عملية التجديد الكهربائي أثناء الكبح والتباطؤ

تم تقديم الكبح المتجدد منذ بضع سنوات على قاطرات الديزل التقليدية ، وأصبح الآن مهمًا بشكل متزايد حيث أصبحت السيارات الهجينة والكهربائية أكثر ديمقراطية.

لذلك دعونا نلقي نظرة على الجوانب الأساسية لهذه التقنية ، والتي تتعلق ، بالتالي ، بالحصول على الكهرباء من الحركة (أو بالأحرى الطاقة الحركية / القوة القصورية).

المبدأ الأساسي

سواء كان جهاز تصوير حراري أو هجين أو سيارة كهربائية ، فإن استعادة الطاقة متوفرة الآن في كل مكان.

في حالة آلات التصوير الحراري ، الهدف هو تفريغ المحرك عن طريق إيقاف تشغيل المولد كلما أمكن ذلك ، ويتمثل دورها في إعادة شحن بطارية الرصاص الحمضية. وبالتالي ، فإن تحرير المحرك من قيود المولد يعني توفير الوقود وتوليد الطاقة قدر الإمكان عندما تكون السيارة على فرامل المحرك ، عندما يمكن استخدام الطاقة الحركية بدلاً من طاقة المحرك (عند التباطؤ أو النزول لفترة طويلة منحدر بدون تسارع).

بالنسبة للسيارات الهجينة والكهربائية ، ستكون هي نفسها ، لكن الهدف هذه المرة سيكون إعادة شحن بطارية الليثيوم ، والتي تتم معايرتها بحجم أكبر بكثير.

استخدام الطاقة الحركية عن طريق توليد التيار؟

المبدأ معروف على نطاق واسع وهو ديمقراطي ، لكن يجب أن أعود إليه بسرعة. عندما أعبر ملفًا من مادة موصلة (النحاس هو الأفضل) بمغناطيس ، فإنه يولد تيارًا في هذا الملف الشهير. هذا ما سنفعله هنا ، استخدم حركة عجلات السيارة قيد التشغيل لتحريك المغناطيس وبالتالي توليد الكهرباء التي سيتم استردادها في البطاريات (أي البطارية). ولكن إذا بدا الأمر بدائيًا ، فسترى أن هناك عددًا قليلاً من التفاصيل الدقيقة التي يجب أن تكون على دراية بها.

التجديد أثناء الكبح / التباطؤ للمركبات الهجينة والكهربائية

تم تجهيز هذه السيارات بمحركات كهربائية لدفعها ، لذلك من الحكمة استخدام انعكاس الأخير ، أي أن المحرك يسحب إذا تلقى العصير ، وأنه يوفر الطاقة إذا كان مدفوعًا ميكانيكيًا بواسطة قوة خارجية (هنا بدأت السيارة مع عجلات الغزل).

لذلك دعونا الآن ننظر بشكل أكثر تحديدًا (لكن نبقى تخطيطيًا) ما يقدمه هذا ، مع بعض المواقف.

1) وضع المحرك

لنبدأ بالاستخدام الكلاسيكي للمحرك الكهربائي ، لذلك نقوم بتدوير التيار في ملف موجود بجوار المغناطيس. سيؤدي دوران التيار في السلك الكهربائي إلى إحداث مجال كهرومغناطيسي حول الملف ، والذي يعمل بعد ذلك على المغناطيس (وبالتالي يجعله يتحرك). من خلال تصميم هذا الشيء بذكاء (ملفوف في ملف بداخله مغناطيس دوار) ، من الممكن الحصول على محرك كهربائي يدور المحور طالما يتم تطبيق التيار عليه.

إن "وحدة التحكم في الطاقة" / "إلكترونيات الطاقة" هي المسؤولة عن التوجيه والتحكم في تدفق الكهرباء (يختار النقل إلى البطارية ، والمحرك بجهد معين ، وما إلى ذلك) ، لذا فهو أمر بالغ الأهمية. دور ، لأنه يسمح للمحرك أن يكون في وضع "المحرك" أو "المولد".

لقد قمت هنا بتطوير دائرة تركيبية ومبسطة لهذا الجهاز بمحرك أحادي الطور لتسهيل الفهم (تعمل ثلاث مراحل على نفس المبدأ ، لكن ثلاثة ملفات يمكن أن تعقد الأمور دون جدوى ، وبالتالي فهي أسهل بصريًا في مرحلة واحدة).

