Rejeneratif frenleme nedir?
Rejeneratif frenleme, Toyota Prius’un yaklaşık yirmi yıl önce piyasaya sürülmesinden bu yana EV’ler için yaygın bir şey oldu. Yakında herhangi bir zamanda sürtünmeli frenlemenin yerini almayacak olsa da, aksi takdirde her yavaşladığınızda boşa gidecek kinetik enerjinin bir kısmını kurtarmak için iyi bir yoldur.
Rejeneratif frenleme nedir?
Bir arabanın fren yaparak nasıl enerji üretebileceğini anlamak için, bir AC endüksiyon motorunun nasıl çalıştığına bir göz atmalıyız. Basitlikleriyle tanınan elektrik motorları, sezgisel olarak rotor olarak adlandırılan tek bir hareketli parçaya sahiptir. Bu, stator adı verilen statik bir çerçevenin içine oturur ve elektromanyetik indüksiyon yoluyla ona tork sağlar.
Bir elektromotor akı (EMF) dalgası, statorda birbirine eşit mesafelerde yerleştirilmiş üç veya dört faz tarafından üretilir. EMF rotorun etrafında dönerek ona hareket damgasını vurur. Hiçbir motor %100 verimli olmadığından, akı dalgası her zaman rotordan daha hızlı hareket eder ve bu işlem sırasında aracın akülerinden gelen elektrik enerjisini kaybeder.
Rejeneratif frenleme nasıl çalışır?
Rejeneratif frenleme ters yönde çalışır. Akı dalgasının hızı azaltılarak araç yavaşlatılır. Rotor doğal olarak atalet nedeniyle hızını korumak “isteyecek” ve sonuç olarak artık akı dalgasından daha hızlı yol alacaktır. Teknik terimleri anlamayacak kişilerin anlayacağı şekilde açıklamak gerekirse, bu, rotorun kendisini çevreleyen elektron dalgasını “itmesini” ve bataryaya gönderilen ekstra enerjiyi baskılamasını sağlayacaktır.
Rotor aracın tekerleklerine bağlı olduğundan, dönüştürülen enerji miktarı arabanın ürettiği kinetik enerji ile doğru orantılı olacaktır. Yavaşlama ne kadar fazla olursa, o kadar fazla enerji üretilir. Elektrik enerjisi geri dönüşü için üst rakam, muhtemelen bir elektronik sınırlayıcı tarafından düzenlenen çoğu model için 60 Kw olarak belirtilmiştir.
Tabii ki, sistemin verimliliğini etkileyen sayısız başka faktör var, özellikle de iki yönlü bir döngüyü izlediği düşünüldüğünde. Enerji, aküden tekerleğe invertör (DC’den AC’ye), motor ve şanzımandan geçer ve ardından frenleme başlatıldığında her aşamada biraz kaybolarak tekrar geri döner. Eski Tesla Roadster gibi, bataryadan tekerleğe aktarımı %80 olan bir otomobilde, rejeneratif frenleme verimliliği %64 veya %80’i olacaktır.
Rejeneratif frenleme ile araç menzili ilişkisi
Bu, ideal koşullarda, frenleme yoluyla kaybedilen enerjinin %64’ünün daha sonra hızlanma için kullanılabileceği anlamına gelir. Ancak bu, günlük durumlara nasıl tercüme edilir? Aracın menzili üzerinde önemli bir etki yapacak mı?
Yukarıda da belirttiğimiz gibi, bu çoğunlukla fren alışkanlıklarınıza, sürüş ortamınıza ve arabanın ağırlığına bağlıdır. Hareket halindeki bir araçta depolanan kinetik enerjinin, kütle çarpı hızın karesi formülüyle hesaplandığını ve hepsinin ikiye bölündüğünü bilmek faydalı olabilir.
Örneğin agresif sürücüler sistemden daha fazla fayda görebilir. Bu, bir rallide yarışıyormuşsunuz gibi tam gaz gidip fren yapmanın menzilinizi azaltmayacağı anlamına gelmez. Belirli bir hızda seyretmek, pillerden tasarruf etmenin hala en etkili yoludur. Sadece bir elektrikli araçta sportif sürüşün size benzinli motorlu bir arabaya göre daha ucuza mal olacağıdır.
Hızın sabit tutulduğu otoyol sürüşünde, rejeneratif frenleme neredeyse hiç fark yaratmaz, ancak şehir rotaları veya yokuş aşağı giderken önemli miktarda enerji geri kazandığınızı görebilir.