Wenn Sie in einem städtischen Gebiet fahren, stellen Sie wahrscheinlich fest, dass Sie ständig anhalten und auf der Straße wieder anfahren. Es ist eine große Zeitverschwendung, aber Sie werden vielleicht nicht erkennen, dass es eine riesige Energieverschwendung ist. Um ein Auto vorwärts zu bringen, braucht es viel Kraft, und jedes Mal, wenn Sie auf die Bremsen, all die Energie, die Sie aufgebaut haben, verpufft. Nach den Regeln der Physik kann Energie nicht vernichtet werden. Das heißt, wenn Ihr Auto langsamer wird, muss die kinetische Energie, die es vorwärts bewegt hat, irgendwohin gehen – sie geht in den Bremsbelägen verloren und wird als Wärme abgegeben. Aber was wäre, wenn Sie diese Energie speichern und beim nächsten Beschleunigen verwenden könnten? Das ist das Grundprinzip der regenerativen Bremsen, die in Elektroautos und -zügen weit verbreitet sind.
Definition
Regeneratives Bremsen ist ein System, bei dem der Elektromotor, der normalerweise ein Hybrid- oder reines Elektrofahrzeug antreibt, beim Bremsen oder Ausrollen im Wesentlichen (elektrisch) rückwärts betrieben wird. Anstatt Energie zu verbrauchen, um ein Fahrzeug anzutreiben, fungiert der Motor als Generator, der das Bordnetz auflädt Batterien mit elektrischer Energie, die normalerweise durch traditionelle mechanische Reibung als Wärme verloren geht Bremsen. Da der Motor „rückwärts“ arbeitet, erzeugt er Strom. Die damit einhergehende Reibung (elektrischer Widerstand) unterstützt die normalen Bremsbeläge bei der Überwindung der Trägheit und hilft, das Fahrzeug zu verlangsamen.
Traditionell vs. Regenerativ
In einem traditionellen Bremssystem erzeugen Bremsbeläge Reibung mit den Bremsscheiben, die das Auto stoppen oder verlangsamen. Auch zwischen den Rädern und der Fahrbahn entsteht Reibung. Beide erzeugen Wärme aus der kinetischen Energie des Autos.
Bei regenerativen Bremsen übernimmt jedoch das System, das das Fahrzeug antreibt, den größten Teil des Bremsvorgangs. Wenn Sie das Bremspedal eines Hybrid- oder Elektroautos niederdrücken, schalten diese Bremsen den Elektromotor des Autos in den Rückwärtsgang, wodurch dieser rückwärts läuft und die Räder des Autos verlangsamt. Beim Rückwärtsfahren fungiert der Motor auch als elektrischer Generator, indem er Strom erzeugt, der in die Batterien des Autos geliefert wird.
Beste Situationen
Regenerative Bremsen sind bei bestimmten Geschwindigkeiten effektiver. Sie sind tatsächlich am nützlichsten in Stop-and-Go-Situationen. Hybrid- und Elektroautos haben auch Reibungsbremsen, die als eine Art Backup-System in Szenarien fungieren, in denen regeneratives Bremsen nicht genug Leistung zum Anhalten liefern kann. In diesen Fällen sollte sich der Fahrer bewusst sein, dass das Bremspedal unterschiedlich auf Druck reagieren kann. Es drückt manchmal weiter in Richtung Boden als üblich - ein Gefühl, das Fahrer vorübergehend in Panik versetzen kann.
Hydraulisches regeneratives Bremsen
Die Ford Motor Company und die Eaton Corporation haben einen neueren Typ eines regenerativen Bremssystems namens Hydraulic Power Assist oder HPA entwickelt. Wenn der Fahrer die Bremse mit HPA betätigt, treibt die kinetische Energie des Autos eine umkehrbare Pumpe an, die lenkt Hydraulikflüssigkeit aus einem Niederdruckspeicher (eine Art Vorratstank) und in einen Hochdruck Akkumulator. Schätzungen für HPA zeigen, dass es 80 Prozent der durch die Verzögerung verlorenen Bewegungen speichern und damit das Auto vorwärts bewegen könnte.