تعمل البطارية بالتيار المباشر ، لكن المحرك الكهربائي لا يعمل ، لذا يلزم وجود عاكس ومُعدِّل. الطاقة الكهربائية هي جهاز لتوزيع التيار وتحديد الجرعات.

2) مولد / وضع استعادة الطاقة

لذلك ، في وضع المولد ، سنفعل العملية المعاكسة ، أي إرسال التيار القادم من الملف إلى البطارية.

لكن بالعودة إلى الحالة المحددة ، تسارعت سيارتي إلى 100 كم / ساعة بفضل المحرك الحراري (استهلاك الزيت) أو المحرك الكهربائي (استهلاك البطارية). إذن ، لقد اكتسبت طاقة حركية مرتبطة بهذه السرعة البالغة 100 كم / ساعة ، وأريد تحويل هذه الطاقة إلى كهرباء ...

لذلك سأتوقف عن إرسال التيار من البطارية إلى المحرك الكهربائي ، وهو المنطق الذي أريد إبطائه (ومن ثم فإن العكس سيجعلني أسرع). بدلاً من ذلك ، ستعمل إلكترونيات الطاقة على عكس تدفق الطاقة ، أي توجيه كل الكهرباء التي ينتجها المحرك إلى البطاريات.

في الواقع ، فإن الحقيقة البسيطة المتمثلة في أن العجلات تجعل المغناطيس يدور ، مما يؤدي إلى توليد الكهرباء في الملف. وهذه الكهرباء المستحثة في الملف ستولد مرة أخرى مجالًا مغناطيسيًا ، والذي سيؤدي بعد ذلك إلى إبطاء المغناطيس ولم يعد يسرعه كما هو الحال عندما يتم ذلك عن طريق تطبيق الكهرباء على الملف (وبالتالي بفضل البطارية) ...

يرتبط هذا الكبح باستعادة الطاقة وبالتالي يسمح للمركبة بالتباطؤ أثناء استعادة الكهرباء. ولكن هناك بعض المشاكل.

إذا كنت أرغب في استعادة الطاقة مع الاستمرار في التحرك بسرعة ثابتة (أي الهجين) ، فسوف أستخدم محركًا حراريًا لدفع السيارة ومحركًا كهربائيًا كمولد (بفضل حركات المحرك).

وإذا كنت لا أريد أن يحتوي المحرك على الكثير من الفرامل (بسبب المولد) ، فأنا أرسل التيار إلى المولد / المحرك).

عندما تقوم بالفرملة ، يوزع الكمبيوتر القوة بين الفرامل المتجددة وفرامل الأقراص التقليدية ، وهذا ما يسمى "الكبح المشترك". الصعوبة وبالتالي التخلص من الظاهرة المفاجئة وغيرها من الظواهر التي قد تتداخل مع القيادة (عندما يتم القيام بها بشكل سيئ ، يمكن تحسين الشعور بالفرملة).

مشكلة في البطارية وسعتها.

المشكلة الأولى هي أن البطارية لا تستطيع امتصاص كل الطاقة المنقولة إليها ، ولها حد شحن يمنع الكثير من العصير من أن يتم حقنها في نفس الوقت. وببطارية ممتلئة ، فإن المشكلة هي نفسها ، فهي لا تأكل أي شيء!

لسوء الحظ ، عندما تمتص البطارية الكهرباء ، تحدث مقاومة كهربائية ، وهذا عندما يكون الكبح أشد. وبالتالي ، كلما "ضخنا" الكهرباء المولدة (وبالتالي زيادة المقاومة الكهربائية) ، كلما كان فرملة المحرك أقوى. على العكس من ذلك ، كلما شعرت بفرملة المحرك ، زاد ذلك معناه أن بطارياتك قيد الشحن (أو بالأحرى ، يولد المحرك الكثير من التيار).

ولكن ، كما قلت للتو ، للبطاريات حد امتصاص ، وبالتالي من غير المرغوب فيه استخدام فرملة قاسية وطويلة لإعادة شحن البطارية. هذا الأخير لن يكون قادرًا على ملاءمته ، وسيتم إلقاء الفائض في سلة المهملات ...

