرژی چیست و چگونه کار می‌کند؟

در خودروهای ICE ( موتورهای احتراق داخلی شامل بنزینی، گازوییلی یا گازسوز)، زمانی‌که راننده ترمز می‌گیرد و یا پای خود را از روی پدال گاز برمی‌دارد، انرژی جنبشی خودرو تبدیل به گرما می‌شود و از طریق قطعات مکانیکی نظیر لنت و دیسک ترمز هدر می‌رود. اما در خودروهای NEV (انرژی نو) بخشی از این انرژی مجددا به چرخه مصرف انرژی برخواهد گشت.

در این حالت، موتور الکتریکی نقش خود را از موتور به ژنراتور تغییر می‌دهد و به جای تولید نیرو برای حرکت چرخ‌ها، از حرکت چرخ‌ها انرژی تولید و آن را به انرژی الکتریکی (برق) تبدیل می‌کند و این انرژی از طریق سیستم مدیریت، به باتری‌های خودرو می‌رسد تا میزانی موجب شارژ آنها شود.

به همین سبب به این فناوری بازیابی انرژی ترمز و یا ترمز احیا کننده می‌گویند.

تفاوت بازیابی انرژی در خودروهای HEV، PHEV و EV

تمام خودروهای انرژی نو از فناوری بازیابی انرژی ترمز بهره می‌برند، اما نحوه عملکرد آن‌ها مقداری با هم متفاوت هستند که در ادامه به آن خواهیم پرداخت

سیستم بازیابی انرژی در خودروهای هیبرید (HEV)

باتری خودروهای هیبرید ظرفیت محدودی دارد و معمولا بین ۲ تا ۴ کیلووات ساعت هستند و هدف اصلی این سیستم، کاهش مصرف سوخت و کمک به موتور بنزینی است. انرژی بازیابی شده ترمز در خودروهای هیبرید معمولا برای حرکت در سرعت‌های پایین و شروع به حرکت یا افزایش شتاب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سیستم بازیابی انرژی در خودروهای پلاگین هیبرید (PHEV)

خودروهای پلاگین هیبرید از باتری‌های بزرگ‌تری نسبت به خودروهای هیبرید برخوردار هستند (معمولا ۱۶ تا ۲۲ کیلووات). ظرفیت بیشتر باتری این خودروها موجب می‌شود بازیابی انرژی ترمز ذخیره شود و برای مسافت‌هایی که خودرو در حالت تمام برقی استفاده می‌شود، مورد استفاده قرار گیرد.

سیستم بازیابی انرژی در خودروهای برقی (EV/BEV)

سیستم بازیابی انرژی ترمز در خودروهای تمام برقی از اهمیت بیشتری برخوردار است، چون تمام نیروی محرکه خودرو از باتری تامین می‌شود. بسیاری از خودروها از قابلیت رانندگی تک‌پدالی (One-Pedal Driving) بهره‌مند هستند که به موجب آن با برداشتن پا از روی پدال گاز، خودرو بخش زیادی از سرعت خودرو را از طریق بازیابی انرژی ترمز را از دست می‌دهد و این عمل مشابه ترمزگیری عمل می‌کند.

آیا بازیابی انرژی می‌تواند باتری خودرو را به طور کامل شارژ کند؟

جواب یک کلمه‌ای این سوال خیر است.

در خودروهای انرژی نو، بخش نه‌چندان بزرگی از شارژ باتری از طریق انرژی بازیافتی انجام می‌شود که خود این مسئله هم به میزان زیادی به عواملی چون سرعت خودرو، شیب مسافت طی شده و میزان ترمزگیری بستگی دارد.

در خودروهای پلاگین هییرید بخش مهمی از انرژی باتری توسط موتور بنزینی و کابل شارژ با استفاده از ایستگاه‌های شارژ انجام می‌شود و در خودروهای برقی، صرفا توسط شارژر قابل انجام است.

ترمز ترکیبی (Brake Blending) چیست؟

یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های خودروهای هیبرید و برقی، Brake Blending  یا ترمز ترکیبی است.

در این فناوری، واحد کنترل خودرو به‌صورت لحظه‌ای تصمیم می‌گیرد چه مقدار از نیروی ترمز توسط موتور الکتریکی و چه مقدار توسط ترمزهای هیدرولیکی تأمین شود. هدف این سیستم، دستیابی هم‌زمان به سه ویژگی است:

•         بیشترین میزان بازیابی انرژی

•         حفظ پایداری و ایمنی خودرو

•         ایجاد حس طبیعی و یکنواخت هنگام فشردن پدال ترمز

در ترمزگیری‌های ملایم، تقریباً تمام کاهش سرعت از طریق بازیابی انرژی انجام می‌شود. اما هرچه راننده فشار بیشتری به پدال ترمز وارد کند، سیستم به‌تدریج ترمزهای مکانیکی را نیز وارد مدار می‌کند تا نیروی توقف موردنیاز تأمین شود. این فرآیند به‌صورت کاملاً هوشمند انجام می‌شود و هدف آن حفظ تعادل میان بازیابی انرژی، راحتی رانندگی و ایمنی است.

جمع‌بندی

سیستم بازیابی انرژی ترمز، امروزه جزء مهم‌ترین فناوری‌های خودروهای انرژی نو محسوب می‌شود. که با استفاده از تبدیل انرژی جنبشی به الکتریکی، نقش بسیار مهمی در کاهش مصرف سوخت، استهلاک و افزایش بهره‌وری دارند.

البته بازیابی انرژی ترمز نمی‌تواند جایگزین شارژ کامل باتری در خودروهای پلاگین هیبرید شود، اما با استفاده از انرژی‌ که می‌توانست هدر برود، سهم مهمی در کاهش مصرف انرژی این خودروها دارد.