ترتبط المشكلة بالتقدم في الكبح المتجدد

يرغب البعض في استخدام الكبح المتجدد كأساسي ، وبالتالي الاستغناء عن الفرامل القرصية ، والتي هي فقيرة بقوة. ولكن ، لسوء الحظ ، فإن مبدأ تشغيل المحرك الكهربائي يمنع الوصول إلى هذه الوظيفة.

في الواقع ، تكون الكبح أقوى عندما يكون هناك اختلاف في السرعة بين العضو الدوار والجزء الثابت. وبالتالي ، كلما تباطأت السرعة ، قلت قوة الكبح. في الأساس ، لا يمكنك شل حركة السيارة من خلال هذه العملية ، يجب أن يكون لديك مكابح عادية إضافية للمساعدة في إيقاف السيارة.

من خلال محورين مقترنين (هنا تهجين E-Tense / HYbrid4 PSA) ، كل منهما بمحرك كهربائي ، يمكن مضاعفة استعادة الطاقة أثناء الكبح. بالطبع ، سيعتمد هذا أيضًا على عنق الزجاجة على جانب البطارية ... إذا لم يكن لدى الأخير الكثير من الشهية ، فليس من المنطقي أن يكون لديك مولدان. يمكننا أيضًا أن نذكر Q7 e-Tron ، التي تتصل عجلاتها الأربع بمحرك كهربائي بفضل Quattro ، ولكن في هذه الحالة يتم تثبيت محرك كهربائي واحد فقط على العجلات الأربع ، وليس اثنان كما في الرسم التخطيطي (لذلك لدينا فقط مولد واحد)

3) البطارية مشبعة أو ارتفاع درجة حرارة الدائرة

كما قلنا ، عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل ، أو عندما تستهلك الكثير من الطاقة في وقت قصير جدًا (لا يمكن شحن البطارية بسرعة عالية جدًا) ، لدينا حلان لتجنب إتلاف الجهاز:

• الحل الأول بسيط ، لقد قطعت كل شيء ... باستخدام مفتاح (يتم التحكم فيه بواسطة إلكترونيات الطاقة) ، قمت بقطع الدائرة الكهربائية ، وبالتالي جعلها مفتوحة (أكرر المصطلح بالضبط). بهذه الطريقة لم يعد التيار يتدفق ولم يعد لدي كهرباء في الملفات وبالتالي لم يعد لدي مجالات مغناطيسية. نتيجة لذلك ، لم يعد الكبح المتجدد يعمل كما أن السيارة تتساقط. كما لو لم يعد لدي مولد كهربائي ، وبالتالي لم يعد لدي احتكاك كهرومغناطيسي يبطئ كتلي المتحركة.
• الحل الثاني هو توجيه التيار الذي لم نعد نعرف ماذا نفعل بالمقاومات. تم تصميم هذه المقاومات للقيام بذلك ، ولكي نكون صادقين ، فهي بسيطة للغاية ... دورها حقًا هو امتصاص التيار وتبديد تلك الطاقة كحرارة ، وبالتالي بفضل تأثير جول. يستخدم هذا الجهاز في الشاحنات كمكابح مساعدة بالإضافة إلى الأقراص / الفرجار التقليدي. لذلك ، بدلاً من شحن البطارية ، نرسل التيار إلى نوع من "علب القمامة الكهربائية" التي تشتت الأخير على شكل حرارة. لاحظ أن هذا أفضل من الكبح القرصي لأنه عند نفس معدل الكبح ، ترتفع درجة حرارة فرامل المقاومة المتغيرة بدرجة أقل (وهو الاسم الذي يطلق على الكبح الكهرومغناطيسي ، والذي يبدد طاقته في المقاومات).

نحن هنا نقطع الدائرة ويفقد كل شيء خصائصه الكهرومغناطيسية (يبدو الأمر كما لو كنت ألوي قطعة من الخشب في ملف بلاستيكي ، ولم يعد التأثير موجودًا)

هنا نستخدم مكابح مقاومة متغيرة

4) تعديل قوة الكبح المتجددة

بشكل مناسب ، تحتوي السيارات الكهربائية الآن على مجاذيف لضبط قوة العودة. ولكن كيف تجعل الكبح المتجدد أكثر أو أقل قوة؟ وكيف نجعلها بحيث لا تكون قوية جدًا ، بحيث تكون القيادة محتملة؟

حسنًا ، إذا كنت في الوضع التجديدي 0 (بدون كبح متجدد) أحتاج فقط إلى فصل الدائرة من أجل تعديل الكبح التجديدي ، فسيلزم إيجاد حل آخر.

ومن بينها ، يمكننا بعد ذلك إعادة بعض التيار إلى الملف. لأنه إذا تسبب إنتاج العصير عن طريق تدوير المغناطيس في الملف في مقاومة ، فسوف يكون لدي (مقاومة) أقل بكثير إذا قمت ، من ناحية أخرى ، بحقن العصير في الملف بنفسي. كلما قمت بالحقن ، قلت المكابح ، والأسوأ من ذلك ، إذا قمت بحقن أكثر من اللازم ، ينتهي بي الأمر بالتسارع (وهناك ، يصبح المحرك هو المحرك ، وليس المولد).

لذلك ، فإن جزء التيار المعاد حقنه في الملف هو الذي سيجعل الكبح المتجدد أكثر أو أقل قوة.

للعودة إلى وضع العجلة الحرة ، يمكننا حتى إيجاد حل آخر إلى جانب فصل الدائرة ، أي إرسال التيار (بالضبط ما هو مطلوب) من أجل الشعور بأننا في وضع التحرك الحر ... يشبه إلى حد ما عندما نبقى في منتصف الدواسة على الحرارية للوقوف بوتيرة ثابتة.

نحن هنا نرسل بعض الكهرباء إلى اللف لتقليل "فرامل المحرك" للمحرك الكهربائي (إنها ليست في الواقع فرامل محرك ، إذا أردنا أن نكون دقيقين). يمكننا حتى الحصول على تأثير عجلة حرة إذا أرسلنا ما يكفي من الكهرباء لتثبيت السرعة.

كل التعليقات وردود الفعل

Dernier تم نشر التعليق:

ريغان (التاريخ: 2021 ، 07:15:01)

مرحبا،

قبل أيام قليلة ، كان لدي اجتماع في أحد وكلاء كيا حول الصيانة المجدولة لسيارتي 48000 Soul EV البالغة 2020 كم. أ ؟؟ مفاجأة كبيرة ، لقد نصحت باستبدال جميع الفرامل الأمامية (الأقراص والوسادات) لأنها انتهت !!

أخبرت مدير الخدمة أن هذا لم يكن ممكنًا لأنني استفدت إلى أقصى حد من الفرامل التعافي من البداية. جوابه: تستهلك مكابح السيارة الكهربائية أسرع من السيارة العادية !!

هذا مضحك حقًا. عند قراءة شرحك لكيفية عمل الفرامل المتجددة ، تلقيت تأكيدًا على أن السيارة تتباطأ باستخدام عملية أخرى غير الفرامل القياسية.

Il أنا. 1 رد الفعل (ردود) على هذا التعليق:

• مدير مدير الموقع (2021-07-15 08:09:43): لا يزال الحد الأقصى هو كونك تاجرًا والقول إن السيارة الكهربائية تآكل الفرامل بشكل أسرع.

  لأنه إذا كان من المفترض أن تؤدي الشدة المفرطة لهذا النوع من المركبات إلى تآكل أسرع ، فإن التجديد يعكس الاتجاه.

  الآن ، ربما يستخدم مستوى الاسترداد 3 الفرامل بالتوازي لزيادة فرامل المحرك بشكل مصطنع (وبالتالي استخدام القوة المغناطيسية للمحرك والمكابح). في هذه الحالة ، يمكنك فهم سبب تآكل الفرامل بشكل أسرع. ومع الاستخدام المتكرر للتجديد ، سيؤدي ذلك إلى بطانات طويلة على الأقراص مع حرارة غير سارة من التآكل والتلف (عندما نتعلم القيادة ، يُقال لنا أن الضغط على الفرامل يجب أن يكون قويًا ، ولكنه قصير للحد من التسخين).

  سيكون من الجيد إذا رأيت تآكل هذه العناصر بأم عينيك لمعرفة ما إذا كان الوكيل يميل إلى تكوين أرقام غير قانونية (غير مرجح ، ولكن من الصحيح أنه "هنا يمكننا الشك في ذلك").

(ستكون مشاركتك مرئية تحت التعليق بعد التحقق)

اكتب تعليق

للصيانة والإصلاحات ، سأفعل: